Autores: Cassiele, Cinthia, Douglas, Hiandra, Juliano
Turma: 301
Disciplina: Química
Professor: Paulo Brum
Turma: 301
Disciplina: Química
Professor: Paulo Brum
Introdução
Na expectativa de desfazer quaisquer dúvidas no que tange ao assunto a ser abordado, os biocombustíveis, uma forma inteligente de unir novas fontes de renda ao produtor rural com independência ao petróleo estrangeiro junto com diminuição das emissões de gases poluentes, é que traremos o conceito, os prós e os contras, além do paradigma atual e do porvir destes combustíveis que se planta.
Objetivo Geral
Conscientes da necessidade da grande audiência que este assunto carece, era nosso dever apresentarmos à sociedade um resumo aprofundado sobre os bicombustíveis. Com a meta pura de divulgar e esclarecer o grande grupo ─a comunidade são-luizense─ com relação a este tema tão importante que é as alternativas ao finito petróleo e demais combustíveis fósseis é que nos mobilizamos. Temos, portanto, uma tarefa essencial ao público atingido.
Justificativa
Perante a maciça presença dos meios de comunicação, a inquietante curiosidade levou o grupo a aprofundar os conhecimentos deste importante assunto atual ─ biocombustíveis.Desvendar os mistérios que rondam a transformação de vegetais em combustíveis ─ que representam uma alternativa aos mal-feitores combustíveis fósseis ─, numa abordagem que torne a soma de saberes químicos algo mais prazeroso, moveu o grupo.
Biocombustíveis
Os biocombustíveis são fontes de energias renováveis, derivados de produtos agrícolas como a cana-de-açúcar, plantas oleaginosas, biomassa florestal e outras fontes de matéria orgânica. Em alguns casos, os biocombustíveis podem ser usados tanto isoladamente, como adicionados aos combustíveis convencionais. Como exemplos, podemos citar o biodiesel, o etanol, o metanol, o metano e o carvão vegetal.
Os problemas dos biocombustíveis
Apesar de ser uma alternativa perante às excessivas emissões de dióxido de carbono, e portanto opção para frear o temido Aquecimento Global, como também de problemas como as chuvas ácidas, os biocombustíveis estão longe de ser consenso universal. As principais e mais freqüentes críticas vêm de líderes de movimentos sociais ou de instituições preocupadas com o jogo de interesses que se tornou o até em então perfeito projeto dos combustíveis verdes.
As Nações Unidas disseram, através do seu primeiro grande relatório sobre bioenergia, lançado em maio de 2007, por exemplo, que biocombustíveis, como etanol, podem ajudar bastante a reduzir o aquecimento global e criar empregos para os pobres das regiões rurais, mas advertem que os benefícios poderão ser eliminados por problemas ambientais graves e uma elevação no preço de alimentos para os mais famintos, alertando que "o crescimento rápido da produção líquida de biocombustíveis colocará demandas substanciais sobre os recursos mundiais de terra e água, num momento em que a demanda por alimento e produtos florestais também se eleva rapidamente". O relatório ainda afirma que “mudanças no conteúdo de carbono dos solos e nos estoques de carbono em florestas e charcos poderão eliminar parte ou todo o benefício do biocombustível em termos de redução do efeito estufa”. "O uso de monoculturas em larga escala poderá levar a perda significativa de biodiversidade, erosão do solo e sangria de nutrientes", alardeia o texto, implorando para evitar que problemas sociais e ambientais "alguns dos quais poderão ter conseqüências irreversíveis". No documento consta que a demanda crescente por óleo de palmeira já levou à eliminação de florestas tropicais no sudeste asiático. A eliminação das selvas pode resultar em emissões de gases ainda maiores que as geradas por combustíveis fósseis, enfatizando que extrair óleos de florestas nativas não trará nenhuma salvação para o homem.
Além disso, a destinação de terras antes usadas para plantar comida para o plantio de combustível elevará o preço da comida e de mercadorias básicas, impondo uma nova carga aos pobres do mundo. E, embora as plantações de biocombustível tenham o potencial de melhorar a renda em áreas rurais, esse é um tipo de produção que favorece a agricultura em larga escala, o que pode levar á eliminação de pequenas propriedades. O texto sugere a formação de cooperativas e subsídios oficiais para manter os pequenos fazendeiros no negócio. Nesta ideologia que também trabalham alguns dos principais movimentos sociais nacionais: MST (Movimento dos Trabalhadores Sem Terra), CUT (Central Única dos Trabalhadores) e Comissão da Pastoral da Terra. João Pedro Steile, da direção do MST, declarou que “somos radicalmente contrários a uma forma de produção de energia que priviligia os interesses dos grandes grupos de capital internacional”. Preocupam também esses órgãos as relações de trabalho nas lavouras de cana-de-açúcar, geralmente turbulentas. “O atual modelo de produção de bioenergia é sustentado nos mesmos elementos que sempre causaram a opressão de nossos povos: apropriação de território, de bens naturais, de força de trabalho”.
Receosos das catástrofes sociais que a energia verde pode causar, os presidentes de Venezuela, Hugo Chávez, e Cuba, Fidel Castro criticaram a utilização do etanol como alternativa ao petróleo. “A idéia de usar alimentos para produzir combustíveis é trágica, é dramática. Ninguém tem garantia de onde vão chegar os preços dos alimentos, quando a soja está se convertendo em combustível (...) é mais uma das tragédias que acontecem neste momento”, afirmou Fidel, em conversa com Cháves. Em outra portunidade, Cháves endossou as palavras o líder comunista: “Milhões de famílias poderiam ser alimentadas com esse milho que está sendo convertido em etanol”. Percebe-se que ambos trilham caminho de desqualificar a indústria norte-americana, que converte milho em álcool, que eleva os preço e até a pecuária será afetada. O Brasil é poupado nas críticas, principalmente nas do venezuelano.
As palavras do comunista e do bolivarista foram ratificadas pela FAO (Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação), em relatório de junho deste ano. O órgão calcula que a forte demanda por biocombustíveis deve fazer o custo da importação de alimentos bater recordes em escala mundial. Os preços de importação devem subir 5% este ano, atingindo o patamar inédito de US$400 bilhões. O custo dos cereais secundários e dos óleos vegetais - os mais usados na fabricação de biocombustíveis - deve registrar a maior alta este ano: 13% na comparação com 2006, prevê o relatório "Perspectivas alimentares", publicado pela instituição.
Segundo projeções da FAO, os países em desenvolvimento deverão ser os mais afetados. Isso porque "a cesta de importação de alimentos custará 90% mais este ano". A previsão é de que a produção mundial de cereais chegue a 2,12 bilhões de toneladas em 2007, 6% a mais que no ano anterior. Mas, a oferta não será suficiente para atender à forte demanda, que só aumentou com a expansão da indústria de biocombustíveis. Por isso, a tendência é de que os preços continuem elevados.
O relatório mostra que o preço da carne subiu 7,6% em março, na comparação com mesmo período de 2006. Os preços das exportações de frango do Brasil e dos EUA - que, juntos respondem por 70% do comércio mundial - subiram em março passado 14% e 20%, respectivamente, em relação à média de 2006. Um claro reflexo da suba do preço do milho. O etanol de milho, para qualificar mais a briga, segundo reportagem da scientific America, acaba não sendo ecologicamente melhor que o petróleo: “embora políticos incentivem agressivamente o uso do etanol de milho produzido localmente como substituto do petróleo estrangeiro, a conversão faz pouco sentido do ponto de vista energético(...). estudos mostram que a produção de etanol de milho cria quase a mesma quantidade de CO2 que a produção da gasolina”.
As Nações Unidas disseram, através do seu primeiro grande relatório sobre bioenergia, lançado em maio de 2007, por exemplo, que biocombustíveis, como etanol, podem ajudar bastante a reduzir o aquecimento global e criar empregos para os pobres das regiões rurais, mas advertem que os benefícios poderão ser eliminados por problemas ambientais graves e uma elevação no preço de alimentos para os mais famintos, alertando que "o crescimento rápido da produção líquida de biocombustíveis colocará demandas substanciais sobre os recursos mundiais de terra e água, num momento em que a demanda por alimento e produtos florestais também se eleva rapidamente". O relatório ainda afirma que “mudanças no conteúdo de carbono dos solos e nos estoques de carbono em florestas e charcos poderão eliminar parte ou todo o benefício do biocombustível em termos de redução do efeito estufa”. "O uso de monoculturas em larga escala poderá levar a perda significativa de biodiversidade, erosão do solo e sangria de nutrientes", alardeia o texto, implorando para evitar que problemas sociais e ambientais "alguns dos quais poderão ter conseqüências irreversíveis". No documento consta que a demanda crescente por óleo de palmeira já levou à eliminação de florestas tropicais no sudeste asiático. A eliminação das selvas pode resultar em emissões de gases ainda maiores que as geradas por combustíveis fósseis, enfatizando que extrair óleos de florestas nativas não trará nenhuma salvação para o homem.
Além disso, a destinação de terras antes usadas para plantar comida para o plantio de combustível elevará o preço da comida e de mercadorias básicas, impondo uma nova carga aos pobres do mundo. E, embora as plantações de biocombustível tenham o potencial de melhorar a renda em áreas rurais, esse é um tipo de produção que favorece a agricultura em larga escala, o que pode levar á eliminação de pequenas propriedades. O texto sugere a formação de cooperativas e subsídios oficiais para manter os pequenos fazendeiros no negócio. Nesta ideologia que também trabalham alguns dos principais movimentos sociais nacionais: MST (Movimento dos Trabalhadores Sem Terra), CUT (Central Única dos Trabalhadores) e Comissão da Pastoral da Terra. João Pedro Steile, da direção do MST, declarou que “somos radicalmente contrários a uma forma de produção de energia que priviligia os interesses dos grandes grupos de capital internacional”. Preocupam também esses órgãos as relações de trabalho nas lavouras de cana-de-açúcar, geralmente turbulentas. “O atual modelo de produção de bioenergia é sustentado nos mesmos elementos que sempre causaram a opressão de nossos povos: apropriação de território, de bens naturais, de força de trabalho”.
Receosos das catástrofes sociais que a energia verde pode causar, os presidentes de Venezuela, Hugo Chávez, e Cuba, Fidel Castro criticaram a utilização do etanol como alternativa ao petróleo. “A idéia de usar alimentos para produzir combustíveis é trágica, é dramática. Ninguém tem garantia de onde vão chegar os preços dos alimentos, quando a soja está se convertendo em combustível (...) é mais uma das tragédias que acontecem neste momento”, afirmou Fidel, em conversa com Cháves. Em outra portunidade, Cháves endossou as palavras o líder comunista: “Milhões de famílias poderiam ser alimentadas com esse milho que está sendo convertido em etanol”. Percebe-se que ambos trilham caminho de desqualificar a indústria norte-americana, que converte milho em álcool, que eleva os preço e até a pecuária será afetada. O Brasil é poupado nas críticas, principalmente nas do venezuelano.
As palavras do comunista e do bolivarista foram ratificadas pela FAO (Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação), em relatório de junho deste ano. O órgão calcula que a forte demanda por biocombustíveis deve fazer o custo da importação de alimentos bater recordes em escala mundial. Os preços de importação devem subir 5% este ano, atingindo o patamar inédito de US$400 bilhões. O custo dos cereais secundários e dos óleos vegetais - os mais usados na fabricação de biocombustíveis - deve registrar a maior alta este ano: 13% na comparação com 2006, prevê o relatório "Perspectivas alimentares", publicado pela instituição.
Segundo projeções da FAO, os países em desenvolvimento deverão ser os mais afetados. Isso porque "a cesta de importação de alimentos custará 90% mais este ano". A previsão é de que a produção mundial de cereais chegue a 2,12 bilhões de toneladas em 2007, 6% a mais que no ano anterior. Mas, a oferta não será suficiente para atender à forte demanda, que só aumentou com a expansão da indústria de biocombustíveis. Por isso, a tendência é de que os preços continuem elevados.
O relatório mostra que o preço da carne subiu 7,6% em março, na comparação com mesmo período de 2006. Os preços das exportações de frango do Brasil e dos EUA - que, juntos respondem por 70% do comércio mundial - subiram em março passado 14% e 20%, respectivamente, em relação à média de 2006. Um claro reflexo da suba do preço do milho. O etanol de milho, para qualificar mais a briga, segundo reportagem da scientific America, acaba não sendo ecologicamente melhor que o petróleo: “embora políticos incentivem agressivamente o uso do etanol de milho produzido localmente como substituto do petróleo estrangeiro, a conversão faz pouco sentido do ponto de vista energético(...). estudos mostram que a produção de etanol de milho cria quase a mesma quantidade de CO2 que a produção da gasolina”.
Etanol: um combustível brasileiro
Os combustíveis fósseis são de grande importância para a civilização. No entanto, eles não são recursos renováveis, ou seja, estarão esgotados em um futuro próximo, o que tem que ser motivo de preocupação e discussão em volta de uma fonte energética substituta. No porvir, contaremos com a energia obtida da fissão nuclear ─igualmente não renovável─ e a energia de recursos renováveis, que podem substituídos periodicamente pelo crescimento sazonal das plantas.
Um exemplo de combustível cuja fonte é renovável é o etanol (C2H5OH). Álcool etílico, como também é conhecido, é um monálcool incolor, volátil, inflamável e totalmente solúvel em água. Desde quando foi lançado tem sido essencial para autonomia energética do Brasil. Pode ser obtido de vegetais ricos em açúcares, como a cana-de-açúcar, beterraba e frutas, amido, como mandioca, arroz e milho, e em celulose, com a madeira, especialmente o eucalipto. O Brasil é grande produtor deste combustível, sua fonte principal é a cana, cuja rentabilidade é superior se comparado às outras plantas. Por exemplo, um hectare desta monocotiledônea produz 3350 litros de etanol, enquanto que a mandioca cultivada na mesma quantidade de terras produz 2550 litros de álcool etílico.
Um exemplo de combustível cuja fonte é renovável é o etanol (C2H5OH). Álcool etílico, como também é conhecido, é um monálcool incolor, volátil, inflamável e totalmente solúvel em água. Desde quando foi lançado tem sido essencial para autonomia energética do Brasil. Pode ser obtido de vegetais ricos em açúcares, como a cana-de-açúcar, beterraba e frutas, amido, como mandioca, arroz e milho, e em celulose, com a madeira, especialmente o eucalipto. O Brasil é grande produtor deste combustível, sua fonte principal é a cana, cuja rentabilidade é superior se comparado às outras plantas. Por exemplo, um hectare desta monocotiledônea produz 3350 litros de etanol, enquanto que a mandioca cultivada na mesma quantidade de terras produz 2550 litros de álcool etílico.
1. A obtenção:
No caso da cana-de-açúcar, primeiro ocorre o corte. Uma vez já na usina, ela lavada e picada. Ocorre então a moagem, da qual resulta o bagaço, que é matéria-prima para a energia de Biomassa, (que normalmente move a usina) e a garapa. Esta é aquecida, para eliminar a água, surgindo então o melaço, que é rico em açúcares e é colocado nas dornas, tanques de aço-carbono onde se dá a fermentação. Esta fermentação, denominada alcoólica, é anaeróbia, ou seja, não utiliza-se de gás oxigênio, e é composta por dois processos. O primeiro é quando a levedura, uma das subclasses de fungos mais importantes, Sacharomyces cervisiae,elabora a enzima invertase, que transforma a sacarose em frutose e glicose, pelas equações abaixo:
C12H22O11 C6H12O6 + C6H12O6
Sacarose Glicose Frutose
Na segunda fase do processo, age uma outra enzima, a zimase, transformadora dos produtos em etanol. O fato de liberar dióxido de carbono, dá um aspecto de fervura, por isso fermentação. A equação está representada abaixo:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Etanol
Ao utilizar outro vegetal, como a beterraba ou cereais (milho e arroz), o malte produz as enzimas amilase ou diástase, que transforma o amido em maltose, e a maltase, que transforma a maltose em glicose, e só então esta é transformada em etanol.
2(C6H10O5)n + n(H2O) amilase n C12H22O11
Amido Maltose
C12H22O11 + H2O maltase C6H12O6
Maltose Glicose
Pesquisas que estão em andamento pretendem obter etanol utilizando celuloses, enzimas com o poder de hidrolisar a celulose quebrando-a em açúcares para posterior fermentação. Existe esta intenção porque o bagaço e a palha assim poderiam também serem revertidos em etanol e sabe-se que produziriam alta quantidade de energia, permitindo um aumento da oferta do produto. As etapas de produção a partir de celulose são as mesmas da cana, mas o primeiro passo para a celulose difere, é a Hidrólise: reação num meio ácido da celulose mais água que resulta em açúcares, hexoses e pentoses.
Seguindo a fabricação do etanol a partir de cana, na fermentação, que demora mais ou menos 50 horas, o ambiente deve ser ligeiramente ácido e apresentar 28°C. A quantidade conseguida corresponde a 13% do mosto, que é o melaço em fermentação. A levedura não se perde, pois terminado o processo de fermentação, os seus produtos, chamados de vinho bruto, são centrifugados e esses fungos passam por um tratamento e realimentam o procedimento.
O passo posterior à centrifugação é a Destilação Fracionada, do qual resultam separados o vinhoto e o etanol denominado 96°GL (Gass-Lussac), que é uma mistura azeotrópica de 96% etanol com 4% de água. Há duas formas de obter-se o álcool etílico 100%. A primeira, adicionando à mistura cal viva, alternativa que não é usada industrialmente. A segunda é formar uma outra mistura azeotrópica, constituída por 18% de álcool, 7,5% de água e 74% de benzeno (que é colocado na mistura), que pode passar por Destilação Fracionada e produz o etanol anidrido.
O vinhoto, subproduto da industria sucroalcoolera, é um perigoso poluidor de rios e lençóis de água. A cana-de-açúcar originária da África e já era conhecida no século III a.C.. Já a sua industrialização surgiu em 640 depois de Cristo.
2. A utilização, o setor e as vantagens:
O Brasil é reconhecido mundialmente pelo pioneirismo na introdução do etanol em sua matriz energética. Inicialmente, o álcool etílico anidro foi adicionado à gasolina como oxigenante, tornando-se a mistura compulsória a partir de 1938.
Em 1975, iniciou-se no Brasil o Programa Nacional Pró-álcool que visava a substituição gradativa da gasolina pelo álcool nos veículos de passeio, a fim de diminuir a dependência externa, em virtude do primeiro choque mundial do petróleo. Trinta anos mais tarde, a produção de álcool no país aumentou de 625 milhões de litros no ano do estopim do Programa para 15,1 bilhões de litros na safra de 2005/2006. A primeira meta era fabricar 3 bilhões de litros até 1980. Em 1979, ocorre a segunda crise do petróleo e o Governo lança a segunda fase do projeto: produzir 7,7 bilhões de litros. Durante esse período, os veículos movidos a álcool chegaram a atingir 90% das vendas totais no país, como no ano de 1985. Porém, devido à crise de abastecimento ocorrida em 1989, quando o Brasil consumia em média 11 bilhões de litros anuais, esse percentual reduziu-se em curto espaço de tempo para cerca de 2% e manteve-se nesse patamar até o início de 2003. O Proálcool permitiu, até o ano de 2005, uma economia efetiva acumulada de 778 milhões de barris de óleo equivalente e de 52 bilhões de dólares, apenas no atendimento ao mercado de veículos automotivos. Neste mesmo período, a utilização do álcool evitou a emissão de 644 milhões de toneladas de gás carbônico (CO2) na atmosfera, o que representou uma excelente contribuição ambiental.
Em março daquele ano, os veículos bicombustíveis (Flex Fuel) foram lançados no mercado brasileiro e depois de dois anos de existência, chegaram a representar aproximadamente 32% das vendas de veículos novos em 2005 para o mundo todo, de acordo com dados da ANFAVEA. Desde então, nota-se um aumento na demanda por etanol no mercado interno, o qual responde por quase a totalidade do consumo do produto fabricado no país. Tal aumento decorre principalmente do menor custo do álcool ao consumidor, quando comparado à gasolina, cujo preço está sujeito à instabilidade da oferta de petróleo no mercado internacional.
O Brasil, além de maior produtor e consumidor de etanol, é também o maior exportador no cenário global. Até meados de 2002 as exportações brasileiras de álcool eram insignificantes, mas com o crescimento da demanda por esse biocombustível no mercado internacional, o volume exportado cresceu de 565 milhões de litros em 2003, para 2,1 bilhões de litros no período de janeiro a novembro de 2005. Este cenário animador tem, nos anos recentes, levado ao aumento da produção de cana-de-açúcar e de seus produtos derivados, açúcar e etanol, tanto nas tradicionais regiões produtoras como em estados que representam novas fronteiras agrícolas para a cultura canavieira no Brasil. Destacam-se na produção do etanol os estados de São Paulo e Paraná, respondendo juntos por quase 90% da safra total produzida. O Brasil tem atualmente o álcool comburente mais competitivo do mundo. Enquanto que um barril produzido aqui tem o custo de US$32, a mesma quantidade produzida na Europa custa mais de US$150.
O setor movimenta cerca de 40 bilhões de dólares por ano, o que representa 2,35% do PIB (Produto Interno Bruto) e emprega 3,6 milhões de empregos diretos.
A utilização do Álcool como combustível no Brasil de hoje ocorre de duas formas:
· Como aditivo da gasolina: usa-se o álcool anidrido, em uma concentração de até 24% do volume total;
· Como álcool hidratado: neste caso, usa-se um teor alcoólico de 93,2 ╧ 0,6GL.
Em cinqüenta outros países usa-se o álcool comburente. A mistura gasolina-álcool (gasohol), que contém 10% de etanol em volume, é utilizada em algumas províncias chinesas. O Japão aprovou a adição de 3% à gasolina. Já a Índia e a Tailândia injetam 5% de etanol na gasolina, porcentagem que os Europeus planejam colocar em seus tanques a partir de 2011. Nos EUA, é permitido adicionar até 5,7%.
O álcool etílico é um excelente combustível automotivo, pois há uma diminuição das emissões de gases poluentes na atmosfera ─ uma vez que sua queima resulta em calor, sem presença de fuligem─, como de gás carbônico. Um carro novo, à gasolina, produz 2.165g/l, enquanto que um carro a álcool fabrica apenas 1.377g/l. E a sua queima não produz dióxido de enxofre (SO2), um dos principais poluentes atmosféricos, causador das chuvas ácidas, sendo considerado um combustível limpo. No entanto, seu calor específico (6,4Kcal/g) é inferior ao da gasolina (11,5Kcal/g).
H-BIO: Uma tecnologia brasileira
A preocupação mundial com o desenvolvimento sustentável evidenciou a necessidade da definição de limites de emissão para as tecnologias automotivas. Desde então, pesquisadores têm buscado a produção de combustíveis menos poluentes, economicamente viáveis e de origem renovável para alcançar as melhorias ambientais desejadas. Neste sentido, o processo H-BIO contribui para a produção de óleo diesel usando uma parcela de matéria-prima renovável.
Na produção do óleo diesel mineral, por exigência da ANP (Agência Nacional do Petróleo), faz-se o processo de HDT (Hydrotreating ou Hidrotratamento) de Diesel, consiste fundamentalmente em uma reação catalítica entre o hidrogênio (produzido nas refinarias nas unidades de reforma à vapor) e frações de diesel geradas nas colunas de destilação, no coqueamento retardado e no craqueamento catalítico do gasóleo. Estas frações de diesel contêm em sua estrutura teores excessivos de enxofre, nitrogênio, oxigênio e aromáticos. Esses elementos são removidos no processo de H. O processo de remoção de enxofre é chamado de HDS (Hydrodesulfurization). O processo de remoção de nitrogênio é chamado de HDN (Hydrodenitrogenation). O processo de remoção de aromáticos é chamado de HDA (Hydrodearomatization). O processo de remoção de oxigênio é chamado de HDO (Hydrodeoxygenation). O novo combustível H-BIO é gerado num processo de HDO, em que esta reação catalítica ocorre com a mistura diesel mais óleo vegetal.
O processo H-BIO foi desenvolvido para inserir o processamento de matéria-prima renovável no esquema de refino de petróleo e permitir a utilização das instalações já existentes. O óleo vegetal ou animal é misturado com frações de diesel de petróleo para ser hidroconvertido em Unidades de Hidrotratamento (HDT), que são empregadas nas refinarias, principalmente para a redução do teor de enxofre e melhoria da qualidade do óleo diesel. Hidrotratamento é o processo de bombardeio das moléculas do óleo com hidrogênio, para fragmentação e, como conseqüência, combustão. Como primeiro passo o diesel sai da unidade de Destilação e segue para a Unidade de Hidrotratamento (HDT). Também vai para a HDT óleo leve (LCO), depois de passar pela unidade de Craqueamento (FCC). Nesta etapa que é inserido o óleo vegetal que segue com o diesel e o LCO para a HDT. O produto que sai é um diesel tratado, de alta qualidade e baixíssimos teores de enxofre. Depois são misturadas outras frações de derivados (que não precisam do processo de hidrotratamento) para formar o diesel final, aquele que chegará as bombas para ser consumido.
O derivado final é o diesel que conhecemos, com a mesma especificação e qualidade, não exigindo nenhuma adaptação de motores ou de sistemas de transporte e estocagem.
O Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobras (CENPES) realizou testes em planta-piloto com até 30% de óleo vegetal na carga do HDT, em mistura com frações de diesel, tendo gerado um produto que tem as mesmas características do diesel de petróleo. Porém, o uso dessa alta proporção de óleo vegetal, nas unidades industriais de HDT existentes, encontra restrições operacionais devido ao maior consumo de hidrogênio e limitações de alguns equipamentos que não foram dimensionados para tal no seu projeto original.
No desenvolvimento desta tecnologia foram testados, em planta-piloto, diferentes óleos vegetais tais como soja e mamona, em diferentes condições de operação, que evidenciaram as vantagens do processo onde se destaca o alto rendimento em diesel sem a geração de resíduos e uma pequena produção de propano. Para cada 100 litros de óleo de soja processados, são produzidos 96 litros de óleo diesel e 2,2 Nm3 de propano. Diante disso, a área de Refino do Abastecimento está realizando testes industriais, usando até 10% em volume de óleo de soja na carga do HDT, que demonstram a adequação e a flexibilidade da tecnologia.
O processo envolve uma hidroconversão catalítica da mistura de frações de diesel e óleo de origem renovável, em um reator de HDT, sob condições controladas de alta temperatura e pressão de hidrogênio. Assim, o óleo vegetal é transformado em hidrocarbonetos parafínicos (alcanos) lineares, similares aos existentes no óleo diesel de petróleo. Esses compostos contribuem para a melhoria da qualidade do óleo diesel final, destacando-se o aumento do número de cetano, que garante melhor qualidade de ignição, e a redução da densidade e do teor de enxofre. O benefício na qualidade final do produto é proporcional ao volume de óleo vegetal usado no processo, ou seja quanto maior a porcentagem em volume colocada no HTD menos poluente fica o combustível final.
A produção de biodiesel puro (B100) pela tradicional rota por transesterificação e a produção de diesel com uso de óleo vegetal em Unidade de HDT produzem combustíveis de estrutura molecular diferentes. O biodiesel puro possui especificação própria legislada pela ANP. Porém, tanto a mistura B2 (2% de biodiesel adicionado ao diesel de petróleo), autorizada para uso no Brasil conforme Lei 11.097/2005 quanto o diesel produzido pelo processo H-BIO, deverão atender a Resolução da ANP exigida para a comercialização de óleo diesel.
Até o 2° semestre de 2007, a Petrobras considera a possibilidade de implantar a tecnologia H-BIO em três refinarias, alcançando um consumo de óleo vegetal da ordem de 256.000 m3 por ano, o que equivale à cerca de 10% do óleo vegetal exportado pelo Brasil em 2005. As compras externas de diesel devem ser reduzidas em 15%, o equivalente a US$ 145 milhões. Para 2008 está prevista a implantação do processo H-BIO em mais duas refinarias, o que deverá elevar o processamento de óleo vegetal para cerca de 425.000 m3 por ano. Por isso, as importações de diesel neste ano serão reduzidas em 25%.
Como vantagens desta nova tecnologia de obtenção de diesel podemos enumerar:
· Permite o uso de óleos vegetais de diversas origens;
· Não gera resíduos a serem descartados;
· Incrementa a qualidade do óleo diesel, diminuindo o percentual de enxofre;
· Complementa o programa de utilização de biomassa na matriz energética, gerando benefícios ambientais e de inclusão social;
· Flexibiliza a composição da mistura (carga) a ser processada na Unidade de Hidrotratamento (HDT) e otimiza a utilização das frações de óleo diesel na refinaria;
· Perspectiva de minimização de testes veiculares e laboratoriais, sendo o produto final o próprio diesel, já utilizado pela frota nacional;
· Permite maior independência nacional em relação ao diesel internacionl;
· Requisitos normais de manuseio e estocagem.
A produção em escala comercial do H-Bio será feita na Refinaria Gabriel Passos (Regap), de Minas Gerais.
A tecnologia H-BIO da Petrobras introduz uma nova rota para a produção de biocombustíveis complementar ao Programa Brasileiro de Biodiesel, em pleno desenvolvimento, gerando benefícios ambientais e de inclusão social.
Na produção do óleo diesel mineral, por exigência da ANP (Agência Nacional do Petróleo), faz-se o processo de HDT (Hydrotreating ou Hidrotratamento) de Diesel, consiste fundamentalmente em uma reação catalítica entre o hidrogênio (produzido nas refinarias nas unidades de reforma à vapor) e frações de diesel geradas nas colunas de destilação, no coqueamento retardado e no craqueamento catalítico do gasóleo. Estas frações de diesel contêm em sua estrutura teores excessivos de enxofre, nitrogênio, oxigênio e aromáticos. Esses elementos são removidos no processo de H. O processo de remoção de enxofre é chamado de HDS (Hydrodesulfurization). O processo de remoção de nitrogênio é chamado de HDN (Hydrodenitrogenation). O processo de remoção de aromáticos é chamado de HDA (Hydrodearomatization). O processo de remoção de oxigênio é chamado de HDO (Hydrodeoxygenation). O novo combustível H-BIO é gerado num processo de HDO, em que esta reação catalítica ocorre com a mistura diesel mais óleo vegetal.
O processo H-BIO foi desenvolvido para inserir o processamento de matéria-prima renovável no esquema de refino de petróleo e permitir a utilização das instalações já existentes. O óleo vegetal ou animal é misturado com frações de diesel de petróleo para ser hidroconvertido em Unidades de Hidrotratamento (HDT), que são empregadas nas refinarias, principalmente para a redução do teor de enxofre e melhoria da qualidade do óleo diesel. Hidrotratamento é o processo de bombardeio das moléculas do óleo com hidrogênio, para fragmentação e, como conseqüência, combustão. Como primeiro passo o diesel sai da unidade de Destilação e segue para a Unidade de Hidrotratamento (HDT). Também vai para a HDT óleo leve (LCO), depois de passar pela unidade de Craqueamento (FCC). Nesta etapa que é inserido o óleo vegetal que segue com o diesel e o LCO para a HDT. O produto que sai é um diesel tratado, de alta qualidade e baixíssimos teores de enxofre. Depois são misturadas outras frações de derivados (que não precisam do processo de hidrotratamento) para formar o diesel final, aquele que chegará as bombas para ser consumido.
O derivado final é o diesel que conhecemos, com a mesma especificação e qualidade, não exigindo nenhuma adaptação de motores ou de sistemas de transporte e estocagem.
O Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobras (CENPES) realizou testes em planta-piloto com até 30% de óleo vegetal na carga do HDT, em mistura com frações de diesel, tendo gerado um produto que tem as mesmas características do diesel de petróleo. Porém, o uso dessa alta proporção de óleo vegetal, nas unidades industriais de HDT existentes, encontra restrições operacionais devido ao maior consumo de hidrogênio e limitações de alguns equipamentos que não foram dimensionados para tal no seu projeto original.
No desenvolvimento desta tecnologia foram testados, em planta-piloto, diferentes óleos vegetais tais como soja e mamona, em diferentes condições de operação, que evidenciaram as vantagens do processo onde se destaca o alto rendimento em diesel sem a geração de resíduos e uma pequena produção de propano. Para cada 100 litros de óleo de soja processados, são produzidos 96 litros de óleo diesel e 2,2 Nm3 de propano. Diante disso, a área de Refino do Abastecimento está realizando testes industriais, usando até 10% em volume de óleo de soja na carga do HDT, que demonstram a adequação e a flexibilidade da tecnologia.
O processo envolve uma hidroconversão catalítica da mistura de frações de diesel e óleo de origem renovável, em um reator de HDT, sob condições controladas de alta temperatura e pressão de hidrogênio. Assim, o óleo vegetal é transformado em hidrocarbonetos parafínicos (alcanos) lineares, similares aos existentes no óleo diesel de petróleo. Esses compostos contribuem para a melhoria da qualidade do óleo diesel final, destacando-se o aumento do número de cetano, que garante melhor qualidade de ignição, e a redução da densidade e do teor de enxofre. O benefício na qualidade final do produto é proporcional ao volume de óleo vegetal usado no processo, ou seja quanto maior a porcentagem em volume colocada no HTD menos poluente fica o combustível final.
A produção de biodiesel puro (B100) pela tradicional rota por transesterificação e a produção de diesel com uso de óleo vegetal em Unidade de HDT produzem combustíveis de estrutura molecular diferentes. O biodiesel puro possui especificação própria legislada pela ANP. Porém, tanto a mistura B2 (2% de biodiesel adicionado ao diesel de petróleo), autorizada para uso no Brasil conforme Lei 11.097/2005 quanto o diesel produzido pelo processo H-BIO, deverão atender a Resolução da ANP exigida para a comercialização de óleo diesel.
Até o 2° semestre de 2007, a Petrobras considera a possibilidade de implantar a tecnologia H-BIO em três refinarias, alcançando um consumo de óleo vegetal da ordem de 256.000 m3 por ano, o que equivale à cerca de 10% do óleo vegetal exportado pelo Brasil em 2005. As compras externas de diesel devem ser reduzidas em 15%, o equivalente a US$ 145 milhões. Para 2008 está prevista a implantação do processo H-BIO em mais duas refinarias, o que deverá elevar o processamento de óleo vegetal para cerca de 425.000 m3 por ano. Por isso, as importações de diesel neste ano serão reduzidas em 25%.
Como vantagens desta nova tecnologia de obtenção de diesel podemos enumerar:
· Permite o uso de óleos vegetais de diversas origens;
· Não gera resíduos a serem descartados;
· Incrementa a qualidade do óleo diesel, diminuindo o percentual de enxofre;
· Complementa o programa de utilização de biomassa na matriz energética, gerando benefícios ambientais e de inclusão social;
· Flexibiliza a composição da mistura (carga) a ser processada na Unidade de Hidrotratamento (HDT) e otimiza a utilização das frações de óleo diesel na refinaria;
· Perspectiva de minimização de testes veiculares e laboratoriais, sendo o produto final o próprio diesel, já utilizado pela frota nacional;
· Permite maior independência nacional em relação ao diesel internacionl;
· Requisitos normais de manuseio e estocagem.
A produção em escala comercial do H-Bio será feita na Refinaria Gabriel Passos (Regap), de Minas Gerais.
A tecnologia H-BIO da Petrobras introduz uma nova rota para a produção de biocombustíveis complementar ao Programa Brasileiro de Biodiesel, em pleno desenvolvimento, gerando benefícios ambientais e de inclusão social.
Hidrogênio: combustível do futuro?
Combustível que move atualmente o primeiro estagio de decolagem dos ônibus espaciais dos Estados Unidos da América, o Hidrogênio é uma fonte totalmente limpa de energia. Em recente estudo, os cientistas norueguesas Karl Hoyer e Erling Holden concluíram que este combustível tem a cadeia energética mais correta ecologicamente. No entanto, problemas tecnológicos ainda precisam ser equacionados para que possa ser utilizado no dia-dia.
O uso deste combustível tem duas vantagens. Podemos enumerar, primeiramente, o fato de que o único produto da reação exotérmica, além de energia, é o vapor de água, que evidentemente não causa nenhum risco a meio ambiente, por isso fala-se em energia limpa. Outra vantagem do gás hidrogênio é a quantidade de energia que libera, muito maior que a gasolina ou o álcool, por exemplo. Sua diferença de Entalpia equivale a 142.000KJ/Kg.
Paralelo a estes dois pontos positivos, há dois entraves que desafiam os cientistas que almejam usar este combustível em larga escala. Seria a questão da matéria-prima para a obtenção e da armazenagem. Atualmente, 96% do hidrogênio mundial vêm ou do carvão, ou do gás natural ou então do petróleo. Ou seja, todos são combustíveis fósseis sujeitos ao esgotamento e poluidores da atmosfera. Cientistas pesquisam outras fontes como a opção de imitar a síntese de clorofiliana, realizada pelos vegetais, na qual a luz solar decompõe a molécula da água. Já no diz respeito a armazenamento, o gás possui um densidade muito pequena (0,089g/l), suscitado grandes recipientes, ou então pequenos reservatórios resistentes que são caros. Também existe a tentativa de liquefazer o gás, cujo ponto de ebulição é -253°C, o que é, portanto, anti-econômica, pois teria que isolá-lo termicamente. Além disso, há o problema de que ele é muito inflamável.
Em automóveis, usam-se células combustíveis, onde ocorre a reação de combustão do gás. A energia produzida é transformada em eletricidade que aciona um motor elétrico. Estes carros costumam ter um rendimento 50% superior, quando comparado com um movido à gasolina, pois o motor à hidrogênio converte quase a totalidade da energia elétrica em energia mecânica, enquanto que num veículo alimentado por aquele derivado de petróleo este número é apenas 30%. O restante perde-se sob forma de calor, cujo advento é o movimento dos pistões. Há pesquisas que investem em alternativas bem diferentes, com quebrar a molécula em dois cátions H+, que possui a vantagem de serem mais facilmente mantidos.
Atualmente, o governo prioriza projetos que obtém o hidrogênio através do etanol, que é uma fonte renovável e que o Brasil pode produzir em larga escala. Neste caminho, existem pesquisas que usam o vapor do álcool etílico e a queima do bagaço. Se for bem sucedido o projeto, os equipamentos conhecidos como reformadores de etanol poderiam ser instalados nas usinas de álcool mesmo.
Biodiesel
Cerca de 55% dos veículos de transporte depende do diesel mineral, um derivado do petróleo e cada ano o consumo aumenta e as reservas diminuem. No ano de 2005, mais da metade do combustível usado em veículos foi diesel. Outro fato preocupante é que ao longo dos últimos anos, os preços de óleo diesel vêm aumentando significativamente, tanto no mercado internacional como no mercado brasileiro. Portanto substituir parcialmente este combustível é uma necessidade. Neste contexto é que surge o biodiesel.
1. Obtenção do Biodiesel
O biodiesel é obtido da reação de transesterificação de ácidos graxos, obtidos da hidrólise de óleos ou gorduras, com o álcool, na presença de um catalisador (que pode ser um ácido, uma base, como hidróxido de sódio, ou uma enzima). Podemos utilizar diferentes tipos de óleos e o álcool pode ser o metanol (CH3OH) ou o etanol (C2H5OH). Portanto, o biodiesel é um éster etílico ou metílico de ácidos graxos de cadeia longa.
O biodiesel e a glicerina geralmente são separados por decantação, ou utilizando-se centrífugas para encurtar o tempo do processo. O propanotriol, como também é conhecida a glicerina, de grande aproveitamento na indústria química.
Em relação aos catalizadores, pode-se usar, além de hidróxido de cálcio, ácido sulfúrico. Já o uso de enzimas trás algumas desvantagens, como seu alto custo, baixo rendimento e torna a reação mais lenta, em compensação facilita a separação da glicerina do biodiesel, além de resultar num produto com maior grau de pureza.
O biodiesel pode também ser feio através da esterificação e do craqueamento. O craqueamento térmico ou pirólise é processo que provoca a quebra de moléculas por aquecimento a altas temperaturas, isto é, pelo aquecimento da substância na ausência de ar ou oxigênio a temperaturas superiores a 450°C, formando uma mistura de compostos químicos com propriedades muito semelhantes às do diesel de petróleo. Em algumas situações esse processo é auxiliado por um catalisador para a quebra das ligações químicas, de modo a gerar moléculas menores.
O metanol é geralmente empregado na produção de biodiesel devido à simplicidade do processo, ou seja, tempo de reação reduzido, separação espontânea da glicerina dos ésteres metílicos e alta conversão dos óleos reagentes em ésteres. Além disso, tem um custo menor e é utilizado em pequeno excesso no processo. Entretanto, apresenta algumas desvantagens: alta toxicidade, sintetizado de fontes não renováveis, é um derivado do petróleo, e o país não têm auto-suficiência na sua produção. O uso do etanol, mesmo com as suas desvantagens técnicas (separação difícil do biodiesel/glicerina) e econômicas (alto custo) torna-se atrativo, sob o ponto de vista estratégico e ambiental. O Brasil é o maior produtor mundial desse álcool, o qual possui como características favoráveis, baixa toxicidade e produção a partir de fontes renováveis (cana de açúcar).
Há sim óleos que resultam em combustíveis melhores. Existe uma categoria extremamente importante, que são os óleos laurílicos, derivados das palmáceas, como babaçu, que por serem saturados conferem as melhores propriedades ao biodiesel. Ésteres destes últimos tem estabilidade à oxidação significativamente melhor. Também deve-se levar em conta a quantidade de óleo produzido por hectare em cada espécie de vegetal. Neste quesito, larga na frente o dendê (Elaeis guineensis N.), que rende de três a seis toneladas de litros de óleo por hectare, enquanto que a soja fabrica menos de uma décima parte deste número.
É importante ressaltar que apenas o óleo puro das oleaginosas não pode ser considerado como biodiesel, mesmo que misturado ao diesel de petróleo. Este é um engano bastante comum. A mesma coisa ocorre com a mistura de álcool anidro com o diesel convencional, não podendo ser considerado o resultado dessa mistura como biodiesel. Mesmo assim, todos os exemplos citados são capazes de movimentar motores diesel, mas com perda de desempenho ou acarretamento de outros danos ao motor.
2. As vantagens e desvantagens
As vantagens do biodiesel sobre o diesel tradicional são várias, além de ser obtido de fontes renováveis e redução do consumo de combustíveis fósseis, polui bem menos e sua contribuição no aumento da concentração de CO2 na atmosfera é bem menor (libera cerca de 80% a menos). Reduz a emissão de monóxido de carbono (CO) em 48% e hidrocarbonetos totais (HC) em 67%. Também se observa redução em praticamente 100% da quantidade de enxofre responsável pela formação de SO2 e SO3, causadores da chuva ácida, o que permitirá a exportação para a União Européia, onde o teor de Enxofre não pode passar de 50 partes por milhão (ppm), desde 2005. Devido a essas características, ele se torna uma opção não agressiva ao meio-ambiente, pois além de produzir índices de poluição menores, as plantas utilizadas na produção de biodiesel capturam dióxido de carbono em seus desenvolvimentos. Estes itens melhorariam a qualidade de vida da população, principalmente dos grandes centros. Eles podem ser usados nos motores a diesel sem qualquer adaptação e contribuem para uma maior vida útil do motor, já que são melhores lubrificantes. O bidiesel representa também uma forma de gerar emprego e renda no campo, que fornece matérias-primas de baixo custo. Haverá ainda a possibilidade de utilização dos Créditos de Carbono vinculados ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo decorrentes do Protocolo de Kyoto. Atualmente, coloca-se como entrave do biodiesel seu elevado custo, superior inclusive ao do diesel convencional.
Por ser extremamente miscível, mesmo não contendo petróleo, pode ser misturado ao diesel convencional em qualquer proporção. Convencionou-se mundialmente uma nomenclatura para identificar a proporção da mistura de biodiesel ao diesel de petróleo. Quando temos uma mistura de 2% de biodiesel e 98% de diesel, esta recebe o nome de B2. Uma mistura com 5% de biodiesel e o resto de diesel de petróleo é chamada de B5, e assim por diante. O biodiesel puro é conhecido por B100, apresenta um desempenho semelhante a diesel de petróleo e reduz significativamente a poluição. Do B5 ao B20, há melhora do desempenho do motor.
A grande vantagem do Brasil é que em diferentes partes do nosso território há oleaginosas adequadas ao clima e ao solo, capazes de fornecer óleo para o Biodiesel. Na Região Norte, dendê; no Nordeste, mamona, babaçu, algodão, amendoim e gergelim; na Região Sul, soja, canola e girassol; no Sudeste, algodão, soja, amendoim e mamona; e no Centro-Oeste, mamona, algodão, soja, amendoim e girassol. Em todas as culturas devem-se verificar os sistemas de produção adequados e a melhor tecnologia de conversão do óleo em biodiesel no que se refere à produção, qualidade do combustível e proteção ao meio ambiente. Também se pode utilizar o pinhão-manso, nabo forrageiro e milho e fontes alternativas, como os resíduos gordurosos provenientes das caixas de gordura e rejeitos das indústrias frigoríficas, como o óleo de frango, entre outros. A cadeia do biodiesel já integra hoje 60 mil produtores agrícolas familiares. O governo estima que a produção de biodiesel no país deva chegar a 3,34 bilhões de litros nos próximos quatro anos. Vale lembrar que óleos animais também são matérias-primas do biodiesel, podendo inclusive reaproveitar o óleo de frituras, segundo pesquisa realizada por Universidade Catarinense, dando um fim mais ecológico para este resíduo.
3. Mercado e consumo
Estima-se que até o fim de 2007 a capacidade mundial de produção de biodiesel aumentará em cerca de 10,0 milhões de m3 por ano, atingindo cerca de 16,7 milhões de m3 por ano, segundo a Oil World. Na União Européia, estas estimativas indicam um aumento de capacidade para aproximadamente 6,0 milhões de m3 por ano em 2006 e para 7,2 milhões de m3 por ano em 2007. A segunda maior capacidade de produção mundial é a dos Estados Unidos, com cerca de 2,2 milhões de m3 por ano em 2006 e 3,3 milhões de m3 por ano em 2007.
O principal mercado mundial de biodiesel é a União Européia, com uma produção anual superior a 3,2 milhões de toneladas, ou cerca de 3,5 milhões de m3, de biodiesel em 2005. O gráfico abaixo ilustra a produção de biodiesel, nos períodos indicados, para os principais mercados europeus.
A Alemanha é o principal produtor de biodiesel na União Européia, respondendo por aproximadamente 53,0% da produção em 2005, seguida pela França e pela Itália, com cerca de 16,0% e 12,0% da produção, respectivamente. Estima-se que a produção alemã de biodiesel ultrapassará 2,2 milhões de m3 em 2006, com cerca de 1.900 postos de venda, segundo a UFOP – Union zur Förderung von Oel – und Proteinpflanzen e.V.. Na Alemanha, inclusive, já é difundida a produção e uso do biodiesel puro, denominado “B100”.
A Diretiva 2003/30/EC do Parlamento Europeu estabelece uma meta de que, ao final de 2010, pelo menos 5,75% dos combustíveis consumidos na União Européia sejam oriundos de fontes renováveis. Estima-se que a União Européia terá capacidade de produzir aproximadamente 9,0 milhões de m3 de biodiesel em 2010, contra uma demanda projetada de 12,0 milhões de m3 de biodiesel para atender às metas estabelecidas, segundo a Oil World.
A produção de biodiesel européia é derivada principalmente do óleo de canola, com uma tendência de maior participação dos óleos de soja e de palma, que vêm apresentando preços mais favoráveis. Segundo a Oil World, na safra de 2005/06, 59,0% do óleo de canola consumido na União Européia foi destinado à produção de biodiesel e geração de energia. Nos Estados Unidos, a principal matéria prima para produção do biodiesel consiste no óleo de soja. O potencial de produção de biodiesel a partir de oleaginosas originadas na União Européia e nos Estados Unidos é limitado pela disponibilidade de áreas. Segundo estudo da International Energy Agency, estima-se que para substituição de 5,0% do volume total de óleo diesel por biodiesel na Europa, seria necessário utilizar 15,0% da área plantada total na União Européia, em 2004, para a produção de oleaginosas, o que corresponde a 141,0% da área plantada de oleaginosas. Nos Estados Unidos, a substituição de 5,0% do volume de óleo diesel por biodiesel exigirá a ocupação de 13,0% da área plantada total em 2004, equivalente a 58,0% da área plantada de oleaginosas.
No que tange ao biodiesel, apenas recentemente esse biocombustível entrou na agenda do governo brasileiro. Apesar da primeira patente do biodiesel no mundo ter sido registrada em 1980, por um professor da Universidade Federal do Ceará, somente em Dezembro de 2004 é que foi lançado, oficialmente, pelo governo brasileiro o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel, o Pró-Biodiesel ─Programa Brasileiro de Desenvolvimento Tecnológico de Biodiesel─, cujo objetivo é “promover o desenvolvimento científico e tecnológico de biodiesel, a partir de ésteres etílicos de óleos vegetais puros e/ou residuais.” A introdução do biodiesel na matriz energética brasileira foi estabelecida pela Lei 11.097 de janeiro de 2005, que determina a adição voluntária de 2% de biodiesel ao óleo diesel comercializado ao consumidor final até 2007, criando um mercado potencial atual para o biodiesel é de 840.000 m3; já a partir de 2008, essa adição de 2% será obrigatória, fazendo o mercado nacional atingir o volume de 1,0 milhão de m3 por ano. A mistura de 5% de biodiesel ao óleo diesel será voluntária no período de 2008 até 2012, passando a ser compulsória a partir de 2013. a mesma lei, cria o Selo Combustível Social, que só será dado aos produtores de biodiesel que comprarem matéria-prima da agricultura familiar. Essas empresas terão mais acesso ao crédito e será reduzido seus impostos.
Nos Estados Unidos, foi estabelecida uma série de incentivos fiscais à produção e uso de biodiesel. O Job Creation Act de 2004 prevê um crédito fiscal aos produtores de biodiesel de US$ 1,00 por galão produzido, no caso de biodiesel oriundo de óleos virgens, bem como um crédito às distribuidoras e refinarias de US$ 0,01 por galão para cada ponto percentual de biodiesel misturado ao óleo diesel mineral. Além disso, o Energy Policy Act de 2005 estabelece um crédito de US$ 0,10 por galão de biodiesel produzido por pequenos produtores de biodiesel derivado e óleos virgens, até o limite de 15 milhões de galões.
O inventor do motor à diesel, Dr. Rudolph Diesel, em 1911 disse que "o motor Diesel pode ser alimentado com óleos vegetais e poderá ajudar consideravelmente o desenvolvimento da agricultura nos países onde ele funcionar”, predizendo um futuro que hoje torna-se realidade.
Biogás
Toda a matéria viva, após a morte é decomposta por bactérias microscópicas. Durante esse processo, as bactérias retiram da biomassa parte das substâncias de que necessitam para continuarem vivas, e lançam na atmosfera gases e calor. Este é o chamado biogás, fonte abundante, não poluidora e barata de energia.
O biogás pode ser obtido de resíduos agrícolas, ou mesmo de excrementos de animais e dos homens. Ao contrário do álcool da cana de açúcar e de óleos extraídos de outras culturas, não compete com a produção de alimentos.
O que é?
O Biogás é um gás inflamável produzido por microorganismos, quando matérias orgânicas são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez, em um ambiente impermeável ao ar. O metano, principal componente do biogás, não tem cheiro, cor ou sabor, mas os outros gases presentes conferem-lhe um ligeiro odor desagradável.
Biofertilizante:
Depois da matéria orgânica passar no biodigestor, os resíduos sobrantes apresentam alta qualidade para uso como fertilizante agrícola.
Vantagens:
-A produção de biogás representa um avanço importante no sentido da solução do problemada disponibilidade de combustível no meio rural.-A redução das necessidades de lenha poupando as matas.-Estímulo ao produtor rural, prossibilitando uma nova fonte de renda.-Elimina custos do transporte e estoque de gás.-Recurso eficiente para tratar os excrementos dos animais, melhorar o padrão sanitário e higiênicono meio rural.-Proporciona melhor qualidade de vida e evita o exôdo rural por falta de perspectivas econômicasna propriedade.
Utilização do biogás:
O biogás pode ser utilizado de várias formas:
· Funcionamento de motores, geradores, moto picadeiras, refreadores de leite, aquecedor de água, geladeira, fogão, lampião, lança-chamas
· Substituição do gás liquefeito de petróleo na cozinha
Nas propriedades agrícolas, o biogás pode ser produzido em aparelhos simples chamados biodigestores. Os resíduos que sobram em um biodigestor agrícola ainda pode ser utilizado como fertilizante.
Pode se produzir um metro cúbico de biogás com os seguintes ingredientes:
25 Kg de esterco fresco de vaca ou
5 Kg de esterco seco de galinha ou
12 Kg de esterco de porco ou
25 Kg de plantas ou casca de cereais ou 20 Kg de lixo
Por outro lado, esta alternativa de utilização do biogás não se tem mostrado interessante pelos seguintes fatores:
· Investimentos muito elevados, para compensar flutuações na produção de gás, pois não se contam com sistemas de reserva de gás para horários de pico de consumo. A construção de gasômetros, ou mesmo o armazenamento em tubulações, a altas pressões, pode ser considerado bastante oneroso para o baixo retorno previsível do investimento;
· Investimentos elevados para a distribuição do gás, inclusive para residências localizadas nas proximidades do aterro pois estas, não possuem instalações internas para gás canalizado;
· Necessidade de reconversão dos fogões após o esgotamento do gás do aterro.
Como se forma
A digestão anaeróbia é um processo segundo o qual, algumas espécies de bactérias, que atuam na ausência de oxigênio, atacam a estrutura de materiais orgânicos complexos, para produzir compostos simples: metano, dióxido de carbono, água, etc., extraindo em simultâneo, a energia e os compostos necessários para o seu próprio crescimento.
Esquema da degradação bioquímica na digestão anaeróbica.
A transformação da matéria orgânica em diversas substâncias químicas, no decurso da fermentação anaeróbica, processa-se através de uma cadeia de degradações sucessivas devidas a diferentes tipos de bactérias. Essencialmente distinguem-se duas fases nos processos de fermentação metanogênica. A primeira fase é uma transformação das moléculas orgânicas em ácidos gordos, sais ou gás. A segunda, é a transformação destes numa mistura gasosa essencialmente constituída por metano e dióxido de carbono.
A atividade enzimática das bactérias depende intimamente da temperatura. Ela é fraca a 10ºC e nula acima dos 65ºC. A faixa dos 20ºC a 45ºC, corresponde à fase mesófila, enquanto que entre os 50ºC e os 65ºC, temos a fase termófila. A opção por uma temperatura de trabalho terá de resultar do compromisso entre o volume de gás a produzir, o grau de fermentação e o tempo de retenção. Na fase mesófila, as variações de temperatura são aceitáveis desde que não sejam bruscas. O mesmo não acontece com a fase termófila, onde as variações não são aconselháveis. Todavia, ela permite cargas mais elevadas e um tempo de retenção menor, com maiores taxas de produção de gás.
Outro parâmetro que influencia a digestão anaeróbica é o pH do meio. Em meio ácido, a atividade enzimática das bactérias é anulada. Num meio alcalino, a fermentação produz anidrido sulfuroso e hidrogênio. A digestão pode efetuar-se entre os pH de 6,6 e 7,6, encontrando-se o ótimo a pH=7. Para valores abaixo de 6,5, a acidez aumenta rapidamente e a fermentação para.
Em relação à matéria a fermentar, há que levar em consideração a relação carbono/nitrogênio (C/N), que deve ter um valor compreendido entre 30 e 35. Acima deste valor, o processo é pouco eficaz, já que as bactérias não têm possibilidade de utilizar todo o carbono disponível. Para um valor baixo corre-se o perigo de aumentar a quantidade de amoníaco, que pode atingir os limites da toxicidade. É de considerar também a presença de fósforo, já que a sua ausência, conduz à interrupção da fermentação.
A presença de matérias tóxicas, detergentes e outros produtos químicos, deve ser evitada ao máximo, pois basta uma concentração muito baixa destes produtos, para provocar a intoxicação e morte das bactérias.
Bibliografia
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NÓBREGA, Olímpio; SILVA, Eduardo & SILVA, Ruth. Química Vol.único. 1°ed. São Paulo: Ática, 2007.
FERTRE, Ricardo. Química: Físico-química. 6°ed. São Paulo: Moderna, 2004.
CARVALHO, Geraldo Camargo de. Química para Ensino Médio. São Paulo: Scipione, 2003.
REIS, Marta. Química Integral. 1°ed. São Paulo: FTD, 1993.
SARDELLA, Antônio. Química. 4°ed. São Paulo: Ática, 2000.
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