O óleo Diesel, em suas diversas denominações, é o principal combustível comercializado no mercado brasileiro, utilizado no transporte de cargas e de passageiros, em embarcações, na indústria, na geração de energia, nas máquinas para construção civil, nas máquinas agrícolas e locomotivas, atendendo as necessidades dos consumidores e as mais avançadas tecnologias em motores e combustão.
Um biocombustível renovável, o biodiesel apresenta-se como solução para os atuais malefícios provocados pelo petróleo e seus derivados, reduzindo significativamente a emissão dos gases causadores do aquecimento global. O Brasil tem condições de liderar a produção mundial de biodiesel.
Sua utilização substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores de caminhões, tratores, automóveis, geradores de eletricidade e calor, entre outros.
A obtenção de biodiesel a partir do óleo de soja fornece maior rendimento, o biodiesel tem importante papel tanto para o ambiente quanto para a economia, além de ter o aspecto social de sua produção.
Chamamos de energias renováveis toda energia proveniente de uma fonte que se renova naturalmente de forma cíclica, em escala de tempo humana.
Se formos pensar em uma escala de produção menor, o próprio calor das suas mãos e a energia gerada do processo de pedalar uma bicicleta podem ser consideradas formas de energia renovável.
As principais fontes renováveis de energia são: energia solar, energia hidráulica, energia geotérmica, energia dos oceanos, energia eólica e biocombustíveis.
Energia solar
A energia solar pode gerar energia elétrica de duas formas: direta e indiretamente. A primeira opção ocorre por meio de painéis de células fotovoltaicas compostas por pequenas lâminas recobertas por um material condutor. Essas lâminas, quando expostas à luz solar, convertem-na em energia elétrica. A forma indireta é obtida por meio de usinas construídas em áreas com intensa insolação, nas quais são instalados vários coletores solares.
Essa fonte de energia é considerada limpa, inesgotável e abundante, principalmente em países próximos aos trópicos, como México, Brasil, Estados Unidos, Paraguai e Bahamas. Seu uso requer avanços tecnológicos que o viabilizem economicamente para que a população possa aproveitá-lo.
A ENEL Green Power tem em carteira vários projetos de produção e exploração de energias renováveis na região de Piauí, e nos municípios de São Gonçalo do Gurguéia e Lagoa do Barro. O investimento que irá levar a empresa para a dianteira das energias renováveis solares é de 1 bilião de reais.
Este parque solar irá conseguir gerar 476mW de energia. Mas não provem de apenas um local, serão no total 9 subestações de geração de energia. Isto porque a empresa tem uma política de expansão de parques solares em que aproveitam o leilão de energia para expandir a capacidade de geração de eletricidade e consequentemente vender para o mercado.
Assim, no Piauí, irão ampliar essa capacidade de geração para 878MW, sendo que 476MW serão para dar resposta ao que foi contratado no leilão de energia e os restantes 402MW serão para vender.
O objetivo será produzir mais de 1,3GW de energia através de vários Projetos de Geração de Energia Renovável nas duas cidades, com um investimento total de cerca de 1 bilião de reais.
São Gonçalo do Gurguéia terá, assim, o maior parque solar do mundo. Só em São Gonçalo terá 13 locais de produção de energia, em que 9 são para o contrato decorrente do leilão de energia, que tem data e prazo para entrega, e os restantes 4 serão para comercialização.
Assim e somados os 13 locais que irão gerar eletricidade a partir da energia solar terá uma produção total de energia de 878MW.
ENERGIA HIDRÁULICA
Antigamente, a energia hidráulica era usada para movimentar moinhos. O uso da hidreletricidade por meio de turbinas e geradores elétricos começou a difundir-se na segunda metade do século XIX. É considerada uma fonte de energia barata, limpa, segura e com renovação a curto prazo.
Apesar das vantagens de seu uso, essa fonte de energia provoca danos ambientais nas áreas em que as usinas são construídas. Além disso, se essas áreas são povoadas, as comunidades acabam sendo afetadas, pois precisam deslocar-se para outros lugares. A construção da represa também causa impactos na biodiversidade, prejudicando espécies vegetais e animais.
Outro problema dessa fonte de energia está relacionado aos índices pluviométricos, visto que, em épocas de seca, a geração de energia elétrica é reduzida.
ENERGIA EÓLICA
O uso do vento para obtenção de energia iniciou-se na década de 1980. O aproveitamento desse recurso natural depende da sua intensidade e abundância. Por não poluir o meio ambiente, a energia eólica é considerada uma fonte de energia limpa. Além disso, possui um bom custo-benefício.
O aproveitamento desse tipo de energia ocorre por meio de aerogeradores eólicos, capazes de converter a energia cinética dos ventos em energia elétrica. De acordo com a Revista Exame, no ano de 2017, cerca de 18% da energia gerada nos Estados Unidos proveio de fontes renováveis de energia, como a eólica.
Apesar de não causar danos ao meio ambiente com emissão de gases poluentes, a instalação de aerogeradores pode provocar modificações na paisagem e prejudicar o fluxo migratório de aves. Ademais, sua viabilização demanda avanços tecnológicos, visto que o custo de aerogeradores ainda é alto.
O Piauí é a nova fronteira para o mercado de energia eólica no Brasil. A região tem um alto potencial eólico.
O Estado é o quinto lugar entre os maiores produtores de energia eólica do Brasil, com 52 parques atingindo uma produção de 1443,10 MW. Quem ocupa o primeiro lugar no país é o Estado de Rio Grande do Norte, com 135 parques, que produzem 3.678,85 MW, seguido da Bahia, que tem 93 parques e uma produção de 2.410,04 MW; no Estado do Ceará, que tem 74 parques, com uma produção de 1.935,76 MW, e do Estado do rio Grande do Sul, que possui 80 parques, produzindo 1.831,87 MW.
O Brasil atingiu o oitavo lugar no ranking mundial de produção de energia eólica, acrescentando 2,022 GW, ultrapassando o Canadá, em 2017. O Brasil tem uma capacidade instalada no total de 539,58 GW. O país estava em 10° lugar, e galgou duas posições, de acordo com levantamento feito pelo Global Wold Energy Council (GWEC).
O primeiro lugar na produção de energia eólica é da China, que chegou a 188,232 GW de capacidade instalada de energia de fonte eólica, seguida dos Estados Unidos (89 GW), Alemanha (56,1 GW), Índia (32,8 GW), Espanha (23,2 GW), Reino Unido (18,8 GW) e França (13,7 GW).
A energia eólica já abastece cerca de 22 milhões de residências por mês no Brasil, com algo em torno de 13 GW de capacidade instalada. São mais de 520 parques eólicos no país, 80% deles na região nordeste.
Os dados divulgados pela Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica) indicam que, em 2019 a energia produzida a partir da força do vento deve ser a segunda maior fonte brasileira – 8,5% -, ficando atrás somente da hidrelétrica e superando a produção conjunta das termelétricas e usinas de biomassa.
De acordo com a entidade, até 2023, serão instalados mais 4,7 GW e construídos 200 novos parques eólicos, levando o setor à marca de 17,8 GW, considerando apenas leilões já realizados e contratos firmados no mercado livre. Com novos leilões, este número poderá ser maior.
BIOCOMBUSTÍVEIS
A produção dos biocombustíveis, como etanol e biogás, acontece por meio do aproveitamento da biomassa, ou seja, por meio da queima de matéria orgânica vegetal e animal. Os processos para geração de energia elétrica por meio do uso da biomassa são fermentação, combustão direta, gaseificação, entre outros.
Os biocombustíveis são considerados fontes de energia menos poluentes do que as fontes convencionais. Além disso, são renováveis, visto que se regeram a curto prazo.
Os biocombustíveis produzidos por meio da biomassa são:
→ Etanol, produzido por meio da cana-de-açúcar e do eucalipto;
→ Biodiesel, produzido a partir de gorduras vegetais;
→ Biogás, obtido por meio de reações anaeróbicas da matéria orgânica.
Apesar das vantagens de seu uso, esse tipo de fonte de energia apresenta algumas desvantagens. Uma delas está associada ao desmatamento, visto que, para que esses combustíveis sejam produzidos, é necessário ampliar áreas de cultivo, intensificando, consequentemente, o desmatamento. Outro problema é que a expansão da prática agrícola demanda aumento do uso de água, o que afeta os recursos hídricos.
ENERGIA DOS OCEANOS
A força desencadeada pelo deslocamento das massas de águas oceânicas gera energia e é, por isso, aproveitada na obtenção energética. Essa energia pode ser obtida por meio da energia das ondas, da energia das marés, da energia das correntes marítimas e da energia térmica dos oceanos.
A energia dos oceanos é uma fonte considerada limpa por não impactar negativamente o meio ambiente. Apesar disso, ainda requer avanços tecnológicos que viabilizem economicamente seu uso.
ENERGIA GEOTÉRMICA
O calor produzido no interior da Terra é responsável pelo fornecimento de energia geotérmica. Esse calor é transformado em energia elétrica por meio de usinas geotérmicas instaladas em áreas com intensas atividades vulcânicas, nas quais a água e o vapor quente gerados em profundidades menores são capazes de aflorar na superfície. O calor é, então, utilizado para produção de vapor, que move as turbinas nas usinas geotermais. Os geradores presentes nas usinas transformam a energia cinética em energia elétrica.
As vantagens do uso desse tipo de energia estão relacionadas ao seu baixo custo de manutenção e ao não impacto ao solo. Contudo, as desvantagens estão relacionadas à emissão de dióxido de enxofre, altamente prejudicial à saúde, durante a produção de energia. Nessas áreas, também são comuns afundamentos de terra e contaminação de lagos presentes nos locais em que usinas geotérmicas são instaladas.
Por aqui, utilizamos energia provinda de biomassa (bagaço de cana, laranja, eucalipto e outras plantas), do etanol, energia provinda das ondas do mar, da luz do Sol, do vento, dos rios e um cenário bem aberto para futuras inovações.
Até 2030, assumimos o compromisso de aumentar em até 23% a participação de fontes de energia renováveis em nossa matriz energética. De acordo com reportagem da revista EXAME, até 2040 receberemos R$210 bilhões em investimentos somente em energia solar e eólica.
Em 2040, quase metade (48%) da energia usada no país deve vir de fontes limpas e renováveis. As informações fazem parte de um relatório sobre o mercado de energia global da companhia de petróleo britânica BP divulgado em 2018.
As fontes de energia renováveis têm um papel crucial na diminuição do efeito estufa e preservação de nossa espécie.
Expedito José de Sá Parente foi um engenheiro químico brasileiro, cearense e inventor do biodiesel na década de 1970. Desenvolveu o método de produção de biodiesel que viria a submeter ao INPI em 1980, tendo sido garantida em 1983 a patente PI – 8007957 ("Processo de Produção de Combustíveis a partir de Frutos ou Sementes Oleaginosas"), a primeira patente no mundo para um processo de produção em escala industrial de biodiesel.
Os dois principais biocombustíveis líquidos utilizados no País são o etanol (extraído de cana-de-açúcar e utilizados nos veículos leves) e, mais recentemente, o biodiesel (produzido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais, utilizados principalmente em ônibus e caminhões).
O biodiesel é um combustível renovável, pois é produzido a partir de fontes vegetais (soja, mamona, dendê, girassol, entre outros), misturado com etanol (proveniente da cana-de-açúcar) ou metanol (pode ser obtido a partir da biomassa de madeiras). Ou seja, um combustível totalmente limpo, orgânico e renovável.
A tecnologia de fabricação do biodiesel está em desenvolvimento avançado no Brasil. A Petrobrás possui esta tecnologia e o combustível orgânico já está sendo utilizado em alguns veículos em nosso país. Acredita-se que, para o futuro, este combustível possa, aos poucos, substituir nos veículos os combustíveis fósseis. Será um grande avanço em busca da diminuição da poluição do ar.
Segundo a definição do Programa Brasileiro de Biocombustíveis, o biodiesel é o combustível formado pela mistura, em diferentes proporções, de éster (nome técnico para um tipo de gordura) de óleos vegetais com o óleo diesel convencional derivado de petróleo.
O biodiesel é um combustível menos poluente que os de origem fóssil (petróleo e derivados), produzido a partir de fontes renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais. Sua definição química é a de um éster metílico ou etílico destes óleos e gorduras.
O biodiesel é um combustível para ser utilizado nos carros ou caminhões com motores diesel, feito a partir das plantas (óleos vegetais) ou de animais (gordura animal). O biodiesel só pode ser usado em motores a diesel, portanto este combustível é um substituto do diesel.
Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser obtido por diferentes processos tais como o craqueamento, a esterificação ou pela transesterificação. A mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100.
Biodiesel pode ser feito de vegetais ou de gordura animal. É feito de recursos renováveis. É biodegradável, requer mínimas modificações de motores, podendo inclusive ser misturado a outros combustíveis.
Os óleos vegetais podem reagir quimicamente com um álcool, para produzir ésteres. Esses ésteres quando usados como combustíveis lavam o nome de Biodiesel.
Atualmente, o biodiesel é produzido por um processo chamado transesterificação. O óleo vegetal é filtrado, e então processado com materiais alcalinos para remover gorduras ácidas. É então misturado com álcool e um catalizador. As reações formam então ésteres e glicerol, que é separado.
Amendoim, sementes de algodão, sementes de girassol, dendê, mamona e soja são grandes fontes de óleos. Ésteres feitos de qualquer dessas fontes podem ser usados em motores, embora tenham variações nas suas propriedades físicas.
Cada vez mais o preço da gasolina, diesel e derivados de petróleo tendem a subir. A cada ano o consumo aumenta e as reservas diminuem. Além do problema físico, há o problema político: a cada ameaça de guerra ou crise internacional, o preço do barril de petróleo dispara.
O efeito estufa, que deixa nosso planeta mais quente, devido ao aumento de dióxido de carbono na atmosfera (para cada 3,8 litros de gasolina que um automóvel queima, são liberados 10 kg de CO2 na atmosfera). A queima de derivados de petróleo contribui para o aquecimento do clima global por elevar os níveis de CO2 na atmosfera.
Todo material orgânico gera energia, mas o biocombustível é fabricado em escala comercial a partir de produtos agrícolas como a cana-de-açúcar, mamona, soja, canola, babaçu, mandioca, milho, beterraba ou algas. Podemos citar vários exemplos de biocombustíveis, tais como o álcool etanol, a biomassa ou o biodiesel.
Vantagens na utilização do Biodiesel:
É energia renovável. No Brasil há muitas terras cultiváveis que podem produzir uma enorme variedade de oleaginosas, principalmente nos solos menos produtivos, com um baixo custo de produção.
O biodiesel é um ótimo lubrificante e pode aumentar a vida útil do motor.
O biodiesel tem risco de explosão baixo. Ele precisa de uma fonte de calor acima de 150 graus celcius para explodir.
Tem fácil transporte e fácil armazenamento, devido ao seu menor risco de explosão.
O uso como combustível proporciona ganho ambiental para todo o planeta, pois colabora para diminuir a poluição e o efeito estufa.
A viabilidade do uso direto foi comprovada na avaliação dos componentes do motor, que não apresentou qualquer tipo de resíduo que comprometesse o desempenho.
Para a utilização do biocombustível, não precisa de nenhuma adaptação em caminhões, tratores ou máquinas.
O biodiesel é uma fonte limpa e renovável de energia que vai gerar emprego e renda para o campo, pois o país abriga o maior território tropical do planeta, com solos de alta qualidade que permitem uma agricultura autossustentável do plantio direto; topografia favorável à mecanização e é a nação mais rica em água doce do mundo, com clima e tecnologia que permitem a produção de duas safras ao ano.
Por outro lado, o diesel do petróleo é um combustível não-renovável. O petróleo leva milhões de anos para se formar.
Substitui o diesel nos motores sem necessidade de ajustes.
O produtor rural estará produzindo seu combustível.
Diminuição da poluição atmosférica.
Redução de custos na propriedade.
No caso do biodiesel Eco Óleo o produtor não compra o biodiesel, a comercialização será por meio de permuta, ou seja: troca de mercadorias como, por exemplo, o produtor entrega o girassol e recebe o Eco Óleo. Será o uso cativo.
O produtor estará fazendo rotação de culturas em sua propriedade, incorporando nutrientes na sua lavoura.
O biodiesel é usado puro nos motores, porém aceita qualquer percentual de mistura com o diesel, pois é um produto miscível.
Outra grande vantagem é que, na formação das sementes, o gás carbônico do ar é absorvido pela planta.
O calor produzido por litro é quase igual ao do diesel.
Pouca emissão de partículas de carvão. O biodiesel é um éster e, por isso, já tem dois átomos de oxigênio na molécula.
Na queima do biodiesel, ocorre a combustão completa.
É necessária uma quantidade de oxigênio menor que a do diesel.
É uma fonte de energética renovável, a exemplo de todos os produtos originários do ciclo produtivo da agroindústria. Nesse ciclo, a energia que está armazenada nos vegetais, no caso o grão da soja, é transformada em combustível e depois da combustão uma parte destina-se à operação de um sistema como um motor, e outra retorna para a nova plantação na forma de CO2, o CO2 combinado com a energia solar realimenta o ciclo.
Não são necessárias alterações na tecnologia (peças e componentes) e de regulagem. Apenas é preciso que o biodiesel tenha uma qualidade definida. Por ser um produto natural e biodegradável, surgem problemas de degradação natural. Ao utilizar biodiesel você estará utilizando qualidade.
Os óleos vegetais usados na produção do biodiesel podem ser obtidos do girassol, nabo forrageiro, algodão, mamona, soja, canola. Qualquer oleaginosa.
É constituído de carbono neutro. As plantas capturam todo o CO2 emitido pela queima do biodiesel e separam o CO2 em Carbono e Oxigênio, neutralizando suas emissões.
Contribui ainda para a geração de empregos no setor primário, que no Brasil é de suma importância para o desenvolvimento social e prioridade de nosso atual governo. Com isso, segura o trabalhador no campo, reduzindo o inchaço das grandes cidades e favorecendo o ciclo da economia autossustentável essencial para a autonomia do país.
Muito dinheiro é gasto para a pesquisa e prospecção do petróleo. O capital pode ter um fim social melhor para o país, visto que o biodiesel não requer esse tipo de investimento.
Podemos prever claramente os efeitos positivos do biodiesel, analisando os benefícios da adição do etanol na gasolina. O etanol vem da indústria do álcool, uma indústria forte e que faz circular um grande volume de capital, gera empregos e ainda gera dinheiro para o governo através dos impostos, ajudando a reduzir o déficit público.
A maior parte dos veículos da indústria de transporte e da agricultura usam atualmente o diesel. O biodiesel é uma alternativa econômica, tendo a vantagem de ser confiável, renovável e fortalecer a economia do país gerando mais empregos.
Como combustível já é uma realidade em expansão.
Beneficia os agricultores e contribui para o crescimento econômico dos municípios, pois reduz a exportação de divisas e permite a redução de custo desse insumo.
Preserva o interesse nacional.
Promove o desenvolvimento, amplia o mercado de trabalho e valoriza os recursos energéticos.
Protege os interesses do consumidor quanto a preço, qualidade e oferta dos produtos.
Protege o meio ambiente e promover a conservação de energia.
Utiliza fontes alternativas de energia, mediante o aproveitamento econômico dos insumos disponíveis e das tecnologias aplicáveis.
Redução da emissão de poluentes locais com melhorias na qualidade de vida e da saúde pública
Possibilidade de utilização dos créditos de carbono vinculados ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo decorrentes do Protocolo de Kioto.
Sedimentação da tecnologia de produção agrícola e industrial.
Lubricidade otimizada.
Número de cetano mínimo 51.
Sem a presença de aromáticos (benzeno).
Estável e com boa atividade.
Ajuda na eficiência de catalisadores tecnologia atual permite aos veículos Diesel atender a norma EURO III, dispositivos de retenção de particulados - filtros regenerativos (com B100 poderão operar melhor pela ausência de enxofre e material particulado).
Perspectiva de exportação de Biodiesel como aditivo de baixo conteúdo de enxofre, especialmente para a União Europeia onde o teor de enxofre está sendo reduzido paulatinamente de 2000 ppm em 1996, para 350 ppm em 2002, e 50 ppm em 2005.
Melhora o número de cetano (melhoria no desempenho da ignição) e lubricidade (redução de desgaste, especialmente do sistema de ignição).
Ampliação da vida útil do catalisador do sistema de escapamento de automóveis.
O biodiesel é uma alternativa tecnicamente viável para o diesel mineral, mas seu custo hoje, de 1,5 a 3 vezes maior, o torna não competitivo, se externalidades positivas, como meio ambiente local, clima global, geração e manutenção de emprego, balanço de pagamentos não forem consideradas. Esses custos já consideram todos os créditos por subprodutos (uso da torta residual; glicerina). Não são previstas possibilidades de reduções significativas no custo de produção, para os óleos vegetais usados na Europa para biodiesel. Trata-se de processos agrícolas e industriais muito conhecidos, “maduros” e eficientes. O custo de referência, de diesel mineral, sem impostos, utilizado nesta análise é de US$ 0.22/ litro;
Desvantagens:
Os grandes volumes de glicerina previstos (subproduto) só poderão ter mercado a preços muito inferiores aos atuais; todo o mercado de óleo-químicos poderá ser afetado. Não há uma visão clara sobre os possíveis impactos potenciais desta oferta de glicerina.
No Brasil e na Ásia, lavouras de soja e dendê, cujos óleos são fontes potencialmente importantes de biodiesel, estão invadindo florestas tropicais, importantes bolsões de biodiversidade. Embora, aqui no Brasil, essas lavouras não tenham o objetivo de serem usadas para biodiesel, essa preocupação deve ser considerada.
O Biodiesel ainda esbarra em vários obstáculos, como a falta de regulamentação e os preços atuais do diesel derivado do petróleo. Estima-se que no começo do próximo século, teremos condições de gerar biodiesel correspondente a 8% de todo o diesel consumido. Provavelmente ele será usado numa mistura com o diesel convencional que as pesquisas conseguirem vegetais, mas eficientes na produção de óleo e na medida que o preço do diesel vá subindo, que é o esperado.
O Brasil produz, atualmente, cerca de 50 mil barris de biodiesel por dia (fonte: Boletim Mensal de Energia - Ministério das Minas e Energia, dados de 2017).
Nosso país é o segundo maior produtor mundial de biodiesel (cerca de 4 bilhões de litros por ano). A região Centro-oeste é a maior produtora do Brasil.
O Brasil se destaca com relação à sua capacidade produtiva: o país tem condições de liderar a produção mundial de biodiesel, promovendo a substituição de, pelo menos, 60% da demanda mundial atual de óleo diesel de petróleo. O País é exportador de tecnologia e de matéria-prima para as mais diversas nações.
Segundo o National Biodiesel Board, uma associação comercial do biodiesel dos EUA, o Brasil tem condições em liderar a produção mundial desse biocombustível, já que possui uma ampla extensão territorial, radiação solar o ano inteiro, água, diversidade de oleaginosas para matérias-primas e experiência tecnológica na agricultura tropical. Além disso, o país possui domínio tecnológico na produção do biodiesel, mas o custo de produção ainda é alto. Por causa, principalmente, do cultivo e das técnicas de manejo de algumas oleaginosas, que ainda são poucas desenvolvidas e necessitam de investimentos em pesquisa e desenvolvimento (P&D) para desenvolver tecnologias de produção agrícola e para promover o adensamento energético das espécies oleaginosas.
O Brasil está caminhando para se tornar o maior produtor de biodiesel do mundo, à frente dos Estados Unidos. Isso porque o Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) deu sinal verde para o aumento da mistura do biodiesel ao diesel de petróleo. A proposta estabelece que a adição de biodiesel cresça um ponto percentual ao ano, passando do atual patamar de 10% para 11% em junho de 2019. O processo continua sucessivamente e a ampliação será realizada até março de 2023, quando o número chegará a 15%. De acordo com o CNPE, a estimativa é que a produção do biodiesel brasileira passe de 5,4 bilhões de litros anuais para mais de 10 bilhões de litros entre 2018 e 2023.
O cultivo da soja possui uma cadeia produtiva bem estruturada e, atualmente, a sua produção conta com uma tecnologia de ponta, que são bem definidas em cada etapa do processo. O seu modelo de fabricação foi totalmente padronizado e pode ser aplicado com eficiência em qualquer parte do país, além disso, o retorno do plantio é rápido, entre 4 e 5 meses.
Outra vantagem da produção da soja está na sua comercialização, pois é um dos produtos agrícolas mais fáceis de serem vendidos, tendo em vista os poucos produtores mundiais que existem (EUA, Brasil, Argentina, China, Índia e Paraguai) e o volume ainda mais reduzido de exportadores (EUA, Brasil, Argentina e Paraguai), a boa notícia está na sua procura, que atualmente é mundial. Outro facilitador comercial está no armazenamento, ela pode ser guardada por longos períodos, até a melhor oportunidade de venda.
O óleo vegetal, uma das principais matérias-primas do biodiesel, é formado por três moléculas de ácidos graxos ligadas a uma de glicerina (subproduto convertido em sabão). Estima-se que 20% do óleo de origem vegetal é formado por glicerol e durante a produção, o composto é removido do biocombustível tornando o óleo mais fino e menos viscoso. Existem três processos conhecidos para a produção do biodiesel: a transesterificação, o craqueamento térmico e a esterificação.
Na transesterificação acontece a obtenção de um éster (substância obtida da reação química entre um álcool e um ácido carbolixílico) a partir de outro. O método é o mais utilizado, pois, acontece em apenas uma etapa, onde o composto orgânico se processa na presença de um catalisador.
No craqueamento, ou pirólise, é provocada a quebra das moléculas por aquecimento, resultando em uma mistura de compostos químicos semelhante ao diesel de petróleo. Para compreender a esterificação, primeiro é preciso saber que os ésteres estão entre os compostos mais comuns encontrados na natureza e são associados ao aroma agradável. Durante esse processo, os compostos são sintetizados em temperatura ambiente ou acelerados através de um catalisador.
Em todos os métodos é criada uma reação química de óleo e álcool estimulada por um catalisador. O processo é conduzido em um reator com agitação enérgica que resulta na formação de sabão, a reação é considerada completa quando retorna à sua coloração original.
A produção do biodiesel começa com o pré-tratamento da matéria-prima, ou seja, é feita uma filtragem dos óleos, seja ele alimentar ou puro. Em ambos os casos a filtragem remove contaminações sólidas e elimina o máximo de água para evitar a hidrólise, processo responsável por originar um glicerol e três moléculas de ácidos graxos.
Na segunda etapa é feita a determinação e o tratamento dos ácidos graxos livres, ou seja, a amostra de óleo puro vira a base padronizada da mistura e no óleo residual é feita uma análise para determinar a quantidade de ácidos graxos presentes na amostra. Os ácidos encontrados são esterificados e os glicerídeos são removidos através da neutralização.
Na terceira etapa são realizadas as reações, a base padronizada é adicionada lentamente a um excesso de metanol, ou etanol, e agitada até dissolver. O álcool é adicionado em excesso para aumentar o rendimento de ésteres, permitindo assim, a formação da fase do processo que separa biodiesel do glicerol.
Para a reação acontecer é utilizado um catalisador, o mais comum é a mistura com 0,5% de soda cáustica em relação ao peso do óleo. Catalisadores básicos, como o citado acima, aceleram a reação aproximadamente 4 mil vezes e são mais viáveis financeiramente do que os catalisadores ácidos.
Na quarta e última etapa, acontece a purificação do biodiesel, ou seja, é feita a remoção dos produtos gerados durante a sua fabricação. Entre eles estão: glicerina, água residual e ésteres metílicos.
Para remover as impurezas do biocombustível, uma alternativa é a lavagem com água quente. Quando o catalisador utilizado é básico, a lavagem com água acidificada o neutraliza. Os compostos líquidos podem ser separados dos ésteres por decantação e em seguida é feito o aquecimento para a secagem e a remoção da umidade.
A revolução socioeconômica e tecnológica protagonizada pela soja no Brasil, pode ser comparada ao fenômeno ocorrido com a cana de açúcar no Brasil Colônia e do café no Brasil Império. A soja responde por uma receita cambial direta para o Brasil de mais de oito bilhões de dólares anuais e muitas vezes esse valor, se considerados os benefícios que gera ao longo da sua extensa cadeia produtiva.
Quando o governo federal deu início ao Programa Nacional do Uso e Produção de Biodiesel, o foco era a mamona, mas foi a soja que ganhou espaço e chegou à liderança. Pesa contra ela, no entanto, a desvantagem de ter uma produção de óleo por hectare baixa e o fato de o biodiesel resultante ter problemas com o alto índice de iodo, o que não atende às especificações europeias.
Despeje o metanol para dentro do recipiente de plástico, utilizando o funil. Adicione a soda cáustica através do segundo funil. Coloque a parte superior do recipiente e gire até homogeneizar e dissolver.
Aqueça o óleo de soja a aproximadamente 50 graus celsius.
Despeje o óleo quente no liquidificador. Adicione os produtos químicos essenciais e misture na velocidade mais baixa por 30 minutos. Certifique-se de usar um liquidificador de segunda mão, e não aquele que você pretende usar para alimentos.
Transfira a mistura para uma garrafa de refrigerante e deixe repousar. Feche a garrafa de refrigerante bem e deixe descansar por 24 horas.
Prepare as garrafas restantes para lavagem, enquanto a mistura "assenta". Tome duas das garrafas de refrigerante e perfure um pequeno buraco (cerca de 2 mm) no canto inferior de cada um. Cubra o buraco com fita adesiva.
Despeje com cuidado a camada superior da glicerina em uma das garrafas de refrigerante vazias. Certifique-se de derramar lentamente para não misturar a glicerina e o biodiesel. Se isso acontecer, deixe a mistura "sentar" novamente até separar as duas camadas.
Adicione o biodiesel e 150 ml de água em uma das garrafas de lavagem. Tampe com força. Coloque a garrafa de lado e role sobre uma superfície plana. Você vai precisar rolar a garrafa até a água e o biodiesel misturarem completamente. Coloque a garrafa "de pé" quando terminar e, em seguida, deixar repousar por três horas.
Retire a fita adesiva da garrafa de lavagem e escoe a água. Substitua a fita adesiva quando apenas o biodiesel permanecer na garrafa.
Repita os passos 6 e 7, alternando garrafas até que você tenha lavado o biodiesel quatro vezes. Certifique-se de limpar o frasco antes de usá-lo novamente.
Permita o biodiesel secar numa garrafa aberta. Quando o biodiesel secar, ele aparecerá translúcido. Isso pode levar até cinco dias. Uma vez seco, estará pronto para uso.
A produção da soja já é uma cultura consolidada no Brasil. É improvável que sua cultura sofra avanços significativos nos próximos anos, o que torna as perspectivas para essa matéria-prima ruins no longo prazo. A presença da soja no mercado do biodiesel, no entanto, não deve ser reduzida tão cedo, uma vez que nenhuma oleaginosa até o momento apareceu em condições de ocupar significativamente o espaço dela.
A soja liderou a implantação de uma nova civilização no Brasil central, levando o progresso e o desenvolvimento para a região despovoada e desvalorizada, fazendo brotar cidades no Cerrado.
O explosivo crescimento da produção de soja no Brasil, de quase 30 vezes no transcorrer de apenas três décadas, determinou uma cadeia de mudanças sem precedentes na história do País.
Também, ela apoiou ou foi a grande responsável pela aceleração da mecanização das lavouras brasileiras; pela modernização do sistema de transportes; pela expansão da fronteira agrícola; pela profissionalização e incremento do comércio internacional; pela modificação e enriquecimento da dieta alimentar dos brasileiros; pela aceleração da urbanização do País; pela interiorização da população brasileira (excessivamente concentrada no sul, sudeste e litoral); pela tecnificação de outras culturas (destacadamente a do milho); assim como, impulsionou e interiorizou a agroindústria nacional.
Com relação à pesquisa da soja como fonte de biodiesel um dos principais aspectos positivo, apontam os pesquisadores, é que o grão tem alta capacidade de resposta a induções de mercado, no curto prazo. Se o mercado exigir a semeadura de mais um milhão de hectares a cada ano, durante os próximos 15 anos, o setor responderá tranquilamente, sem sobressaltos. Outro ponto positivo, é que na técnica da produção de biodiesel a partir da soja já é possível fazer sem a utilização do hexano, um elemento altamente poluidor (o hexano é um líquido inflamável e sem cor, derivado do petróleo. Ele é utilizado tradicionalmente para extrair triglicérides de óleos vegetais a partir da matéria-prima bruta, antes da fabricação do biodiesel). Neste caso, o ciclo de extração é fechado, ou seja, o hexano extrai o óleo da soja, depois o óleo é separado do hexano, que é utilizado novamente para extrair óleo da soja. O hexano nunca é perdido no processo.
A razão porque a soja responde pela maior parcela do óleo vegetal brasileiro tem outras causas, além das indicadas acima:
1) A soja tem uma cadeia produtiva bem estruturada, tanto antes quanto depois da porteira;
2) Dentro da porteira, a soja conta com tecnologias de produção bem definidas e modernas;
3) Existe uma ampla rede de pesquisa que assegura pronta solução de qualquer novo problema que possa aparecer na cultura;
4) É um cultivo tradicional e adaptado para produzir com igual eficiência em todo o território nacional;
5) Oferece rápido retorno do investimento: ciclo de 4 a 5 meses;
6) É dos produtos mais fáceis para vender, porque são poucos os produtores mundiais (EUA, Brasil, Argentina, China, Índia e Paraguai), pouquíssimos os exportadores (EUA, Brasil, Argentina e Paraguai), mas muitíssimos os compradores (todos os países), resultando em garantia de comercialização a preços sempre compensadores;
7) A soja pode ser armazenada por longos períodos, aguardando a melhor oportunidade para comercialização;
8) O biodiesel feito com óleo de soja não apresenta qualquer restrição para consumo em climas quentes ou frios, embora sua instabilidade oxidativa e seu alto índice de iodo inibam sua comercialização na Europa;
9) É um dos óleos mais baratos: só é mais caro do que o óleo de algodão e da gordura animal;
10) Seu óleo pode ser utilizado tanto para o consumo humano, quanto para produzir biodiesel ou para usos na indústria química e;
11) A soja produz o farelo proteico mais utilizado na formulação de rações para animais produtores de carne: responde por 69% e 94% do farelo consumido em nível mundial e em nível nacional, respectivamente.
O biodiesel é um substituto do óleo diesel de petróleo. O petróleo ficará cada vez mais caro. As razões para o aumento de preço são o esgotamento das reservas e as disputas bélicas pelas últimas reservas. O petróleo também tem sido acusado de ser o grande vilão ambiental, que está provocando as mudanças climáticas globais (nevascas, secas, inundações, degelo, furacões, tornados e ondas de frio e de calor), o que tem provocado a exigência da sociedade civil por novas formas de energia não poluentes. Porém, no curto prazo, o preço do petróleo subirá, mas o do óleo vegetal não deverá acompanhar a escalada. Logo, o biodiesel ficará, progressivamente, mais competitivo. Será o grande negócio das próximas décadas.
O etanol, também chamado de álcool etílico (C2H5OH), é uma substância pura, constituída por uma molécula formada por dois átomos de carbono, cinco de hidrogênio e um grupo hidroxila. Existem dois tipos de etanol: o anidro e o hidratado. A diferença entre ambos se deve apenas à concentração de água em sua composição. O anidro tem o teor de água equivalente a 0,5%, enquanto o hidratado apresenta teor de 5%. O processo industrial usado convencionalmente produz o etanol hidratado, que é vendido nos postos de combustíveis para ser usado em veículos automotores. Já a produção do etanol anidro requer um procedimento adicional e específico para a retirada do excesso de água.
O álcool anidro é usado para a produção de gasolina C, substância produzida a partir da mistura entre a gasolina A (a gasolina pura) e de etanol. Dessa mistura, a quantidade de álcool anidro varia de 20% a 25%. Tanto a gasolina A quanto o álcool anidro não podem ser vendidos diretamente ao consumidor final.
Uma diversidade de espécies vegetais pode ser usada para a produção de etanol. No Brasil, o material mais utilizado é a cana-de-açúcar, apresentada também como uma alternativa para a geração de eletricidade a partir do resíduo em forma de bagaço. Cada tonelada de cana-de-açúcar produz 140 kg de bagaço de cana.
O Programa Nacional do Álcool (Proálcool), lançado em 1975 pelo governo federal como estratégia para combater o choque mundial do petróleo, incentivou a plantação de cana-de-açúcar no país, espécie vegetal que encontra em solo, topografia e clima brasileiros as condições ideais para prosperar, além disso, é dentre todas as espécies vegetais aquela que apresenta maior produtividade por hectare. Segundo dados da Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil (CNA), o Brasil é o segundo maior produtor mundial de etanol, perdendo apenas para os Estados Unidos. A cana-de-açúcar é a espécie vegetal que sustenta a produção de etanol brasileiro, enquanto o etanol estadunidense é produzido a partir do milho.
Mas se, por um lado, o etanol é visto como uma alternativa para a geração de energia, por outro, é apontado por alguns como um potencial ameaça à produção de alimento por concorrer por terras com o setor agrícola. Devido a essa preocupação e às demandas cada vez mais altas por energia e alimento, tecnologias vêm sendo aprimoradas para que seja possível produzir etanol a partir de resíduos agrícolas. O etanol de segunda geração, também conhecido como etanol celulósico, é aquele produzido a partir do material rico em lignina, produto normalmente desperdiçado em forma de bagaço de cana no processo convencional de produção de etanol.
O etanol tem algumas vantagens em comparação aos combustíveis fósseis, como o fato de poluir menos. Contudo, outras etapas da cadeia produtiva do etanol devem ser levadas em conta. Um exemplo é a produção do vinhoto, ou vinhaça, um subproduto do processo de produção do etanol. Na produção de um litro de etanol, são usados 13 litros de água, dos quais 12 litros são vinhoto. Ao ser despejado nos corpos hídricos, o vinhoto torna a água imprópria para o consumo humano, além de afetar gravemente a fauna e a flora do ambiente aquático. Porém, o vinhoto pode ser usado para a produção de biogás, o que reduziria o impacto desta etapa do ciclo produtivo do etanol.
O etanol não é um produto encontrado de forma pura na natureza. Para produzi-lo, é necessário extrair o álcool de outras substâncias. A forma mais simples e comum de obtê-lo é através das moléculas de açúcar, encontradas em vegetais como cana-de açúcar, milho, beterraba, batata, trigo e mandioca. O processo que utiliza essas matérias-primas é chamado de fermentação, porém há mais duas maneiras de fazer álcool, que consiste em reações químicas controladas em laboratório.
Dentre todas as matérias-primas do etanol presentes na natureza, a cana-de-açúcar é a mais simples e produtiva, o que dá ao Brasil uma grande vantagem, visto ser esse o principal produto de extração de etanol no país. A produtividade média de geração de etanol por hectare de cana, por exemplo, é de 7500 litros, enquanto a mesma área de milho, principal matéria prima do álcool produzido por fermentação nos Estados Unidos, produz 3 mil litros do combustível.
FERMENTAÇÃO: PRINCIPAL MÉTODO
A forma mais simples e antiga, descoberta pela humanidade há milhares de anos antes de Cristo, é a fermentação. Através são dela, é o produzido o álcool utilizado para todos os fins, inclusive como combustível. Essa técnica consiste em, basicamente, adicionar ao caldo da cana-de-açúcar micro-organismos que quebram moléculas de açúcar (C6H12O6), transformando-as em duas moléculas de etanol (2 C2H5OH) mais duas moléculas de gás carbônico (2 CO2).
Nas usinas produtoras de etanol, a cana-de-açúcar passa por diversos processos, até se obter delas os álcoois anidos e hidratados.
PROCESSO DE FERMENTAÇÃO
Lavagem: A cana de açúcar, chegando às usinas em sua forma pura, é colocada em uma esteira rolante. Lá, ela é submetida a uma lavagem que retira sua poeira, areia, terra e outros tipos de impurezas. Na sequência, a cana é picada e passa por um eletroímã, que retira materiais metálicos do produto.
Moagem: Nesse processo, a cana é moída por rolos trituradores, produzindo um líquido chamado melado. Cerca de 70% do produto original viram esse caldo, enquanto os 30% da parte sólida se transforma em bagaço. Do melado, continua-se o processo de fabricação do etanol, enquanto o bagaço pode ser utilizado à geração de energia na usina.
Eliminação de impurezas: Para eliminar os resíduos presentes no melado (restos de bagaço, areia, etc.), o líquido passa por uma peneira. Em seguida, ele segue a um tanque para repousar, fazendo com que as impurezas se depositem ao fundo – processo chamado decantação. Depois de decantar, o melado puro é extraído e recebe o nome de caldo clarificado. O último processo de extração de impurezas é a esterilização, em que o caldo é aquecido para eliminar os micro-organismos presentes.
Fermentação: Após estar completamente puro, o caldo é levado a domas (tanques) no qual é misturado e eles um fermento com leveduras (fungos, sendo mais comum a levedura de Saccharomyces cerevisia). Esse microorganismos se alimentam do açúcar presente no caldo. Nesse processo, as leveduras quebram as moléculas de glicose, produzindo etanol e gás carbônico. O processo de fermentação dura diversas horas, e como resultado produz o vinho, chamado também de vinho fermentado, que possui leveduras, açúcar não fermentado e cerca de 10% de etanol.
Destilação: Estando o etanol misturado ao vinho fermentado, o próximo passo é separá-lo da mistura. Nesse processo, o líquido é colocado em colunas de destilação, nas quais ele é aquecido até se evaporar. Na evaporação, seguida da condensação (transformação em líquido), é separado o vinho do etanol. Com isso, fica pronto o álcool hidratado, usado como etanol combustível, com grau alcoólico em cerca de 96%.
Desidratação: Com o álcool hidratado preparado, basta retirar o restante de água contido nele para se fazer o álcool anidro. Essa é a etapa da desidratação, no qual podem ser utilizadas diversas técnicas. Uma delas é a desidratação, em que um solvente colocado ao álcool hidratado se mistura apenas com a água, com os dois sendo evaporados juntos. Outros sistemas, chamados peneiração molecular e evaporação, utilizam tipos especiais de peneiras que retêm apenas as moléculas da água. Após ser desidratado, surge o álcool anidro, com graduação alcoólica em cerca de 99,5%, utilizado misturado à gasolina como combustível.
Armazenamento: Nesta etapa, o etanol anidro e hidratado são armazenados em enormes tanques, até serem levados por caminhões que transportam até as distribuidoras.
Os resíduos produzidos durante toda a fabricação do etanol também podem ser aproveitados pelas indústrias. Os resíduos sólidos, como bagaço, podem ser reutilizados energeticamente como biomassa. Já o dióxido de Carbono (CO2), derivado do processo de fermentação, pode ser utilizado à produção de refrigerantes.
O álcool utilizado para outros produtos, como bebidas, cosméticos, solventes, produtos de limpeza, etc., são obtidos da mesma maneira, passando posteriormente por outros processos que o transformam no produto final.
OUTROS MÉTODOS DE OBTENÇÃO DE ETANOL
Além da fermentação, existem outros processos mais complexos de se produzir o etanol. Um deles é a hidratação do etileno (gás incolor obtido no aquecimento da hulha – tipo de carvão mineral), que consiste em uma síntese química entre as moléculas de água (H20), às moléculas do etileno (C2H4), resultando no etanol (C2H6O). Esse método, controlado em laboratório, utiliza ácidos como catalizadores, como o ácido sulfúrico (H2SO4), ou o ácido fosfórico (H3PO4), que possibilitam que a reação aconteça. Esse método não é muito utilizado no Brasil, porém estima-se que 80% do etanol produzido nos Estados Unidos seja por hidratação de etileno.
Outra possibilidade de se obter o etanol é pela redução do acetaldeído (composto orgânico de fórmula C2H4O). Também chamado de etanal, o acetaldeído possui estrutura molecular muito semelhante ao álcool etílico, diferindo apenas pela ausência da hidroxila (HO). Com a ação de um agente redutor, o acataldeído ganha um íon de hidrogênio (H+) que se liga ao oxigênio formando a hidroxila, e consequentemente, o etanol. A matéria-prima deve processo costuma ser o acetileno (gás incolor de forma C2H2), que em processo de hidratação produz o acetaldeído, que finalmente produz o etanol.
O setor sucroalcooleiro é um sistema agroindustrial basicamente estruturado em três níveis. Primeiramente, são feitas as escolhas das terras para plantação e cultivo dos canaviais ou são firmados contratos de longo prazo com produtores rurais para fornecimento da cana-de- açúcar. Posteriormente, é feita a colheita da cana-de-açúcar, a qual é levada ao processo de industrialização, com foco principal na produção de açúcar, etanol hidratado (utilizado em veículos) e anidro (destinado à mistura na gasolina), e a cogeração de energia elétrica para usinas com tecnologia recente. Ao final, é feita a comercialização desses produtos.
O setor sucroalcooleiro brasileiro, segundo dados de 2018, da União dos Produtores de Bioenergia apresenta 411 usinas sucroalcooleiras espalhadas pelo país, estando a maior parte concentrada no estado de São Paulo (172), seguido por Minas Gerais (42) e Goiás (38). Os principais estados produtores de etanol no Brasil, por região, são os seguintes: São Paulo (Sudeste), Goiás (Centro-Oeste), Paraná (Sul) e Paraíba (Norte e Nordeste) que, juntos, são responsáveis por cerca de 70% da produção nacional do etanol. Dentre esses, destacam-se os estados de São Paulo, que produz 47,4% da produção nacional, e Goiás, que passou a ocupar o segundo lugar no ranking em produção de etanol no país, com 16,5% do total de etanol produzido no Brasil (UNICA, 2018).
A área plantada de cana-de-açúcar, segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB, 2018), para a safra 2017/2018, foi de 8,73 milhões de hectares, sendo mais de 50% dessa área plantada e cultivada no estado de São Paulo.
Assim sendo, entre os principais fatos que explicam o aumento da demanda do etanol e a sua importância no mercado, se destaca a necessidade de substituição do petróleo e adesão aos biocombustíveis. A importância desse mercado pode ser observada no crescimento da demanda de combustíveis alternativos e renováveis no Brasil e no mundo, bem como na consolidação da produção e exportação do açúcar brasileiro.
Diante disso, pela elevação das contas de importação provenientes do petróleo e com o objetivo de baixar sua demanda, o governo brasileiro encontrou no etanol a alternativa de crescimento com um combustível renovável e produzido inteiramente no país.
Com esse quadro favorável, a produção do etanol cresceu 49% nas usinas do Centro Sul do país na safra 2018/2019, na comparação com a 2017/2018.
Com preços mais atraentes que os do açúcar, a produção de etanol hidratado, utilizado em veículos chamados “flex”, cresceu muito, beneficiando o setor industrial, os proprietários dos carros movidos pelo combustível e o próprio meio ambiente.
Na safra 2018/2019, até outubro de 2018, haviam sido processadas 483,56 milhões de toneladas de cana, volume 3,54% menor que 501,3 milhões de toneladas industrializadas no mesmo período da safra passada.
A redução do processo de industrialização da cana se deveu à estiagem que atingiu a cultura e poderia se acentuar ainda mais, até muitas das usinas encerrarem o processo de moagem desta safra.
O Brasil e os Estados Unidos estão no topo da lista dos maiores produtores de etanol do mundo. Para se ter ideia, cerca de 90% da oferta mundial é originária desses dois países. Ao longo das últimas décadas, o Brasil tem sido visto como referência mundial na produção sustentável e eficiente do biocombustível, utilizando como matéria-prima a cana-de-açúcar.
Porém, a liderança na geração deste biocombustível é dos Estados Unidos. No entanto, diferentemente do Brasil, eles produzem etanol tendo como matéria-prima o milho. Além desses dois líderes, são referência na fabricação do álcool países como o Canadá, que faz uso do trigo e do milho; a China, utilizando mandioca, sorgo e milho; a Índia, usando cana-de-açúcar; e a Colômbia, que também produz com cana-de-açúcar.
O uso do etanol é extremamente estratégico, pois é eficiente no resultado e, ao mesmo tempo, ambientalmente viável e sustentável, afinal, é possível produzir etanol com diferentes matérias-primas (milho, cevada, trigo, cana-de-açúcar, etc.). Utilizar o etanol como biocombustível reflete diretamente e de forma imediata na redução da emissão de gases de efeito estufa dos veículos automotores em circulação. Ao comparar com a gasolina, o percentual de redução pode chegar a 61%.
Referências
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PROJETO Unidade Piloto de Teresina. Tecbio Tecnologias Bioenergéticas.
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT000fbl290nv02wx5eo0sawqe3ho6o476.html