Sistema de limpeza e separação pneumática de cana de açúcar e outros produtos agrícolas

Resumo

O objetivo fundamental deste projeto de pesquisa e inovação consiste em desenvolver um novo sistema industrial estacionário capaz de recepcionar cana ou outros materiais agrícolas colhidos mecanicamente e de realizar a separação de seus constituintes ao longo de linhas de transporte pneumático. Ao contrário dos sistemas atuais, baseados na força de arraste aerodinâmico, nossa proposta faz uso da força de sustentação ou força de Saffman em linhas de transporte pneumático como princípio promotor da separação entre os diferentes constituintes do particulado. Esta característica representa o elemento fundamental de inovação. Sua aplicação permitirá desenvolver um sistema de separação de grande simplicidade construtiva, sem partes móveis como peneiras rotativas e esteiras de transporte, e, consequentemente, alcançar altas eficiências energéticas e robustez operacional. Tendo como base a prova de conceito realizada com sucesso na fase 1, almejamos agora iniciar o desenvolvimento do produto que embarcará a nova tecnologia de separação proposta. Pesquisas realizados com clientes potenciais, feitas por ocasião do treinamento na Fapesp bem como ao longo da vigência da fase 1, permitiram identificar demandas sólidas para dois tipos de equipamento: 1) um separador para toletes e palha de cana recepcionada em carretas na usina e 2) um separador ou sistema de limpeza a seco para palha e terra recepcionada em fardos na usina. Pretendemos então projetar e construir dois circuitos pilotos especializados para estas aplicações assim como realizar testes experimentais extensivos de qualificação de seu desempenho, metrificado conforme metodologia desenvolvida na fase 1. O piloto do separador de cana e palha terá características e dimensões semelhantes ao equipamento construído na fase 1, porém o trecho horizontal de separação pneumática deverá ser constituído de tubos de seção quadrada. Além aumentar a simplicidade construtiva esta opção permite minimizar efeitos de agregação do particulado mais pesado causados pela concavidade do fundo da tubulação. Quanto ao segundo piloto, pretendemos adaptar o equipamento construído na fase 1 tendo em vista as características pneumáticas de particulados compostos por palha e terra. Os resultados e experiência acumulados na fase 1, bem como informações obtidas junto a clientes potenciais, permitiram identificar três aspectos cruciais para o desempenho e robustez do equipamento desenvolvido: 1) otimização da geometria do tê de separação, 2) otimização da demanda energética e 3) redução/controle do desgaste causado pelo impacto de partículas com as paredes internas da tubulação. Estes aspectos embasarão estudos específicos a serem realizados em parceria no âmbito do convênio já firmado com a EESC/USP através da Ag. USP de Inovação. Este convênio prevê, entre outras atividades, a exploração comercial da patente por parte da empresa mediante pagamento de royalties à universidade. Com respeito ao plano de negócios e à estratégia de introdução da nova tecnologia desenvolvida neste projeto (fase 2), é importante destacar que nossa principal dificuldade decorre do paradigma atual de que "... os sistemas de limpeza a seco não funcionam." E de fato os sistemas atuais têm desempenho muito abaixo do esperado, sobretudo em relação ao que é propalado pelas empresas que os comercializam. Entretanto, nossa tecnologia é totalmente diferente da tecnologia atual (força de arraste versus força de Saffman como efeito promotor da separação) e os desempenhos obtidos até aqui são muito superiores. É, portanto, necessário quebrar esse paradigma sob pena de vermos uma excelente solução tecnológica ser desprezada pelo mercado. Planejamos então, num primeiro momento, instalar equipamentos piloto de demonstração em usinas parceiras no âmbito de contratos de risco e/ou joint ventures por exemplo. (AU)