Energias renováveis – biocombustíveis

Os combustíveis sempre estiveram presentes nas comunidades de todo o mundo, quer sejam eles em estado líquido, sólido ou gasoso. Apesar da histórica utilização dos combustíveis, foi somente a partir do final do século XIX que este tipo de material recebeu atenção especial no que diz respeito à sua utilização em motores de combustão interna. Também foi nesse período que Rudolf Diesel começou a experimentar prováveis combustíveis para funcionamento do seu motor de ignição por compressão (MA e HANNA, 1999). Rudolf utilizou óleo de amendoim para demonstrar o funcionamento do seu motor na

Paris Exposition em 1900. O motor funcionou exatamente como outras máquinas abastecidas

com petróleo (KNOTHE et al., 2005). Entretanto, verificou-se que os óleos vegetais apresentavam algumas limitações quando utilizados como combustíveis em motores de

ignição por compressão. Por exemplo, a elevada viscosidade e a baixa inflamabilidade causavam acúmulo de material oleoso nos bicos de injeção, com consequente entupimento dos mesmos. A queima incompleta do combustível também causava depósitos de carvão na câmara de combustão. Todos esses problemas resultavam em uma baixa potência do motor. Além disso, durante a queima do óleo ocorre liberação de um composto altamente tóxico que é a acroleína: um acetaldeído produzido na queima da porção glicérica dos glicerídeos, que, se lançado em quantidades muito elevadas na atmosfera, pode levar a complicações do sistema respiratório dos seres vivos, bem como induzir o estresse oxidativo na mitocôndria, causando traumas no sistema nervoso central e doenças neurodegenerativas (LUO e SHI, 2005).

O motor desenvolvido por Rudolf foi capitalizado pela indústria de petróleo, que passou a usar uma das frações de destilação do petróleo que apresentava menor viscosidade e maior inflamabilidade que os óleos vegetais e mais barato que os outros combustíveis. Essa fração foi denominada "Óleo diesel". Estes fatores levaram o petróleo ao centro das pesquisas e o mundo passou então a usar tais destilados como combustível para motores de combustão interna. Com o tempo, os óleos vegetais foram abandonados como combustíveis. Mesmo assim, Rudolf Diesel acreditava que, futuramente, os problemas técnicos de óleos vegetais como combustíveis seriam resolvidos e tornar-se-ia possível utilizá-los em motores de combustão interna (KNOTHE et al., 2005).

O petróleo, que é uma mistura de hidrocarbonetos, embora extraído de depósitos no subsolo, foi formado ao longo de milênios, a partir da decomposição de matéria orgânica (ALAJBEG et al., 2000). Em regiões mais antigas da Terra, estas formações são mais incidentes ou, pelo menos, mais exploradas e conhecidas. Embora a cada dia se descubram novos poços de petróleo em todo o mundo, não se pode negar o fato de que são reservas fósseis e que são esgotáveis. Ter uma matriz energética fundamentada em uma fonte não renovável, como é o caso da maior parte dos países do mundo, é, no mínimo, instável e inseguro por questões geopolíticas. Esta afirmação se baseia na história de guerras e conflitos mundiais. Retrato disso são as históricas crises do petróleo que ocorrem desde 1973 (Figura 1).

Em momentos de crise do petróleo sempre se ventilou a possibilidade do uso de combustíveis alternativos e oriundos de fontes renováveis. Na década de 70, quando ocorreu uma dessas crises, o Brasil lançou programas que visavam à auto-suficiência energética nacional. Nessa ocasião foi que nasceu o Programa Nacional do Álcool - PROÁLCOOL com intuito de adotar o álcool etílico como combustível veicular, substituindo a gasolina. A Figura 1 apresenta a linha do tempo da produção e utilização dos combustíveis no Brasil, desde o 1º

Choque do petróleo até a transferência da competência sobre a regulação do etanol, do Ministério da Agricultura e Pecuária (MAPA) para a Agência Nacional de Petróleo, Combustíveis e Biocombustíveis (ANP), em 2011. Embora a produção nacional de veículos movidos a álcool tenha caído de 92,17% em 1985 para 0,87% em 2001 (CINTRA et al., 2005), não se pode negar o fato de que o álcool é um combustível convencional e que participa ativamente da matriz energética brasileira. Vale ressaltar parte da gasolina utilizada hoje, de 19 a 25% (v/v), é na verdade, álcool etílico (AGÊNCIA..., 2010).

Figura 1 - Histórico da produção e utilização dos combustíveis desde o 1º Choque do petróleo até a competência sobre o etanol passar para a ANP em 2011.

Fonte: Agência, (2010)

Não apenas o álcool foi alvo de pesquisas de desenvolvimento de combustíveis renováveis, mas também os óleos vegetais. Entretanto, como já exposto, haviam muitos problemas com sua utilização e, naquele contexto, era economicamente inviável dispor recursos para solucioná-los, pois as soluções sugeridas até então, eram um tanto ineficientes

ou acarretavam outros problemas. Somente a partir dos anos 80, após a 2ª crise do petróleo (Figura 1), realmente intensificou-se o estudo de processos que viabilizassem o uso dos óleos vegetais como fonte de energia. Essa intensificação se deu mais por questões estratégicas, em relação à esgotabilidade das reservas mundiais de petróleo, que por necessidades circunstanciais (FREITAS, 2005). Na atualidade, os óleos e gorduras são vertentes da biomassa, considerados adequados e disponíveis para a consolidação de programas de energia renovável. Os óleos vegetais agregam a vantagem de representarem uma alternativa para a geração descentralizada de energia. Isso provoca um impacto social positivo, pois pode fortalecer as economias regionais através da agricultura familiar e corporativa. A industrialização descentralizada das matérias-primas regionais pode, ainda, viabilizar uma uniformidade do ônus energético (PARENTE et al., 2003).

As pesquisas com óleos vegetais se desenvolveram no sentido de superar as limitações dos valores de viscosidade e inflamabilidade. Sugeriu-se, como opção para modificação do óleo, o craqueamento catalítico, a emulsificação do óleo, o craqueamento térmico ou pirólise e, por fim, a transformação química – transesterificação, ou seja, a reação do óleo com álcool de modo a resultar numa mistura de ésteres e glicerina (PARENTE, 1993).

Muitas vias foram experimentadas para superar as limitações de uso dos óleos vegetais, mas a que apresentou melhores resultados técnicos e econômicos foi a transesterificação, que como principal produto final forma uma mistura de ésteres que foi então denominada Biodiesel.