UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE QUÍMICA

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 

INSTITUTO DE QUÍMICA

Biodiesel

CAMPINAS 

2020

Introdução

Se tratando das necessidades do homem ao decorrer dos anos, uma das mais importantes é a locomoção, visto que esta possui influência em diversos âmbitos da sociedade, tais como econômica, bem-estar social, e ambiental. Essa por último, caso não seja levada em conta, os meios de transporte podem acarretar em impactos negativos. Portanto, no final do século XIX, foi-se necessário adaptar de forma positiva o sistema mecânico até então utilizado, o motor de combustão interna a pistões. Assim sendo, o engenheiro alemão Rudolf Diesel, utilizou óleo de amendoim como fonte de combustão deste sistema mecânico.

De início, os óleos vegetais não tinham grande importância, sendo usado então as reservas de petróleo, uma fonte não renovável. Porém, pela diminuição das reservas petrolíferas e o aumento do preço, bem como os impactos negativos dos combustíveis fósseis, os óleos vegetais ganham notabilidade. Entretanto, essa fonte de combustível também possui pontos negativos, os quais são: alta viscosidade, combustão incompleta, depósito de carbono nos injetores e válvulas e baixa volatilidade [1].

Biodiesel

Como forma de contornar os problemas encontrados no uso da combustão a óleo diesel, surge o biodiesel, o qual são ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, obtidos a partir da reação de transesterificação de triglicerídeos, como segue na figura 1 abaixo [2].

[pic 1]

Figura 1. Reação de transesterificação de triglicerídeos com álcool.

O biodiesel é um combustível renovável, biodegradável, que em comparação com o óleo diesel mineral, ele tem menor emissão de poluentes, menor biodegradabilidade, maior ponto de fulgor e maior lubricidade. Além disso, contém ciclos curtos de carbono que não contém compostos sulfurados (não têm influência nas chuvas ácidas) e aromáticos; apresenta alto número de cetanos (relacionado com o tempo entre a injeção de combustível e o início da combustão)

A transesterificação tem uma utilidade bastante importante, pois reduz a viscosidade dos triglicerídeos, tendo então uma melhoria nas propriedades físico-química dos combustíveis para motor a diesel. Na figura 2 contém um dado experimental mostrando uma comparação entre índice de cetano do óleo diesel, óleo vegetal e dos ésteres monoalquílicos produzidos pela transesterificação de óleos vegetais [3].

[pic 2]

Figura 2. Efeito da transesterificação nos óleos vegetais [3].

Para um melhor aproveitamento e eficiência do biodiesel, é necessário ter conhecimentos das propriedades estruturais da matéria-prima, essas são: (i) Ponto de fulgor; (ii) números de cetanos; (iii) viscosidade; (iv) índice de iodo; (v) estabilidade oxidativa.

(i) Ponto de fulgor

Definido sendo a menor temperatura em que um combustível entra em ignição quando exposto a uma chama ou uma faísca. O ponto de fulgor comum dos ésteres graxos é superior a 200 oC, esta temperatura permite determinar se são inflamáveis ou não. Logo, o ponto de fulgor é um parâmetro indicativo usado para a segurança de quem manuseia [3].

(II) números de cetanos

Está relacionado com o tempo entre a injeção de combustível e o início da combustão. O atraso de ignição é devido ao tempo necessário para que haja pulverização, aquecimento e evaporação do combustível, para então ter sua mistura com o ar dando início as reações químicas que proverá a combustão e autoignição da mistura [3].

(iii) viscosidade

Está relacionada com a resistência do oferecida pelo diesel ao escoamento. Além de preservar as características de lubricidade do biodiesel, seu controle tende a garantir um funcionamento adequado dos sistemas de injeção e bombas de combustível [3].

(iv) índice de iodo

Parâmetro usado para determinar a quantidade total de instaurações de um óleo e de seus derivados. O biodiesel proveniente de óleos vegetais com altas taxas de ácidos graxos saturados, ou seja, com baixo índice de iodo, apresenta um número elevado de cetano. Entretanto, biodiesel com estabilidade ao frio e a viscosidade cinemática do biodiesel com maior índice de iodo são melhores do que as do biodiesel mais saturado. Isso se deve ao fato de o índice de iodo não fornece dados a respeito da estabilidade oxidativa do biodiesel. Dessa forma, há óleos diferentes com quantidades de iodo parecidos, mas com estabilidade oxidativa distinta [3].

(v) estabilidade oxidativa

A estabilidade oxidativa diminui ao passo que o número de instaurações no ácido graxo aumenta. Esta estabilidade refere-se à tendência de o biocombustível reagir com o oxigênio do ar em temperaturas próximas a temperatura ambiente [3].  

Biodiesel no Brasil

No período de 1970 o Brasil passava por uma situação delicada, o aumento do preço do petróleo no mercado internacional. Entretanto, com a crise do petróleo em 1979, o governo adotou a produção de óleos vegetais como fonte energética. O biodiesel pode ser utilizado em motores à combustão interna com ignição por compressão, bem como na geração de algum outro tipo de energia, substituindo combustíveis de origem fosseis. Sendo um substituinte do óleo diesel, pode ser usado nos motores de transportes aquaviários, rodoviários e em motores para geração de energia elétrica.

Atualmente, o biodiesel está presente em diversos segmentos no mercado brasileiro, desde em empresas até na pesquisa em universidades. Uma das empresas é a Fundação Núcleo de Tecnologia do Ceará – Nutec, a qual foi fundada em 12 de dezembro de 1978. Esta empresa desenvolveu, dentre seus projetos, a “Dessalinização de Água”, que ajudou na crise hídrica, “Biodiesel Nutec”, que teve destaque internacional com a produção do combustível a partir de gordura das vísceras de peixe e “Projeto de Interiorização de Extensão Tecnológica” [4].

Uma outra empresa é a Ecomat, localizada no estado do mato grosso. Esta empresa utiliza plantas oleaginosas na produção de biodiesel, como o soja e girassol e/ou o algodão. A Ecomat produz biodiesel em larga escala, algo importante, visto que o biodiesel pode ser usado em frotas especiais, tais como as frotas cativas e as fluviais [3].

Na Universidade Estadual de Santa Cruz, em Ilhéus (BA), o biodiesel produzido, a partir de óleo de dendê e gordura residuais, é utilizado e testado tanto nas frotas de ônibus dentro da própria universidade, bem como em embarcações na Baía de Camamu [3].