Prof. Dr. Marcos Baroncini Proença

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1 Prof. Dr. Marcos Baroncini Proença

2 Cenário energético no Mundo Segundo o IEO (International Energy Outlook) 2009, publicado pelo departamento de Energia dos Estados Unidos da América, a previsão de consumo de energia para o ano de 2030 será de 678 quatrilhões de Btu. Os países em desenvolvimento, em especial Brasil, Rússia, Índia e China, serão responsáveis por dois terços desta demanda. Dentro desta demanda há, conforme mostra a figura abaixo, a expressiva participação das Indústrias e dos transportes.

3 Cenário Energético no Brasil A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) prevê que, dentro desta demanda de energia no Brasil, haverá um aumento na participação do setor de transportes para 34%.

4 Cenário Energético no Brasil O setor de transportes, que tem como característica própria a elevada demanda de combustíveis fósseis, o Óleo Diesel é o mais utilizado no Brasil. Dados preliminares do Balanço Energético Nacional (BEN 2009) indicam que a demanda de Óleo Diesel tem sido responsável por metade deste consumo.

5 Biodiesel no Cenário Energético do Brasil Apesar de ter alcançado em 2006 a autossuficiência na produção de petróleo e derivados, o Brasil é um tradicional importador de Óleo Diesel, pois sua demanda vem sendo maior que a produção. Segundo o Anuário Estatístico da Agência Nacional do Petróleo (ANP), o Óleo Diesel é responsável por 43,5% do montante do dispêndio de importação de derivados do petróleo. Esse montante deverá se manter para os próximos anos, principalmente em função da tendência do crescimento da produção e venda de equipamentos com motores do Ciclo Diesel, como mostra o gráfico abaixo.

6 Biodiesel no Cenário Energético do Brasil Esse contexto levou a Presidência da República a instituir, em julho de 2003, um grupo de trabalho Interministerial encarregado de apresentar estudos sobre a viabilidade da utilização do biodiesel como alternativa energética para o transporte. Como resultado deste estudo, em 6 de dezembro de 2004 foi instituído o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB), como ação estratégica e prioritária para o Brasil. O Art. 2 o do Decreto nº 5.297, de 6 de dezembro de 2004 instituiu o selo "Combustível Social", que será concedido ao produtor de biodiesel que: I - promover a inclusão social dos agricultores familiares enquadrados no Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar - PRONAF, que lhe forneçam matéria-prima; e II - comprovar regularidade perante o Sistema de Cadastramento Unificado de Fornecedores - SICAF. Em 13 de janeiro de 2005, a Lei n estabeleceu a obrigatoriedade de adição de um percentual mínimo de Biodiesel ao Óleo Diesel comercializado no Território Nacional, com a meta de atingir 5% em Com isso foi criada a oportunidade de desenvolvimento de um novo mercado no Brasil. A cadeia de produção e consumo do biodiesel.

7 Biodiesel no Cenário Energético do Brasil De acordo com os dados do Boletim Mensal dos Combustíveis Renováveis do Ministério de Minas e energia (MME), em maio de 2010, a produção alcançou 202 milhões de litros e a capacidade instalada totalizou 333 milhões de litros/mês (4,0 bilhões de litros anuais). Dessa capacidade, 82% são referentes às empresas detentoras do Selo Combustível Social. No acumulado no ano, entre janeiro e maio, a produção atingiu 926 milhões de litros, contra 512 no mesmo período de 2009, com aumento de 81%.

8 Matérias Primas para produção do Biodiesel O Brasil é um país que por sua extensa área geográfica, clima tropical e subtropical favorece uma ampla diversidade de matériasprimas para a produção de biodiesel. Destacam-se, dentre as principais matériasprimas cotejadas para o biodiesel, as oleaginosas, como o algodão, amendoim, dendê, girassol, mamona, pinhão manso e soja. São também consideradas matérias-primas para biocombustíveis os óleos de descarte, gorduras animais e óleos já utilizados em frituras de alimentos.

9 Matérias Primas para produção do Biodiesel Até o momento é relevante a participação do óleo de soja na fabricação do biodiesel, seguida pela gordura animal e pelo óleo de algodão, conforme figura abaixo.

10 Processo de Produção do Biodiesel O biodiesel é obtido através do processo de transesterificação, o qual envolve a reação do óleo vegetal (obtido através do processamento / esmagamento de uma oleaginosa),com um álcool, utilizando como catalisador a soda cáustica. O resultado dessa reação é um éster (biodiesel), e o seu principal subproduto é a glicerina. Fonte: Adaptação de ANP (2005)

11 Reação de Transesterificação Para o processo de transesterificação de óleos vegetais para obtenção de biodiesel, devemos reagir álcool e óleo. Os álcoois mais utilizados são o metílico e o etílico e são conhecidas duas rotas de transesterificação, a ácida e a básica. Para a ácida, o ácido mais utilizado é o sulfúrico e na básica o hidróxido de sódio e o hidróxido de potássio Como vantagens para a catálise básica têm: Maior rendimento; Menor tempo de reação; Eliminação de acidez no produto final.

12 Mecanismo da Reação de Transesterificação A reação de transesterificação ocorre em três etapas, pois o óleo é formado por moléculas de triglicerídeo e o álcool ataca cada um dos glicerídeos, necessitando de três moléculas de álcool para uma de óleo. A reação global de transesterificação é mostrada na figura abaixo. O grande inconveniente desta reação é a formação de glicerol. Mesmo a temperatura ambiente, a reação catalisada por base avança rapidamente, enquanto as reações catalisadas por ácido comumente requerem temperaturas acima de 100 ºC. H 2 2 C HC H C O-CO-R1 O-CO-R2 O-CO-R R - OH H 2 C H C HC 2 OH OH OH + R- COO-R1 + R- C OO-R2 + R- COO-R3

13 Mecanismo da Reação de Transesterificação Base Alcalina Resumidamente, na reação via catálise básica, os hidróxidos são dissolvidos em álcool para formar os álcóxidos, que então irão reagir com a molécula de triglicerídeo. Na primeira etapa ocorre a reação da base com o álcool, a base retira o próton do álcool gerando o alcóxido. O ataque nucleofílico do alcóxido ao grupo carbonila do triglicerídeo gera um intermediário tetraédrico, que se decompõe levando à formação do alquil éster do ânion de diglicerídeo correspondente. A posterior desprotonação do catalisador, regenera a espécie ativa, que é agora capaz de reagir com uma outra molécula de álcool.

14 Mecanismo da Reação de Transesterificação Base Alcalina O fato da reação de transesterificação ser reversível é um problema prático que deve ser contornado para se atingir rendimentos elevados. Dois procedimentos podem ser utilizados. Um é a retirada do glicerol a medida em que este se forma, e o outro é utilização de um excesso de álcool. A segunda alternativa é normalmente adotada industrialmente, por ser de implementação mais simples.

15 Características do Biodiesel Segundo a Resolução N7/2008 da ANP, as especificações do biodiesel, para ser comercializado no território Nacional, seriam:

16 Características do Biodiesel Teor de éster (%massa) (kg/m 3 ) Glicerol livre (%massa) Glicerol Total (%massa) 96, ,02 0,25

17 Etapas na Produção do Biodiesel A produção industrial do biodiesel segue as seguintes etapas

18 Glicerina

19 Biodiesel e o Efeito Estufa ,8-20 Emissão (%) , ,3-55, , CO HC Particulados NOx Ar tóxico Mutagenicidade CO2

20 Considerações Finais sobre o Biodiesel

21 Produção em Laboratório Primeiro faz-se uma dissolução de 1,0g de NaOH no etanol (100 ml) ao mesmo tempo que se evapora água residual do óleo usado (300 ml) a uma temperatura de 60 C. Posteriormente adicionase o óleo ao alcóxido gerado, promovendo uma agitação o mais forte possível por uma hora. Após isso adiciona-se água e deixa decantar por 24horas em funil de separação

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