sexta-feira, 7 de janeiro de 2011

Biodiesel 2° Edição








Vantagens x desvantagens

Prós e contras na produção e no uso do biodiesel:

As vantagens do biodiesel
  • É energia renovável. As terras cultiváveis podem produzir uma enorme variedade de oleaginosas como fonte de matéria-prima para o biodiesel.
  • É constituído por carbono neutro, ou seja, o combustível tem origem renovável ao invés da fóssil. Desta forma, sua obtenção e queima não contribuem para o aumento das emissões de CO2 na atmosfera, zerando assim o balanço de massa entre emissão de gases dos veículos e absorção dos mesmos pelas plantas.
  • Possui um alto ponto de fulgor, conferindo ao biodiesel manuseio e armazenamento mais seguros.
  • Apresenta excelente lubricidade, fato que vem ganhando importância com o advento do petrodiesel de baixo teor de enxofre, cuja lubricidade é parcialmente perdida durante o processo de produção.
  • Contribui para a geração de empregos no setor primário. Com isso, evita o êxodo do trabalhador no campo, reduzindo o inchaço das grandes cidades e favorecendo o ciclo da economia autossustentável essencial para a autonomia do país.
  • Com a incidência de petróleo em poços cada vez mais profundos, muito dinheiro esta sendo gasto na sua prospecção e extração, o que torna cada vez mais onerosa a exploração e refino das riquezas naturais do subsolo, havendo então a necessidade de se explorar os recursos da superfície, abrindo assim um novo nicho de mercado, e uma nova oportunidade de uma aposta estratégica no sector primário.
  • Nenhuma modificação nos atuais motores do tipo ciclo diesel faz-se necessária para misturas de biodiesel com diesel de até 20%, sendo que percentuais acima de 20% requerem avaliações mais elaboradas do desempenho do motor.
Desvantagens na utilização do biodiesel
  • Não se sabe ao certo como o mercado irá assimilar a grande quantidade de glicerina obtida como subproduto da produção do biodiesel (entre 5 e 10% do produto bruto). A queima parcial da glicerina gera acroleína, produto suspeito de ser cancerígeno.
  • No Brasil e na Ásia, lavouras de soja e dendê, cujos óleos são fontes potencialmente importantes de biodiesel, estão invadindo florestas tropicais que são importantes bolsões de biodiversidade. Muitas espécies poderão deixar de existir em consequência do avanço das áreas agrícolas, entre as espécies, podemos citar o orangotango ou o rinoceronte-de-sumatra. Embora no Brasil, muitas lavouras não serem ainda utilizadas para a produção de biodiesel, essa preocupação deve ser considerada. Tais efeitos nocivos poderão ser combatidos pela efetivação do zoneamento agro-ecológico proposto pelo Governo Federal.
  • A produção intensiva da matéria-prima de origem vegetal leva a um esgotamento das capacidades do solo, o que pode ocasionar a destruição da fauna e flora, aumentando portanto o risco de erradicação de espécies e o possível aparecimento de novos parasitas, como o parasita causador da Malária.
  • O balanço de CO2 do biodiesel não é neutro, mesmo sendo inúmeras vezes menos emissor de CO2 que o diesel de petróleo, se for levado em conta a energia necessária à sua produção, mesmo que as plantas busquem o carbono à atmosfera: é preciso ter em conta a energia necessária para a produção de adubos, para a locomoção das máquinas agrícolas, para a irrigação, para o armazenamento e transporte dos produtos.
  • Cogita-se a que poderá haver uma subida nos preços dos alimentos, ocasionada pelo aumento da demanda de matéria-prima para a produção de biodiesel. Como exemplo, pode-se citar alguns fatos ocorridos em Portugal, no início de Julho de 2007, quando o milho era vendido a 200 euros por tonelada (152 em Julho de 2006), a cevada a 187 (contra 127), o trigo a 202 (137 em Julho de 2006) e o bagaço de soja a 234 (contra 178). O uso de algas como fonte de matéria-prima para a produção do biodiesel poderia poupar as terras férteis e a água doce destinadas à produção de alimentos.

Aplicações

O biodiesel pode ser usado na forma pura (B100) ou pode ser misturado ao diesel de petróleo em qualquer concentração, na maioria das bombas de injecção de motores diesel. Novos extremos de alta pressão (29.000 psi) de motores ferroviários comuns tem limites estritos de fábrica a B5 ou B20, dependendo do fabricante. Biodiesel tem propriedades solventes diferentes do petrodiesel, e irá degradar juntas e mangueiras de borracha natural em veículos (principalmente os veículos fabricados antes de 1992), embora estes tendam a desgastar-se, naturalmente, e provavelmente já terem sido substituídos com o elastômero FKM, que é não reativo para biodiesel. Biodiesel tem sido conhecido para quebrar os depósitos de resíduos nas linhas de combustível, onde tem sido utilizada petrodiesel. Como resultado, filtros de combustível pode ficar entupidos com partículas se uma rápida transição para o biodiesel puro é feita. Portanto, é recomendável mudar os filtros de combustível em motores e geradores de calor logo após a primeira mudança para uma mistura do biodiesel.
Tem havido o desenvolvimento de componentes polímeros e elastômeros, incluindo mangueiras, conexões e juntas, de formulações resistentes a diversos biocombustíveis, incluindo biodiesel.
São estudados e fomentados também o uso extensivo de biodiesel em embarcações, desde barcos recreativos até como aditivo em embarcações de grande porte.

Distribuição

Desde a promulgação Ato da Política de Energia de 2005, o uso do biodiesel tem aumentado nos Estados Unidos. Na Europa, o Obrigação de Combustível Renovável de Transporte obriga os fornecedores a incluir 5% de combustíveis renováveis em todos os combustíveis para transportes vendidos na UE até 2010. Para combustível diesel rodoviário, isso significa efetivamente 5% de biodiesel.

Aceitação para uso pelos fabricantes de veículos

Em 2005, a Chrysler (então parte da DaimlerChrysler) lançou o Jeep Liberty CRD a diesel para o mercado americano, com misturas de 5% de biodiesel, indicando pelo menos parcial aceitação do biodiesel como um aditivo aceitável para combustível diesel. Em 2007, a DaimlerChrysler indicou a intenção de aumentar a cobertura da garantia de qualidade para misturas de biodiesel a 20% se a qualidade de biocombustíveis nos Estados Unidos puder ser padronizada.
A partir de 2004, a cidade de Halifax, Nova Escócia decidiu actualizar o seu sistema de ônibus para permitir que a frota de ônibus da cidade fosse ser movida inteiramente por um biodiesel baseado em óleo de peixe. Isso fez com a cidade considerar algumas questões mecânicas iniciais, mas depois de vários anos de aperfeiçoamentos, a frota inteira tivesse sido convertida com sucesso.
Em 2007, a McDonalds do Reino Unido anunciou que iria começar a produzir biodiesel a partir do óleo residual de frituras, subproduto dos seus restaurantes. Este combustível seria usado para abastecer sua frota.

Uso ferroviário

A companhia Train Operating Company Virgin Trains britânica alegou ter o primeiro funcionamento de trem do mundo a biodiesel, que foi convertido para rodar com 80% petrodiesel e apenas 20% de biodiesel, e afirma-se que vai economizar 14% em emissões diretas.
O Royal Train completou em 15 de setembro de 2007 sua primeira viagem sempre funcionando com 100% de biodiesel fornecido pela Green Fuels Ltd. Sua Alteza Real, o Príncipe de Gales, e o diretor da Green Fuels, James Hygate, foram os primeiros passageiros em um trem alimentado inteiramente com combustível biodiesel. Desde 2007 o Royal Train tem operado com êxito em B100 (100% de biodiesel).
Da mesma forma, a linha ferroviária curta estatal em Eastern Washington executou um teste de uma mistura de biodiesel a 25%/petrodiesel a 75% durante o verão de 2008, com aquisição de combustível a partir de um produtor de biodiesel situado ao longo da ferrovia. O trem será movido por biodiesel produzido, em parte, de canola cultivada em regiões agrícolas através do qual a linha circula.
Também em 2007 a Disneyland começou a fazer rodar os trens do parque em misturas de biodiesel B98 (98% biodiesel). O programa foi interrompido em 2008 devido a problemas de armazenamento, mas em janeiro de 2009 foi anunciado que o parque teria, então, todos os trens rodando com biodiesel fabricado a partir de seus próprios óleos alimentares usados, sendo uma alteração dos trens movido por biodiesel à base de óleo de soja.

Uso aeronáutico

Um vôo de teste foi realizado por um avião a jato tcheco completamente movido por biodiesel. Outros vôos recentes tem utilizado biocombustíveis, incluindo biodiesel modificado como combustível com características específicas para jato, com vistas a também neste setor dispor-se de combustíveis renováveis.

Como um óleo para aquecimento

Biodiesel pode também ser usado como combustível em caldeiras de aquecimento doméstico (calefação) e comercial, uma mistura de óleo para aquecimento e biocombustível que é padronizada e tributados de forma ligeiramente diferente do combustível para motores diesel utilizado para o transporte. Às vezes, é conhecido como "bioheat", sendo que este nome é uma marca registada da National Biodiesel Board (NBB) e o National Oilheat Research Alliance (NORA) nos E.U.A. e e Columbia Fuels, no Canadá. Biodiesel para aquecimento está disponível em várias misturas, até 20% de biocombustível é considerado aceitável para uso nas fornalhas existentes, sem modificações.
Antigos queimadores podem conter componentes de borracha que seriam afetados pelas propriedades solventes do biodiesel, mas caso contrário podem queimar biodiesel sem qualquer conversão necessária. Cuidados devem ser tomados em primeiro lugar, no entanto, dado que resinas residuais deixados por petrodiesel serão liberadas e podem obstruir as tubulações de combustível e a substituição do filtro de filtragem rápida é necessária. Outra abordagem é começar a utilizar biodiesel em mistura, e diminuindo a proporção de petróleo ao longo do tempo pode permitir que as resinas saiam de forma mais gradual e com menos probabilidade de causar entupimento. Graças às suas fortes propriedades solventes, no entanto, o queimador é limpo e geralmente se torna mais eficiente. Pesquisas técnicas descrevem testes em laboratório e campo projetos com biodiesel puro e misturas de biodiesel como combustível para aquecimento de caldeiras de óleo. Durante a Biodiesel Expo 2006, no Reino Unido, Andrew J. Robertson apresentou sua pesquisa sobre biodiesel como óleo de aquecimento em artigo técnico e sugeriu que o biodiesel B20 pode reduzir as emissões de CO2casa do Reino Unido em 1,5 milhão de toneladas por ano.
Uma lei aprovada em Massachusetts pelo governador Deval Patrick exige que todos os aquecimentos domésticos a diesel nesse estado passem a ser abastecidos com biocombustíveis de 2% até 01 de julho de 2010, e 5% de biocombustíveis até 2013.

Antecedentes históricos

A transesterificação de um óleo vegetal foi realizado primeiramente em 1853 pelos cientistas E. Duffy e J. Patrick, muitos anos antes do primeiro motor diesel torner-se funcional. O primeiro modelo de Rudolf Diesel, um único cilindro de ferro de 3 m com um volante em sua base, funcionou pela primeira vez em Augsburg, Alemanha, em 10 de agosto de 1893, sendo abastecido com nada além de óleo de amendoim. Em memória deste evento, algumas fontes citam o dia 10 de agosto como o "Dia Internacional de Biodiesel".
É freqüentemente relatado que o Diesel projetou seu motor para funcionar com óleo de amendoim, mas este não é o caso. Diesel afirmou em seus artigos publicados, "na Exposição de Paris em 1900 (Exposition Universelle) que foi mostrado pela Companhia Otto um pequeno motor diesel, que, a pedido do governo francês funcionou com óleo de amendoim arachide, e trabalhou de forma tão suave que somente poucas pessoas tinham conhecimento disto. O motor foi construído para uso de óleo mineral, e foi posteriormente, operado com óleo vegetal, sem qualquer alteração a ser feita. O governo francês, no momento com o pensamento de testar a aplicabilidade para a produção de energia do arachide, ou castanha-da-terra, que cresce em quantidades consideráveis em então colônias africanas, e podia ser facilmente cultivado lá." Diesel mais tarde, realizou testes relacionados e parecia favorável à idéia. Em 1912 Diesel disse em discurso que "o uso de óleos vegetais para combustíveis de motores pode parecer insignificante hoje, mas tais óleos podem tornar-se produtos, no decorrer do tempo, tão importantes como o petróleo e o alcatrão de hulha na atualidade."
Apesar do uso generalizado de combustível diesel derivados de petróleo fóssil, o interesse em óleos vegetais como combustível para motores de combustão interna foi relatado em vários países durante os anos 1920 e 1930 e, posteriormente, durante a Segunda Guerra Mundial. Bélgica, França, Itália, Reino Unido, Portugal, Alemanha, Brasil, Argentina, Japão e China foram relatados como tendo testado e utilizado óleos vegetais como combustível para motores diesel durante este período. Alguns problemas operacionais foram relatados devido à alta viscosidade dos óleos vegetais em comparação ao diesel de petróleo, o que resulta em baixa atomização do combustível no pulverizador de combustível e muitas vezes leva a depósitos e carbonização dos injetores, câmara de combustão e válvulas. As tentativas para superar esses problemas incluiram aquecimento do óleo vegetal, misturando-o com combustível diesel derivado do petróleo ou etanol, a pirólise e raqueamento dos óleos.
Em 32 de agosto de 1937, G. Chavanne da Universidade de Bruxelas (Bélgica) teve concedida uma patente para um "Procedimento para a transformação de óleos vegetais para seu uso como combustíveis" (em francês "Procédé de Transformation d’Huiles Végétales en Vue de Leur Utilisation comme Carburants") Patente Belga 422.877. Esta patente descrive a alcoólise (frequentemente citada como transesterificação) de óleos vegetais usando etanol (e menciona metanol) de maneira a separar os ácidos graxos do glicerol e substituir o glicerol com álcoois lineares de cadeia curta. Esta parece ser a primeira citação do que é conhecido hoje como "biodiesel".
Mais recentemente, em 1977, o cientista brasileiro Expedito Parente inventou e submeteu para patente o primeiro processo industrial para a produção de biodiesel. Este processo é classificado como biodiesel pelas normas internacionais, apresentando uma "identidade e qualidade padronizada. Nenhum outro biocombustível proposto tem sido validade para a indústria automobilística." Atualmente, a empresa de Parente, Tecbio, está trabalhando com a Boeing e a NASA para certificar bioquerosene (bio-kerosene), outro produto produzido e patenteado pelo cientista brasileiro.
A pesquisa sobre o uso do óleo de girassol transesterificado, e refinando-o aos padrões de óleo diesel, foi iniciada na África do Sul em 1979. Por volta de 1983, o processo para a produção de biodiesel com qualidade de combustível testado em motores foi completado e publicado internacionalmente. Uma empresa austríaca, Gaskoks, obteve as tecnologica do grupo South African Agricultural Engineers (Engenheiros Agrícolas Sul Africanos); a empresa construiu a primeira planta piloto de biodiesel em novembro de 1987, e a primeira planta de escala industrial em abril de 1989 (com uma capacidade de 30 mil toneladas de sementes de colza por ano).
Ao longo da década de 1990, plantas foram abertas em muitos países europeus, incluindo a República Tcheca, Alemanha e Suécia. A França lançou a produção local de biodiesel (conhecido como diéster) de óleo de semente de colza, que é misturado no combustível diesel regular ao nível de 5%, e para o óleo diesel utilizado por algumas frotas cativas (por exemplo, transporte público) a um nível de 30%. A Renault, a Peugeot e outros fabricantes possuem motores de caminhões certificados para uso com até esse nível parcial de biodiesel; estão em andamento experimentos com biodiesel de 50%. Durante o mesmo período, os países em outras partes do mundo também viram a produção local de biodiesel crescer: em 1998, o Austrian Biofuels Institute identificou 21 países com projetos comerciais de biodiesel. Biodiesel a 100% já está disponível em muitas estações de serviço normal em toda a Europa.
Em setembro de 2005, Minnesota tornou-se o primeiro estado EUA a decidir que todo o óleo diesel vendido no estado deveria conter parcialmente biodiesel, exigindo um teor de, pelo menos, 2%.
Em 2008, a ASTM publicou seus novos Padrões de Especificações de Mistura de Biodiesel (Biodiesel Blend Specifications Standards).




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