Os Biocombustíveis.

Os biocombustíveis são fontes de energia renováveis, o que significa dizer que permitem a ciclagem da matéria na natureza. São obtidos a partir da cana-de-açúcar, do milho, de oleaginosas, resíduos agropecuários, dentre outras fontes.
Os biocombustíveis, como o biodiesel e o etanol (álcool etílico), têm aparecido com frequência na mídia como alternativas para contenção do aquecimento global. Isso acontece porque os biocombustíveis permitem uma ciclagem do gás carbônico (CO₂), apontado como um dos vilões do
aquecimento global:

Veja no quadro ao lado o que ocorre quando se usa um biocombustível.

Como se pode ver na figura ao lado, o CO₂ eliminado pelo veículo é reutilizado pelas plantas para a produção de mais biomassa, através da fotossíntese.Parte dessa matéria orgânica produzida é usada para a produção de mais biocombustível, com devolução de CO₂ para a atmosfera. Dessa forma, o equilíbrio consumo-liberação de CO₂ pode ser estabelecido e a concentração do CO₂ pode estabilizar.Com os combustíveis fósseis (gasolina, óleo diesel, carvão, gás natural) esse equilíbrio não acontece.

Entenda o porquê:

petróleo foi formado há milhões de anos (período Carbonífero), provavelmente de restos de vida aquática animal acumulados no fundo de oceanos primitivos e cobertos por sedimentos. Com ação da alta pressão e temperatura, o material depositado sofreu uma grande quantidade reações químicas, originando massas viscosas, de coloração negra – as jazidas de petróleo. Quando queimado ocorre, então, liberação de CO₂ que foi retirado da atmosfera do planeta há milhões de anos. Como não há nenhum mecanismo atual para capturar esse CO₂ para produção de mais petróleo (que é considerado um recurso não renovável), o uso desses combustíveis acaba promovendo um aumento na concentração de CO₂ na atmosfera. Como curiosidade, para cada 3,8 litros de gasolina queimados, 10 kg de CO₂ são liberados para a atmosfera.

Preparação da Matéria Prima.

Os procedimentos relativos à preparação da matéria-prima para a sua conversão em biodiesel visam criar as melhores condições para a efetivação da reação de transesterificação, com a máxima taxa de conversão. Em princípio, é necessário que a matéria-prima tenha o mínimo de umidade e de acidez. Isso é possível submetendo a um processo de neutralização, através de uma lavagem com uma solução alcalina de hidróxido de sódio ou de potássio, seguida de uma operação de secagem ou desumidificação.  As especificidades do tratamento dependem da natureza e condições da matéria graxa empregada como matéria-prima.

Matérias-primas para obtenção do biodiesel.

As matérias-primas para a produção de biodiesel são: óleos vegetais, gordura animal, e óleos e gorduras residuais. Óleos vegetais e gorduras são basicamente compostos de triglicerídeos, ésteres de glicerol e ácidos graxos. Por exemplo, no óleo de soja, o ácido predominante é o ácido oléico, no óleo de babaçu, o laurídico e no sebo bovino, o ácido esteárico

Processo de produção de Biodiesel.

A produção de biodiesel é economicamente competitiva devido à utilização de fontes renováveis de matéria-prima e catalisadores de baixo custo, além deste combustível ser tecnicamente e ambientalmente aceitável. Os métodos para a obtenção de biodiesel podem diferenciar na escolha da matéria-prima e da via de obtenção, as quais podem ser básica, ácida, fluidos supercríticos, pirólise (craqueamento térmico) e enzimática.
No fluxograma a seguir são descritos as principais etapas de fabricação do biodiesel.

Bioetanol.

O bioetanol é um combustível obtido através da fermentação controlada e da destilação de resíduos vegetais, como o bagaço da cana-de-açúcar, a beterraba, trigo ou o milho. Todos esses produtos passam por processos físico-químicos (deslignificação, fermentação, destilação, etc.) até se transformarem em combustíveis.

O processo de fabricação do bioetanol é feito apartir do pré-tratamento ácido do bagaço de cana. Nesta etapa, acontece o pré-tratamento do bagaço de cana, e neste trabalho foi adotado o processo de hidrólise ácida branda, no reator o resíduo é submetido a quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaço de cana e a recuperação de açúcares mais fáceis de hidrolisar.

Fermentação do Bioetanol: O líquido proveniente do pré-tratamento ácido, rico em açúcares, é fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utilizado nesta fermentação. O sólido proveniente da etapa de deslignificação rico em celulose, também é tratado. Ele passa por um processo de sacarificação por meio de enzimas e é fermentado pela levedura Sacharomyces cerevisiae.

Deslignificação do Bioetanol: A etapa de deslignificação é retirada a lignina, complexo que dá resistência a fibra e protege a celulose da ação de microorganismos porém, apresenta grande inibição ao processo fermentativo.

Destilação do Bioetanol: Na ultima etapa, ambos os líquidos provenientes das diferentes fermentações são destilados. O produto desta destilação é o etanol, que possui as mesmas características daquele fabricado a partir da cana em processo inustrial.

Desvantagens do uso dos biocombustíveis.

- Devastação de áreas florestais (grandes consumidoras de CO₂) para plantio das culturas envolvidas na produção dos biocombustíveis;

- Possibilidade de redução da produção de alimentos em detrimento do aumento da produção de biocombustíveis, o que pode contribuir para aumento da fome no mundo e o encarecimento dos alimentos;

- Consome grande quantidade de energia para a produção;

- Aumento do consumo de água (para irrigação das culturas);

- Redução da biodiversidade;

- As culturas para produção de biocombustíveis consomem muitos fertilizantes nitrogenados, com liberação de óxidos de nitrogênio, que também são gases estufa;

- Contaminação de lençóis freáticos por nitritos e nitratos, provenientes de fertilizantes. A ingestão desses produtos causa problemas respiratórios, devido à produção de meta-hemoglobina (hemoglobina oxidada);

- A queima da cana libera grandes quantidades de gases nitrogenados, que retornam ao ambiente na forma de “chuva seca” de fertilizantes, segundo pesquisa do químico ambiental Arnaldo Cardoso e publicada na revista “Unesp Ciência, edição de fevereiro de 2010. Nos ambientes aquáticos, o efeito é muito rápido: proliferação de algas, com liberação de toxinas e consumo de quase todo oxigênio da água, o que provoca a morte de um grande número de espécies.

Como se vê, os biocombustíveis não são a grande solução para o problema energético do mundo. É necessário repensar sobre o uso de outras formas alternativas de energia, como a eólica e a atômica (que vem ganhando força no mundo científico).

Vantagens de uso dos biocombustíveis.

- Menor investimento financeiro em pesquisas (as pesquisas de prospecção de petróleo são muito dispendiosas);

- O biodiesel substitui bem o óleo diesel sem necessidade de ajustes no motor;

 

- No caso específico do Brasil, há grande área para cultivo de plantas que podem ser usadas para a produção de biocombustíveis;

- Geração de emprego e renda no campo (isso evita o inchaço das cidades);

 

- Possibilita o fechamento do ciclo do carbono (CO₂), contribuindo para a estabilização da concentração desse gás na atmosfera (isso contribui para frear o aquecimento global);

- Redução do lixo no planeta (pode ser usado para produção de biocombustível);

- Manuseio e armazenamento mais seguros que os combustíveis fósseis.

 

Biogás e o Brasil.

O Biogás no Brasil, se deu em 1970, mas seu uso foi redizido com a chegada da energia elétrica e do álcool no campo. O uso do biogás no mundo já e bem difundido, um exemplo disso é a triple botton line.

Na questão de quem utiliza o biogás como fonte de energia podemos citar a substituição do combustível, pode ser utilizado também em residencias que ficam proximos ao local de produção, pode também ser utilizado no aquecimento de instalações para animais muito sensíveis ao frio, ou estupas de produção vegetal. E claro pode ser usado na produção de energia elétrica.

Biocombustível e seu conceito.

O conceito de biocombustíveis é surpreendentemente antigo. Rudolf Diesel, cuja invenção carrega agora seu nome, idealizou o óleo vegetal como uma fonte de combustível para seu motor. Na verdade, muito do seu trabalho inicial girou em torno do uso do biocombustível. Em 1900, Diesel demonstrou seu motor em funcionamento à base de óleo de amendoim. Henry Ford esperava que seu automóvel Modelo T funcionasse à base de etanol, também de origem vegetal. Nos dois experimentos, de Diesel e Ford, o petróleo provou ser a fonte de combustível mais interessante, baseando-se em fornecimento, preço e eficiência, entre outras coisas.

Biodiesel.

O biodiesel é um combustível para ser utilizado nos carros ou caminhões, feito a partir das plantas, óleos vegetais ou de  gordura animal.  Biodiesel é o nome de um combustível alternativo de queima limpa, produzido de recursos domésticos, renováveis. Os Biodieseis não contem petróleo, mas pode ser adicionado a ele formando uma mistura. Pode ser usados em um motor de ignição a compressão (diesel) sem necessidade de modificação. O Biodiesel é simples de ser usado, biodegradável, não tóxico e essencialmente livre de compostos sulfurados e aromáticos.

Definiçao geral

Combustível natural usado em motores diesel, produzido através de fontes renováveis, que atende as especificações da ANP. 

Definicao estendida 

Combustível renovável derivado de óleos vegetais, como girassol, mamona, soja, babaçu e demais oleaginosas, ou de gorduras animais, usado em motores a diesel, em qualquer concentração de mistura com o diesel. Produzido através de um processo químico que remove a glicerina do óleo. 

Definiçao técnica

Combustível composto de mono-alquilésteres de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais ou de gorduras animais e designado B100.

Mercado do Biodiesel no Brasil e no Mundo e Grandes Produtores.

As projeções mundiais previstas para 2020 pela IEA – International Energy Agency – assinalam crescente substituição das fontes de combustível de origem fóssil pelas fontes de energia renováveis(de origem de biomassa), dentre elas a cana-de-açúcar e do milho para a produção de etanol e as derivadas dos óleos vegetais de canola, de soja, de mamona, entre outros, para a produção de biodiesel.

Os fatores ambientais e o avanço dos preços do petróleo beneficiam a desenvolvimento do mercado de produtos combustíveis derivados da biomassa no mundo todo, prevalecendo o etanol, para uso em automóveis, e biodiesel para caminhões, ônibus, tratores, transportes marítimos, aquaviários e em motores estacionários para a produção de energia elétrica, nos quais o óleo diesel é o combustível mais empregado. Países que integram a União Européia e os EUA já produzem e utilizam o biodiesel comercialmente. Outros países também, tais como Argentina, Austrália, Canadá, Filipinas, Japão, Índia, Malásia e Taiwan, apresentam significativos esforços para o desenvolvimento de suas indústrias, estimulando o uso e a produção do biodiesel, assim como no Brasil.No Brasil, as estimativas de volumes previstas são de 800 milhões de litros anuais (800 mil m3) de 2005 a 2007, com o B2 (misturas de 2% de biodiesel e 98% de óleo diesel), na forma autorizativa de um bilhão de litros anuais de B2 (1 milhão de m3) na forma obrigatória nos intervalos seguintes de 2008 a 2012 e de 2,4 bilhões anuais (2,4 milhões de m3) de B5 (mistura de 5% de biodiesel e 95% de óleo diesel) a partir de 2013. 

[Grandes Produtores]

Estados Unidos 

A grande motivação americana para o uso do biodiesel é a qualidade  do meio ambiente. Os americanos estão se preparando, com muita seriedade, para o uso desse combustível especialmente nas grandes cidades. A capacidade de produção estimada é de 210 a 280 milhões de litros por ano.  A percentagem que tem sido mais cogitada para a mistura no diesel  de petróleo é a de 20% de biodiesel, mistura essa que tem sido chamada de B20. Os padrões para o biodiesel nos Estados Unidos são determinados e fixados pela norma ASTM D-6751.  É importante ressaltar que o Programa Americano de Biodiesel é baseado em pequenos produtores. 

Alemanha

A Alemanha estabeleceu um expressivo programa de produção de  biodiesel a partir da canola (colza) , sendo hoje o maior produtor e consumidor europeu de biodiesel, com capacidade de 1 milhão de toneladas por ano.  O modelo de produção na Alemanha, assim como em outros países  da Europa, tem características importantes. Nesse país, os agricultores plantam a canola para nitrogenar naturalmente os solos exauridos daquele elemento e dessa planta extraem óleo, que é a principal matéria-prima para a produção do biodiesel. Depois de produzido, o biodiesel é distribuído de forma pura, isento de qualquer mistura ou aditivação. Esse país conta com uma rede de mais de 1.000 postos de venda de biodiesel.  Nesses postos, uma mesma bomba conta com dois bicos, sendo um  para óleo diesel de petróleo e o outro, com selo verde, para biodiesel. Grande parte dos usuários misturava, nas mais diversas proporções o biodiesel com o diesel comum, até ganhar confiança no biodiesel, cerca de 10% mais barato. Esse menor preço é decorrente da isenção de tributos em toda a cadeia produtiva do biodiesel. 

 Malásia 

Na Malásia foi criado um programa para a produção de biodiesel a partir do óleo de palma de dendê. O país é o maior produtor mundial desse óleo, com uma produtividade de 5.000 kg de óleo por hectare ano. A primeira fábrica entrou  em operação em 2004, com capacidade de produção equivalente a 500 mil toneladas por ano. A perspectiva de extração de vitaminas A e E permitirá a redução dos custos de produção do biodiesel.

França 

Com capacidade de 460 mil toneladas por ano, a França é atualmente o segundo maior produtor europeu de biodiesel. As motivações e os sistemas produtivos na França são semelhantes aos adotados na Alemanha, porém o combustível é fornecido no posto já misturado com o óleo diesel de petróleo na proporção atual de 5%. Contudo, esse percentual deverá ser elevado para 8%. Atualmente, os ônibus urbanos franceses consomem uma mistura com até 30% de biodiesel.  

E85.

O etanol é um combustível renovável produzido a partir da fermentação de determinadas plantas, sobretudo do milho e da cana-de-açúcar. Visando reduzir a dependência do uso do petróleo, que é uma fonte esgotável e muito poluidora, pesquisadores desenvolveram o E85.
A adição de pequenas porcentagens de etanol na gasolina é muito comum, no entanto, com o E85 a mistura é inversa. Esse combustível é composto por 85% de etanol e 15% de gasolina. A utilização dessa substância nos automóveis contribui para reduzir o lançamento de gases poluentes na atmosfera, visto que a combustão do E85 emite menos metano, dióxido de carbono e óxido nitroso. Esse fato é proporcionado em razão da grande concentração de etanol, que polui menos que a gasolina.
Os automóveis devem ser adaptados para receber o E85. Algumas montadoras já estão fabricando motores para funcionarem com esse combustível, com destaque para a Ford, Mercedes-Benz e General Motors. A Suécia e os Estados Unidos se destacam no cenário mundial como grandes consumidores dessa substância.
Defensores do uso do E85 alegam que esse combustível é menos poluente se comparado à gasolina, reduz a dependência do petróleo, mantém o sistema de combustível mais limpo (sua utilização produz menos resíduos), além de aumentar a quantidade de empregos no campo e nas usinas.
Porém, os opositores afirmam que o consumo de energia é muito grande durante a produção do E85 – máquinas agrícolas, usinas, etc. Outro aspecto negativo é que a matéria-prima (alimentos) poderia ser destinada à população, além de haver maior diversificação nos cultivos de gêneros alimentícios.