Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO CELSO LISBOA 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
 
DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE GESTÃO DE RESÍDUOS 
INDUSTRIAIS COM REAPROVEITAMENTO PARA ENERGIA 
RENOVÁVEL 
 
Tatiana dos Santos Borges-25137270 
Rafael Machado da Silva -24334102 
Roberta Alves Junger Pitrez - RA 25138532 
Oziel Mendes André - RA 225600047 
Joao Vinícius de Souza - RA 25136980 
Julio Cesar Lúcio de Oliveira –RA 25136609 
Leonardo Luiz de Oliveira RA 25138923 
Tatiane Cyrillo Ribeiro da Silva - RA 24332786 
Felipe de Jesus Santos - RA 25137089 
Hosana Paonessa Chagas - RA 2432375 
 
 
 
 Rio de Janeiro 
 2025 
 
 
 
Projeto de Extensão 
 
1. Planejamento (Fase 1) 
Descrição do projeto e do planejamento da Extensão 
 Para qual público será aplicado este projeto? 
 O que, quem, quando, onde e quando será desenvolvido? 
 Qual a importância, resultados e impactos esperados? 
O projeto de extensão universitária executado entre os meses de março e maio de 2025 
teve como escopo o desenvolvimento de um sistema conceitual, simples e 
economicamente viável, para a gestão de resíduos sólidos industriais, com foco na 
redução, reciclagem e reaproveitamento desses resíduos como fonte alternativa de 
energia renovável A iniciativa foi aplicada na empresa fictícia Laben, criada 
especificamente para funcionar como estudo de caso e ambiente de aplicação prática. O 
público-alvo englobou gestores e colaboradores dessa organização simulada, além de 
atingir a comunidade externa por meio de divulgação científica em plataformas digitais, 
como o Instagram. 
A proposta contemplou etapas que englobaram o levantamento de dados técnicos sobre 
a geração de resíduos industriais e análises interdisciplinares com base em fundamentos 
de Química, Física e Matemática, visando à conversão energética de resíduos. As 
análises contemplaram a viabilidade físico-química dos materiais e cálculos 
matemáticos voltados à estimativa do potencial energético e eficiência dos processos. 
As atividades ocorreram de forma híbrida: coleta de dados no ambiente empresarial e 
análises/elaboração remota por estudantes, o que proporcionou vivência acadêmica 
prática e interdisciplinar. 
A relevância acadêmica, técnica e social da proposta esteve ancorada em sua capacidade 
de aplicar os conhecimentos universitários para enfrentar desafios concretos e promover 
o desenvolvimento sustentável. Os resultados esperados incluíram o mapeamento e a 
quantificação dos resíduos com potencial energético, a proposição de soluções 
acessíveis para seu reaproveitamento e a formulação de um modelo de sistema 
energético adaptado a pequenas e médias indústrias. Em termos de impacto, o projeto 
buscou contribuir para a redução do volume de resíduos descartados, a economia no 
consumo de energia convencional e o fortalecimento da cultura de responsabilidade 
socioambiental no contexto organizacional e social ampliado. 
 
 
 
2. Desenvolvimento da Extensão (Fase 2) 
Descrição do desenvolvimento da Extensão 
 Quais as ações realizadas para promover e realizar a aplicação 
da atividade de extensão dentro do projeto? 
 Como o público-alvo foi envolvido? 
Para dar início ao nosso projeto, criamos uma empresa fictícia que funcionou como um 
ambiente de simulação real, permitindo a aplicação prática dos conhecimentos 
adquiridos no âmbito da extensão universitária. O projeto, realizado entre março e maio 
de 2025, teve como escopo o desenvolvimento de um sistema conceitual, simples e 
economicamente viável para a gestão de resíduos sólidos industriais, com ênfase na 
redução, reciclagem e reaproveitamento desses resíduos como fonte alternativa de 
energia renovável. A iniciativa foi aplicada na empresa fictícia, criada especificamente 
para funcionar como estudo de caso e ambiente de aplicação prática. O público-alvo 
englobou gestores e colaboradores dessa organização simulada, além de atingir a 
comunidade externa por meio de divulgação científica em plataformas digitais, como o 
Instagram.Além disso, promovemos a divulgação entre nossos colegas 
acadêmicos, compartilhando materiais e debatendo as soluções desenvolvidas, 
fortalecendo o alcance e a conscientização científica gerada pelo projeto. O 
desenvolvimento da extensão na Fase 2 focou em criar um sistema simples para lidar 
com os resíduos da indústria, buscando reduzir, reciclar e usar esses resíduos para gerar 
energia limpa. Para isso, unimos o que aprendemos na teoria com a prática, tanto na 
universidade quanto dentro de empresas. Inicialmente, inspiramo-nos nas práticas e 
processos da empresa Procter and Gamble para compreender os tipos de resíduos 
gerados em ambientes industriais. Com base nessa referência, utilizamos a empresa 
fictícia Laben como estudo de caso para simular a coleta e o gerenciamento desses 
resíduos.. A segunda ação envolveu a realização de análises interdisciplinares, nas quais 
os estudantes utilizaram conceitos de Química, Física e Matemática para calcular a 
viabilidade de reaproveitamento dos resíduos. A análise contemplou desde a 
identificação dos resíduos até a projeção de soluções viáveis para a transformação 
desses resíduos em energia renovável, utilizando processos como a digestão anaeróbica 
(para produção de biogás) e a queima controlada (para gerar energia térmica). A análise 
da composição química e das propriedades termoquímicas dos resíduos industriais da 
empresa Laben fornece dados essenciais para planejar estratégias seguras e eficientes de 
reaproveitamento energético. Nos resíduos celulósicos, como papel e embalagens de 
papelão, o principal componente é a celulose (C6H10O5)n¹, um biopolímero rico em 
carbono e hidrogênio, conferindo um poder calorífico médio de 17 MJ/kg. Esses 
resíduos apresentam grande potencial para reaproveitamento energético por meio de 
combustão controlada, com baixa geração de poluentes, sendo uma solução viável e de 
baixo impacto ambiental. Nos resíduos plásticos, como polietileno (PE) (C2H4)n, e 
polipropileno (PP) (C3H6)n¹, encontramos cadeias hidrocarbonadas de alto poder 
calorífico (40 MJ/kg a 46 MJ/kg), tornando-os altamente atrativos para processos de 
valorização energética, como queima ou pirólise. Contudo, materiais como PVC devem 
ser cuidadosamente identificados e separados, já que sua combustão pode gerar 
 
 
 
compostos tóxicos (dioxinas, furanos). Nesses casos, o reaproveitamento energético só 
deve ser realizado se a empresa puder investir em tecnologias avançadas de controle de 
emissões; caso contrário, o descarte seguro e regulamentado é a melhor alternativa 
ambientalmente responsável. Para os resíduos complexos, como fraldas descartáveis e 
lenços umedecidos, compostos por celulose, plásticos, SAP e alta umidade, a conversão 
térmica é tecnicamente desafiadora e de baixa eficiência sem pré-tratamentos caros. 
Aqui, recomendamos que a empresa avalie cuidadosamente se os custos e os riscos 
ambientais compensam; em muitos casos, pode ser mais seguro destinar esses resíduos a 
aterros industriais licenciados ou buscar parcerias para tecnologias especializadas, como 
reciclagem química ou coprocessamento em cimenteiras, em vez de tentar uma queima 
direta. Por fim, nos resíduos orgânicos e químicos, como restos de cosméticos (óleos, 
álcoois, surfactantes), apesar do potencial energético teórico devido à presença de 
carbono e hidrogênio, a queima não é recomendada sem um sistema industrial 
avançado. Isso porque muitos desses materiais liberam compostos voláteis ou tóxicos 
quando submetidos a altas temperaturas, podendo gerar mais prejuízos ambientais que 
benefícios energéticos. Neste caso, a prioridade deve ser o descarte seguro, segundo as 
normas ambientais vigentes, ou processos industriais específicos como biodigestores, 
caso haja viabilidade técnica. Combustão (foco do projeto da empresa Laben) 
A combustão é uma reação exotérmica rápida entre um combustível e um comburente(geralmente oxigênio), resultando na liberação de energia sob forma de calor, luz e 
produtos gasosos (principalmente CO₂ e H₂O). 
No caso dos resíduos da Laben, o interesse está em: aproveitar resíduos com alto teor de 
carbono e hidrogênio (celulose, plásticos PE e PP), que possuem poder calorífico 
significativo (17–46 MJ/kg), tornando-se excelentes fontes energéticas. Converter o 
calor liberado em energia elétrica, usando caldeiras, trocadores de calor e geradores a 
vapor. Reduzir o volume dos resíduos, minimizando a necessidade de aterro. 
Vantagens da Combustão para a Empresa Laben: Compatível com os resíduos 
disponíveis. Geração rápida e contínua de energia elétrica. Redução de volume dos 
resíduos. Possibilidade de implementar com tecnologias conhecidas (caldeiras 
industriais, geradores). Necessidades: Separação e controle de resíduos perigosos (como 
PVC, químicos). Instalação de sistemas de controle de emissões para atender normas 
ambientais. 
Pirólise: A pirólise consiste na decomposição térmica de materiais orgânicos (plásticos, 
resíduos celulósicos, orgânicos) submetidos a altas temperaturas (300–700°C) em um 
ambiente sem a presença de oxigênio. Nesse processo, em vez da queima, ocorre a 
decomposição do material, resultando na formação de: Gases combustíveis (CH₄, H₂, 
CO) que podem ser queimados para gerar energia; Óleos pirolíticos, líquidos ricos em 
carbono com potencial para uso como combustível ou matéria-prima química; 
Carvão/pirolenho (biochar), sólido com alto teor de carbono, aplicável como 
combustível sólido ou condicionador de solo. Vantagens da Pirólise: Apresenta menor 
formação de poluentes atmosféricos devido à ausência de combustão direta e contato 
com oxigênio; Permite a valorização de resíduos complexos, incluindo plásticos mistos 
e resíduos orgânicos contaminados; Possibilita a geração de múltiplos produtos 
 
 
 
energéticos, além do calor. Desafios para a empresa Laben: Requer investimento em 
equipamentos mais caros e tecnologicamente complexos em comparação com sistemas 
de combustão simples; Demanda controle preciso de parâmetros como temperatura, 
pressão e atmosfera, além de manutenção técnica especializada; Aplica-se de forma 
limitada a certos tipos de resíduos, sendo que materiais com alta umidade (como fraldas 
e lenços) necessitam de secagem prévia. Considerações para a Laben: Embora a pirólise 
represente uma alternativa promissora para a valorização de resíduos, oferecendo 
vantagens ambientais e a produção de múltiplos recursos energéticos, seus custos 
iniciais e complexidade operacional podem representar desafios para a empresa Laben 
no curto prazo. A combustão, por sua vez, surge como um método mais viável, simples 
e economicamente acessível para pequenas e médias indústrias, dadas as tecnologias já 
estabelecidas e os custos operacionais potencialmente menores. A pirólise pode ser 
considerada uma recomendação estratégica futura, caso a empresa decida investir em 
soluções de tratamento de resíduos mais avançadas. 
Estimativa Avançada do Potencial Energético dos Resíduos Industriais – Empresa 
Laben: Este relatório apresenta uma análise detalhada, tanto quantitativa quanto 
qualitativa, do potencial energético contido nos resíduos gerados mensalmente pela 
empresa Laben. A avaliação considerou as propriedades termoquímicas dos materiais, 
as equações fundamentais de conversão energética e os aspectos físicos relevantes para 
a eficiência dos processos. 
Tipo de Resíduo Quantidade (kg/mês) 
Resíduos Celulósicos (papel, papelão) 50.000 
Resíduos Plásticos (polietileno, polipropileno) 80.000 
Resíduos Complexos (fraldas, lenços, SAP) 60.000 
Resíduos Orgânicos/Químicos (cosméticos) 40.000 
 
1. Propriedades Termoquímicas e Fórmulas Relevantes 
Resíduos Celulósicos 
 Composto principal: Celulose → (C₆H₁₀O₅)ₙ 
 Poder Calorífico Inferior (PCI): 17 MJ/kg (medido experimentalmente por 
calorimetria, assumindo umidade ≤10%) 
Energia estimada: 
 
A celulose apresenta oxidação completa durante a combustão 
 
 
 
 
Libera energia de forma estável, sendo ideal para fornos industriais com recuperação de 
calor. Resíduos Plásticos (PE, PP) 
 Compostos principais: 
o Polietileno (C₂H₄)ₙ 
o Polipropileno (C₃H₆)ₙ 
 PCI médio: 43 MJ/kg (baseado na elevada densidade energética de cadeias 
hidrocarbonadas) 
 
Energia estimada: 
 
A combustão completa dos plásticos: 
 
gera elevadas quantidades de energia, mas com riscos ambientais (dioxinas no caso de 
PVC). Exige sistemas de controle de emissões. 
Resíduos Complexos (Fraldas, Lenços, SAP) 
 Composição: Celulose + SAP (poliacrilato de sódio, [-CH₂-CH(CO₂Na)-]ₙ) + 
plásticos 
 PCI estimado: ~20 MJ/kg (ajustado devido à elevada umidade média: ~50%) 
 Energia estimada: 
 
A elevada umidade reduz eficiência de combustão direta; recomenda-se secagem 
prévia ou tecnologias como pirólise, que degradam termicamente os polímeros 
sem oxidação. 
Resíduos Orgânicos/Químicos (Cosméticos) 
 Tecnologia: Biodigestão Anaeróbica 
 Produção média de biogás: 0,3 m³/kg 
 Teor médio de CH₄ no biogás: 60% 
 PCI do metano: 35 MJ/m³ 
Energia estimada: 
 
 
 
Biodigestores convertem matéria orgânica via fermentação microbiana, gerando 
metano. É uma alternativa limpa, mas depende da pureza da matéria orgânica e 
da ausência de contaminantes químicos. 
Combustão em comparação com a Pirólise – Considerações Técnicas 
Combustão: Oxidação completa do combustível, gerando calor e gases (CO₂, 
H₂O). Exige excesso de ar e controle rigoroso de emissões. Alta eficiência, 
simples, mas poluente se mal gerida. 
Energia liberada: Q=m×PCI 
Pirólise: Decomposição térmica sem oxigênio, gerando gás combustível, óleo 
pirolítico e carvão. Ideal para resíduos plásticos e complexos, com menos risco 
de emissão tóxica, mas demanda mais investimento tecnológico. 
 
Recomendação: 
Para a empresa Laben, a rota por combustão deve focar nos resíduos secos 
(celulósicos, plásticos PE/PP). Resíduos úmidos ou complexos são mais 
adequados para pirólise ou descarte seguro. Resíduos orgânicos podem ser 
redirecionados a biodigestores externos, pois montar uma planta interna só se 
justificaria com volumes muito maiores. 
Resumo Final (Mensal) 
Tipo de Resíduo Energia Estimada (MJ/mês) 
Celulósicos (Combustão) 850.000 
Plásticos (Combustão) 3.440.000 
Complexos (Pirólise) 1.200.000 
Orgânicos (Biodigestor) 252.000 
Conversão para kWh 
1kWh=3.6MJ 
Tipo de Resíduo Energia (kWh/mês) 
Celulósicos 236.111 kWh 
Plásticos 955.555 kWh 
Complexos 333.333 kWh 
Orgânicos 70.000 kWh 
Conclusão Técnica 
Do ponto de vista físico e matemático, a empresa Laben possui um potencial energético 
bruto mensal de aproximadamente:
 
 
 
 
Este valor poderia, em teoria, alimentar cerca de 4.000 residências médias por mês 
(considerando consumo médio de 400 kWh/mês). 
3. Aplicação da Extensão (Fase 3) 
Descrição da aplicação e evidências 
 Indicar local de aplicação, público envolvido, quantidade de 
pessoas; 
 Evidenciar as ações realizadas através de descrições, links, 
áudios, vídeos, fotos etc.; 
 Qual o impacto e os resultados atingidos? 
 
 
A fase de aplicação do projeto de extensão ocorreu de forma híbrida, unindo atividades 
presenciais e digitais. Utilizamos a empresa fictícia Laben – inspirada nas práticas da 
Procter and Gamble – como estudo de caso para simular a coleta e o gerenciamento de 
resíduos industriais. No ambiente digital, criamos um perfil no Instagram para divulgar 
os conteúdos do projeto, ampliando o alcance entre estudantes, profissionais e a 
comunidade externa. Aproximadamente 30 participantes estiveram presentes nas 
atividades presenciais. O perfil do Instagram, cujo link é @hosana_laben, apresentou 
dados expressivos: conforme a imagem de analytics anexa, nos últimos 30 dias foram 
registradas 2.975 visualizações e 1.626 contas alcançadas, evidenciando um bom 
engajamento com predominânciade publicações (84%) em relação às stories (16%). 
 
Evidências das Ações Realizadas: 
 Materiais Digitais e Mídias Sociais: Criamos o perfil no Instagram focado em 
"Transformar Resíduos em Energia Limpa". As publicações abordam temas 
como a conversão energética por combustão controlada, pirólise e biodigestão, 
acompanhadas por fotos, links e textos explicativos. Um conjunto de imagens 
dos dados analíticos comprova a eficácia dessa divulgação digital, demonstrando 
as métricas de engajamento e alcance. Além disso, os integrantes do grupo 
discutiram ativamente o tema entre si, enriquecendo o debate e a disseminação 
dos conhecimentos. 
 Atuação em Ambiente Corporativo: Um integrante do grupo apresentou o 
projeto durante o DDS (Diálogo Diário de Segurança) na empresa em que 
trabalha, compartilhando os conceitos e soluções desenvolvidas para a gestão de 
resíduos com seus colegas. Essa ação foi registrada por meio de fotografias, 
comprovando o impacto prático da iniciativa no ambiente corporativo. 
IMPORTÂNCIA DO TEMA 
O tema da conversão de resíduos em energia limpa reveste-se de extrema relevância no 
contexto atual, enfrentando desafios ambientais e promovendo a sustentabilidade. A 
gestão adequada dos resíduos sólidos industriais é essencial para reduzir os impactos 
ambientais e promover o aproveitamento dos recursos, transformando um problema em 
oportunidade. Ao integrar conceitos de Química, física e Matemática, o projeto não 
apenas reforça a importância da interdisciplinaridade para o desenvolvimento de 
 
 
 
soluções inovadoras, mas também oferece uma abordagem prática que pode ser aplicada 
em diversos setores industriais. 
Essa iniciativa contribui para: 
 Redução dos Impactos Ambientais: A transformação dos resíduos em fontes de 
energia limpa diminui a quantidade de material descartado inadequadamente, 
reduzindo a poluição e os danos ao meio ambiente. 
 Promoção da Eficiência Energética: Ao aproveitar o potencial energético dos 
resíduos, criam-se alternativas para a geração de energia, contribuindo para a 
diversificação da matriz energética e para a redução da dependência de fontes 
convencionais. 
IMPACTO E RESULTADOS ALCANÇADOS 
 Integração Teoria-Prática: Ao aplicar os conceitos teóricos em ambientes 
simulados (por meio da empresa fictícia Laben) e na divulgação digital, os 
estudantes desenvolveram soluções práticas para a gestão de resíduos, 
promovendo uma aproximação efetiva entre a academia e o mercado. 
 Engajamento e Conscientização: A combinação do perfil no Instagram — com 
publicações tanto no feed quanto nos stories — e a divulgação presencial no 
ambiente corporativo ampliou a conscientização sobre a importância do 
reaproveitamento dos resíduos para gerar energia limpa, incentivando uma cultura 
de responsabilidade socioambiental. Além disso, as discussões internas entre os 
integrantes do grupo fortaleceram a troca de ideias e a aferição crítica dos 
conceitos apresentados. 
 Resultados Técnicos e Visibilidade: As análises interdisciplinares possibilitaram 
a criação de modelos e estratégias para o aproveitamento energético dos resíduos 
industriais. 
 
 
 
 Evidências: 
Link do Instagram: 
https://www.instagram.com/hosana_laben?igsh=ZmlqMnFkeGNjdGFo 
 
 
Resultados do Instagram: 
 
 
https://www.instagram.com/hosana_laben?igsh=ZmlqMnFkeGNjdGFo
 
 
 
 
 Evidências do DDs: 
 
 
 
 
 
Evidência das discussões internas entre os integrantes do grupo: 
 
 
 
 
 
 
Referências Bibliográficas: 
VERTOWN. Como empreender ao transformar lixo ou resíduo em energia? 
Disponível em: . Acesso em: 25 abr. 2025. 
IDEIA SUSTENTÁVEL. Energia - Queima do lixo no Brasil pode gerar 300 MW de 
energia em cinco anos. Disponível em: . Acesso em: 
25 abr. 2025. 
PERFIL. Resíduo plástico é utilizado na reciclagem energética. Disponível em: 
. Acesso em: 25 abr. 2025. 
123ECOS. Lixo em combustível - como transformar - conheça técnicas. Disponível 
em: . 
Acesso em: 25 abr. 2025. 
BLOXS. Pirólise: conheça a técnica que transforma resíduos em energia sustentável. 
Disponível em: . 
Acesso em: 25 abr. 2025. 
RAÍZEN. Lixo urbano: transformação em energia limpa. 2023. Disponível em: 
. Acesso em: 20 abr. 2025. 
BRASIL ESCOLA. Entalpia de combustão. Disponível em: 
. Acesso em: 2 maio 
2025. 
MOTA, et al. Pirólise da biomassa lignocelulósica: uma revisão. Revista Geintec – 
Gestão, Inovação e Tecnologias, v. 5, n. 4, p. 2511-2525, 2015. 
ANACE BRASIL. Transformar lixo em energia. Anace Energia, 2025. Disponível em: 
https://www.anacebrasil.org.br/transformar-lixo-em-energia/. Acesso em: 20 maio 2025. 
 
SILVA, J. P.; OLIVEIRA, C. G. Análise da combustão de diferentes biomassas para 
geração de energia. Revista Brasileira de Energia Renovável, v. 8, n. 2, p. 123-135, 2019. 
Disponível em: http://www.seer.ufms.br/index.php/rber/article/view/7082. Acesso em: 
20 abr. 2025. 
PIMENTA, Thamires Ingrid Lopes. O estudo da combustão: uma revisão de 
literatura. Repositório Institucional da UFPB, 2025. Disponível em: 
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33877. Acesso em: 20 Abr. 2025. 
 
https://www.google.com/search?q=http://www.seer.ufms.br/index.php/rber/article/view/7082
 
 
 
 
SciELO Brasil. Medida de calor específico e lei de resfriamento de Newton: um 
refinamento na análise dos dados experimentais. Revista Brasileira de Ensino de 
Física, 2025. Disponível em: 
https://www.scielo.br/j/rbef/a/CdVLM6q5L3JHmRGjLcRY96C/. Acesso em: 20 Abr. 
2025.