PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA
 

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

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Informações sobre BIODIESEL 

O Biodiesel

O biodiesel é um éster de ácido graxo, renovável e biodegradável, obtido comumente a partir da reação química de óleos ou gorduras, de origem animal ou vegetal, com um álcool na presença de um catalisador (reação conhecida como transesterificação). Pode ser obtido também pelos processos de craqueamento e esterificação.

O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclo diesel automotivos (de caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc) ou estacionários (geradores de eletricidade, calor, etc). Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções.

O nome biodiesel muitas vezes é confundido com a mistura diesel+biodiesel, disponível em alguns postos de combustível. A designação correta para a mistura vendida nestes postos deve ser precedida pela letra B (do inglês Blend). Neste caso, a mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100.

Índice

 

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1 Processo de fabricação
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1.1 A reação de transesterificação

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1.2 Metanol versus etanol

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1.3 O uso de etanol

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1.4 Fontes alternativas de óleos e gorduras

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1.5 Separação dos ésteres da glicerina

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2 Influência da química dos ácidos graxos nas características do combustível

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3 Mistura biodiesel/diesel

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4 Importância estratégica

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5 Projeto piloto

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6 Vantagens x desvantagens
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6.1 As vantagens do biodiesel

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6.2 Desvantagens na utilização do biodiesel

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7 Programa biodiesel no Brasil

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8 Aspectos econômicos do biodiesel

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9 Referências
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9.1 Bibliografia

Processo de fabricação

O biodesel é produzido a partir de óleos vegetais puros ou usados e de gorduras animais. Tais óleos e gorduras sofrem uma reação com um álcool (etanol ou metano), chamda de reação de transesterificação, da qual resultam compostos conhecidos como ésteres de ácidos graxos (etílicos ou metílicos). (Referência 001)

A reação de transesterificação

O biodiesel é comumente produzido por meio de uma reação química denominada transesterificação. No caso específico para a reação abaixo, os triacilgliceróis de origem animal/vegetal, reagem com o metanol, na presença de um catalisador, produzindo glicerol (subproduto) e o éster metílico de ácido graxo (biodiesel). A reação de transesterificação pode ser catalisada por ácido ou base.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Transesterificazione_esempio.PNG

Metanol versus etanol

No Brasil, atualmente, a vantagem na utilização do etanol para a produção do biodiesel está na grande oferta deste álcool em seu território. Desta forma, os custos diferenciais de fretes, para o abastecimento de etanol e metanol, em certas situações, poderão ser determinantes na escolha do alcool utilizado. Sob o ponto de vista ambiental, o uso do etanol (obtido a partir de fontes renováveis) leva vantagem sobre o metanol (geralmente obtido a partir do petróleo), no entanto é importante considerar que o metanol também pode ser obtido a partir da biomassa.

O uso de etanol

Um mito foi criado quanto à utilização de etanol no processo de transesterificação, dizendo que este não pode ser reagente do processo. Essa é uma conclusão incorreta, uma vez que tudo (quantidade de reagente, catalisadores etc.) depende do tipo de tecnologia utilizada.

O emprego de etanol anidro (grau de pureza maior que 99%) é necessário, pois a presença de água na reação de transesterificação leva ao surgimento de emulsões.

Fontes alternativas de óleos e gorduras

O biodiesel pode ser produzido a partir de qualquer fonte de ácidos graxos, porém nem todas as fontes de ácidos graxos viabilizam o processo a nível industrial. Os resíduos graxos também aparecem como matéria-prima para a produção do biodiesel. Nesse sentido, podem ser citados os óleos de frituras, as borras de refinação, a matéria graxa dos esgotos, óleos ou gorduras vegetais ou animais fora de especificação, ácidos graxos, etc. Algas também são uma possível fonte alternativa de óleos.

Separação dos ésteres da glicerina

Após a reação de transesterificação, os ésteres resultantes devem ser separados da glicerina, dos reagentes em excesso e do catalisador da reação. Isto pode ser feito em 2 passos.

Primeiro, separa-se a glicerina via decantação ou centrifugação. Seguidamente eliminam-se os sabões, restos de catalisador e de metanol/etanol por um processo de lavagem com água e borbulhação ou utilização de silicato de magnésio, requerendo este último uma filtragem, ou por destilação, que dispensa o uso de produtos químicos para promover a purificação.

Influência da química dos ácidos graxos nas características do combustível

Os ácidos graxos diferem entre si a partir de três características:

  1. o tamanho de sua cadeia hidrocarbônica;

  2. o número de insaturações;

  3. presença de grupamentos químicos.

Quanto maior a cadeia hidrocarbônica da molécula, maior o número de cetano e a lubricidade do combustível. Porém, maior o ponto de névoa e o ponto de entupimento. Assim, moléculas exageradamente grandes (ésteres alquílicos do ácido erúcico, araquidônico ou eicosanóico) devido ao processo de pre-aquecimento tornam o combustível de uso difícil em regiões com temperaturas baixas.

Quanto às insaturações, quanto menor o número de insaturações (duplas ligações) nas moléculas, maior o número de cetano do combustível, ocasionando uma melhor "qualidade à combustão". Por outro lado, um aumento no número de cetano ocasiona também um aumento no ponto de névoa e de entupimento (maior sensibilidade aos climas frios). Por outro lado, um elevado número de insaturações torna as moléculas menos estáveis quimicamente. Isso pode provocar inconvenientes devido a oxidações, degradações e polimerizações do combustível (ocasionando um menor número de cetano ou formação de resíduos sólidos), se inadequadamente armazenado ou transportado.

Desta forma, tanto os ésteres alquílicos de ácidos graxos saturados (láurico, palmítico, esteárico) como os de poli-insaturados (linoléico, linolênico) possuem alguns inconvenientes. De uma forma geral, um biodiesel com predominância de ácidos graxos combinados mono-insaturados (oléico, ricinoléico) são os que apresentam os melhores resultados.

Mistura biodiesel/diesel

O biodiesel pode ser usado misturado ao óleo diesel proveniente do petróleo em qualquer proporção, sem necessidade de qualquer alteração mecânica nos atuais motores a Diesel. Em alguns motores antigos, há a necessidade de alguns ajustes.

A concentração de biodiesel é informada por meio de uma nomenclatura específica, definida por "BX", onde X refere-se à percentagem em volume do biodiesel ao qual é misturado ao diesel do petróleo. Assim, B5, B20 e B100 referem-se, respectivamente às misturas de biodiesel/diesel contendo 5, 20 e 100% de biodiesel.

Importância estratégica

A produção do biodiesel pode cooperar com o desenvolvimento econômico de diversas regiões do Brasil, uma vez que é possível explorar a melhor alternativa de matéria-prima, no caso fontes de óleos vegetais tais como óleo de mamona, soja, dendê, girassol, algodão etc, dependendo da região. O consumo do biodiesel e de suas misturas BX pode ajudar um país a diminuir sua dependência do petróleo (a chamada "petrodependência"), contribuir para a redução da poluição atmosférica, uma vez que o biodiesel não contém enxofre em sua composição, além de gerar alternativas de empregos em áreas geográficas menos propícias para outras atividades econômicas, promovendo assim, a inclusão social.

Projeto piloto

Cidades como Curitiba, capital do Estado do Paraná, Brasil, possuem frota de ônibus para transporte coletivo movida a biodiesel. Esta ação reduziu substancialmente a poluição ambiental, aumentando, portanto, a qualidade do ar e, por consequência, a qualidade de vida num universo populacional de três milhões de habitantes.

Acredita-se que até 2010 mais de quinhentas cidades estarão com o biodiesel em suas bombas.

Vantagens x desvantagens

Prós e contras na produção e no uso do biodiesel:

As vantagens do biodiesel

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É energia renovável. As terras cultiváveis podem produzir uma enorme variedade de oleaginosas como fonte de matéria-prima para o biodiesel.

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É constituído por carbono neutro, ou seja, o combustível tem origem renovável ao invés da fóssil. Desta forma, sua obtenção e queima não contribuem para o aumento das emissões de CO2 na atmosfera, zerando assim o balanço de massa entre emissão de gases dos veículos e absorção dos mesmos pelas plantas.

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Contribui para a geração de empregos no setor primário. Com isso, evita o êxodo do trabalhador no campo, reduzindo o inchaço das grandes cidades e favorecendo o ciclo da economia auto-sustentável essencial para a autonomia do país.

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Com a incidência de petróleo em poços cada vez mais profundos, muito dinheiro esta sendo gasto na sua prospecção, o que torna cada vez mais onerosa a exploração e refino das riquezas naturais do subsolo, havendo então a necessidade de se explorar os recursos da superfície, abrindo assim um novo nicho de mercado, e uma nova oportunidade de uma aposta estratégica no sector primário.

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Nenhuma modificação nos atuais motores do tipo ciclo diesel faz-se necessária para misturas de biodiesel com diesel de até 20%, sendo que percentuais acima de 20% requerem avaliações mais elaboradas do desempenho do motor.

Desvantagens na utilização do biodiesel

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Não se sabe ao certo como o mercado irá assimilar a grande quantidade de glicerina obtida como subproduto da produção do biodiesel (entre 5 e 10% do produto bruto). A queima parcial da glicerina gera acroleína, produto suspeito de ser cancerígeno.

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No Brasil e na Ásia, lavouras de soja e dendê, cujos óleos são fontes potencialmente importantes de biodiesel, estão invadindo florestas tropicais que são importantes bolsões de biodiversidade. Muitas espécies poderão deixar de existir em consequência do avanço das áreas agrícolas, entre as espécies, podemos citar o orangotango ou o rinoceronte de Sumatra. Embora no Brasil, muitas lavouras não serem ainda utilizadas para a produção de biodiesel, essa preocupação deve ser considerada.

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A produção intensiva da matéria-prima de origem vegetal leva a um esgotamento das capacidades do solo, o que pode ocasionar a destruição da fauna e flora, aumentando portanto o risco de erradicação de espécies e o possível aparecimento de novos parasitas, como o parasita causador da Malária.

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O balanço de CO2 do biodiesel não é neutro se for levado em conta a energia necessária à sua produção, mesmo que as plantas busquem o carbono à atmosfera: é preciso ter em conta a energia necessária para a produção de adubos, para a locomoção das máquinas agrícolas, para a irrigação, para o armazenamento e transporte dos produtos.

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Cogita-se a que poderá haver uma subida nos preços dos alimentos, ocasionada pelo aumento da demanda de matéria-prima para a produção de biodiesel. Como exemplo, pode-se citar alguns fatos ocorridos em Portugal, no início de Julho de 2007, quando o milho era vendido a 200 euros por tonelada (152 em Julho de 2006), a cevada a 187 (contra 127), o trigo a 202 (137 em Julho de 2006) e o bagaço de soja a 234 (contra 178). O uso de algas como fonte de matéria-prima para a produção do biodiesel poderia poupar as terras férteis e a água doce destinadas à produção de alimentos.

Programa biodiesel no Brasil

O Programa Biodiesel é um projeto do governo brasileiro que tem como missão, promover a curto prazo, a fusão dos recursos renováveis (combustível vegetal) com os esgotáveis (petróleo), subentendendo-se que somente as refinarias autorizadas pela Agência Nacional do Petróleo (ANP) do Brasil poderão proceder a mistura dos esgotáveis com os renováveis e a conseqüente comercialização através de conveniados.

Aspectos econômicos do biodiesel

Em 2002, a demanda total de diesel no Brasil foi de 39,2 milhões de metros cúbicos, dos quais 76% foram consumidos em transportes. O país importou 16,3% dessa demanda, o equivalente a US$ 1,2 bilhão. Como exemplo, a utilização de biodiesel a 5% no país, demandaria, portanto, um total de dois milhões de metros cúbicos de biodiesel.

Referências

  1. O empreiteiro - Brasileiros pesquisam biodiesel de algas marinhas.

  2. Portaldoagronegocio - Brasil, algas e biodiesel: uma aposta que pode gerar riqueza

Bibliografia

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Referência 001. PARANÁ, Governo do Estado do. Biodiesel: a energia que cresce no campo. Conheça o que o Paraná está fazendo. Programa Paranaense de Bioenergia.

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Referência 002. SUAREZ, P. A. Z.; MENEGHETTI, S. P. M. 70º Aniversário do biodiesel em 2007: Evolução histórica e situação atual no Brasil. Quím. Nova , São Paulo, v. 30, n. 8, 2007. Disponível em: <http://quimicanova.sbq.org.br/qn/qnol/2007/vol30n8/46-AG07046.pdf>. Acesso em: 09 Jan 2008.

 

 

 

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Este site foi atualizado em 21/07/10