Impactos ambientais das emissões dos motores

Os impactos ambientais das emissões são um aspecto importante referente ao uso de qualquer combustível, pois estão diretamente associados aos danos que podem ser provocados ao meio ambiente e à saúde humana em decorrência do seu uso, principalmente nos centros urbanos densamente habitados (PARENTE, 2003).

No caso do óleo diesel, os impactos ambientais das emissões estão relacionados principalmente com o teor de enxofre e de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos presentes no combustível. A queima incompleta de combustível também provoca a emissão de poluentes como material particulado, monóxido de carbono, e frações não queimadas hidrocarbonetos, de modo que combustibilidade também influencia diretamente na emissão de poluentes resultantes da queima de um determinado combustível (PARENTE, 2003).

O uso do biodiesel como substituto total ou parcial do óleo diesel pode reduzir significativamente a emissão de poluentes atmosféricos nos grandes centros urbanos.

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Utilizando como referência o biodiesel produzido a partir do óleo de soja, a U. S. Environmental Protection Agency (EPA) realizou uma série de ensaios para medir a variação percentual na emissão de poluentes atmosféricos pelos tubos de escapamento dos veículos diesel em função da adição de diferentes percentuais de biodiesel (em volume) ao óleo diesel mineral. Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 3.3.

Tabela 3.3 - Variação na emissão de poluentes atmosféricos para diferentes misturas de biodiesel e óleo diesel

B2 B5 B20 B100 CO -1,0% -3,0% -12,0% -48,0% HC -2,0% -5,0% -20,0% -67,0% NOx 0,2% 0,5% 2,0% 10,0% MP -1,0% -3,0% -12,0% -47,0% SOx -2,0% -5,0% -20,0% -100,0% Fonte: EPA, 2002.

Conforme apresentado na Tabela 3.3, a substituição total do óleo diesel mineral pelo biodiesel (B100) reduz em 67% a emissão de hidrocarbonetos totais (HC), em 47% emissão de materiais particulados (MP), em 48% a emissão de monóxido de carbono (CO) e em 100% a emissão de óxidos de enxofre (SOx). Em contrapartida, a substituição total do óleo diesel

mineral pelo biodiesel provoca um aumento de 10% nas emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) (EPA, 2002).

Ainda de acordo com a Tabela 3.3, quando o percentual da mistura é de 5% de biodiesel e 95% de óleo diesel mineral (B5), é observada uma redução de 5% na emissão de hidrocarbonetos totais (HC), de 3% na emissão de materiais particulados (MP), de 3% na emissão de monóxido de carbono e de 5% na emissão de óxidos de enxofre (SOx). Neste caso,

o aumento observado na emissão de óxidos de nitrogênio (NOx) é de 0,5% (EPA, 2002).

A presença de quantidades elevadas de enxofre no óleo diesel brasileiro é um fator extremamente negativo do ponto de vista da emissão de poluentes atmosféricos nos grandes centros urbanos, pois os óxidos de enxofre (SOx) resultantes da combustão desse elemento são

altamente tóxicos à saúde humana e, ao entrarem em contato com o vapor d’água, formam ácidos que corroem as partes metálicas do motor e provocam chuva ácida. Em virtude desses problemas, a introdução do óleo diesel com teores reduzidos de enxofre é uma estratégia

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necessária para reduzir o nível de poluição do ar nas grandes regiões metropolitanas. Por ser uma substância naturalmente livre de enxofre, o uso do biodiesel puro (B100) reduz em praticamente 100% a emissão de óxidos de enxofre (SOx) decorrentes da queima do óleo

diesel mineral (PARENTE, 2003).

Além disso, o biodiesel é uma substância naturalmente isenta de metais, e dos 21 compostos hidrocarbônicos tóxicos cujas emissões possuem ação cancerígena e causam danos graves à saúde humana, sete possuem a presença metais e não estão presentes no biodiesel. O biodiesel também é isento de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (EPA, 2002).

Lascala (2011) aponta que o uso do óleo diesel no transporte público da Região Metropolitana de São Paulo está associado a externalidades negativas relacionadas aos problemas de saúde decorrentes da poluição do ar.

Ao reduzir as emissões de poluentes atmosféricos e promover a melhoria da qualidade do ar nas grandes cidades, o uso do biodiesel pode evitar a ocorrência de custos de diversas ordens, principalmente aqueles relacionados à saúde pública (GTI, 2003).

A Tabela 3.4 apresenta uma estimativa dos custos que podem ser evitados com a redução da poluição nas grandes cidades brasileiras em função do uso do biodiesel no Brasil, feita pelo Ministério do Meio Ambiente em conjunto com Ministério das Cidades. De acordo com essa estimativa, a poluição evitada com o uso do B5 é capaz de promover uma economia anual para o país da ordem de R$ 75,6 milhões. Considerando apenas as dez principais cidades brasileiras, a economia estimada com o uso do B5 é da ordem de R$ 5,9 milhões por ano (GTI, 2003).

Tabela 3.4 - Custos da poluição que podem ser evitados com o uso do biodiesel no Brasil (R$ milhões / ano)

Mistura Dez principais cidades

(106 R$ / ano) Brasil (106 R$ / ano) B2 5,9 27,3 B5 16,4 75,6 B10 65,5 302,3 B100 191,9 812,8 Fonte: GTI, 2003

Entretanto, apesar de reduzir significativamente a emissão de MP, CO, HC e SOx, o aumento

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nos grandes centros urbanos.). As altas temperaturas alcançadas no interior da câmara de combustão dos motores diesel fazem com que o nitrogênio (N2) e o oxigênio (O2) presentes

no ar reajam formando NOx. O uso do biodiesel tem influencia nas temperaturas alcançadas

na câmara de combustão, provocando um aumento na formação de NOx. É necessário o uso

de catalisadores para redução dessas emissões (HOEKMAN; ROBBINS, 2012).

De acordo com a Cetesb, os veículos movidos a óleo diesel foram responsáveis por 82% da emissão total de NOx observada na Região Metropolitana de São Paulo no ano de 2008. Os

NOx, na presença de radiação solar, são percursores do ozônio troposférico, provocando um

fenômeno conhecido como smog fotoquímico. Segundo a Cetesb, o ozônio troposférico é o poluente que vem apresentando os piores índices de qualidade do ar na Região Metropolitana de São Paulo nos últimos anos, contribuindo significativamente com o problema da qualidade do ar nesse região (CETESB, 2009). As estações de medição da Cetesb indicam frequentes ultrapassagens desta concentração de ozônio, não apenas na Região Metropolitana de São Paulo, mas também no interior do estado, o que fez com que a Cetesb introduzisse o programa de controle de Capacidade de Suporte do Meio. O aumento da emissão de NOx decorrente do

uso do biodiesel pode agravar ainda mais essa situação.

Makareviciene e Janulis (2003), ao compararem a emissão de poluentes atmosféricos decorrentes da queima de ésteres etílicos e metílicos de óleo de colza em motor Diesel, concluíram que a queima dos ésteres etílicos emite menos NOx, menos CO e reduz a

densidade da fumaça emitida, entretanto, aumenta a emissão de HC.

Além de reduzir significativamente a emissão de poluentes atmosféricos nos grandes centros urbanos, com exceção dos NOx, o uso do biodiesel também pode contribuir com a redução na

emissão de gases de efeito estufa na atmosfera, uma vez que parte do CO2 emitido na durante

a combustão do biodiesel é absorvido através da fotossíntese que ocorre durante a etapa de cultivo das espécies oleaginosas que darão origem ao biodiesel (GTI, 2003).

A redução global da emissão de CO2 equivalente que pode ser alcançada através da

substituição do óleo diesel mineral pelo biodiesel depende de todo ciclo de vida envolvido na sua produção, desde a etapa de cultivo das espécies oleaginosas que são utilizadas como matéria prima até o uso do biodiesel pelo consumidor final. Dessa forma, o tipo de espécie oleaginosa utilizada na produção do biodiesel e o seu sistema de produção interferem

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diretamente no potencial de redução de gases de efeito estufa que pode ser alcançado com uso do biodiesel (GTI, 2003).

De acordo com estimativas da Associação Brasileira de Óleos Vegetais (ABIOVE), cada tonelada de biodiesel produzido no Brasil pode evitar a emissão de 2,5 toneladas de CO2

equivalente.A substituição de 5% do óleo diesel mineral consumido anualmente no Brasil por biodiesel representa uma demanda de aproximadamente 2,4 bilhões de litros de biodiesel por ano, o que equivale a cerca de 2,04 milhões de toneladas anuais, considerando que o biodiesel possui uma densidade média de 0,85 kg/l. Dessa forma, considerando a redução de CO2

equivalente estimada pela ABIOVE, somente o volume de biodiesel destinado a atender o uso do B5 em nível nacional representa uma redução de aproximadamente 5,1 milhões de toneladas de CO2 equivalente por ano (FERRES, 2003).