Biodiesel

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.

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.

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).

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.

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.

Recursos Oleaginosas - Materias Primas

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.

Especificações para o Biodiesel

Propriedade	Unidades	Limites
Propriedade	Unidades	Mínimo	Máximo
Ésteres	% (m/m)	96.5	-
Densidade a 15°C	g/ml	0,860	0,900
Viscosidade a 40°C	mm2/s	3,50	5,00
Ponto de Inflamação	°C	120	-
Enxofre	mg/kg	-	10
Resíduo carbonoso	% (m/m)		0,30
Número de cetano		51,0	-
Cinzas sulfatadas	% (m/m)	-	0,02
Água	% (m/m)	-	0,05
Contaminação Total	mg/kg	-	24
Corrosão do Cobre (3h a 50°C)	Classificação	Classe 1*
Estabilidade de oxidação	Horas	6,0	-
Número de acidez	mg KOH/g	-	0,50
Índice de iodo		-	120
Metiléster do ácido linoleico	% (m/m)	-	12,0
Metilésteres polinsaturados (>= 4 ligações dupla)	% (m/m)	-	1
Metanol	% (m/m)	-	0,20
Monoglicéridos	% (m/m)	-	0,80
Diglicéridos	% (m/m)	-	0,20
Triglicérídos	% (m/m)	-	0,20
Glicerina livre	% (m/m)	-	0,02
Glicerina total	% (m/m)	-	0,25
Metais alcalinos (Na, K)	mg/kg	-	5,0
Fósforo	mg/kg	-	10

As vantagens do biodiesel

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

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.

Emissão Co2

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Veja o Infográfico

Biodiesel - Oleo Vegetal

Este site foi atualizado em 22/07/10