Biocombustíveis (APOSTILA 1)

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Curso de formação profissional – Módulo: Gestão em Biocombustível 
Projeto: Eu tenho um sonho 
Professora: Horacimone Lopes 
 
Biocombustíveis 
 
Os biocombustíveis são fontes de energias renováveis, derivados de produtos 
agrícolas como a cana-de-açúcar, plantas oleaginosas, biomassa florestal e outras fontes 
de matéria orgânica. 
Em alguns casos, os biocombustíveis podem ser usados tanto isoladamente, 
como adicionados aos combustíveis convencionais. Como exemplos, podemos citar o 
biodiesel, o etanol, o metanol, o metano e o carvão vegetal. 
 
Biodiesel 
 
No que tange ao biodiesel, apenas recentemente esse biocombustível entrou na 
agenda do governo brasileiro. Apesar da primeira patente do biodiesel no mundo ter 
sido registrada em 1980, por um professor da Universidade Federal do Ceará, somente 
em Dezembro de 2004 é que foi lançado, oficialmente, pelo governo brasileiro o 
Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel. 
A introdução do biodiesel na matriz energética brasileira foi estabelecida pela 
Lei 11.097 de janeiro de 2005, que determina a adição voluntária de 2% de biodiesel ao 
óleo diesel comercializado ao consumidor final até 2007; já a partir de 2008, essa adição 
de 2% será obrigatória. A mistura de 5% de biodiesel ao óleo diesel será voluntária no 
período de 2008 até 2012, passando a ser compulsória a partir de 2013. 
O uso do biodiesel traz uma série de benefícios associados à redução dos gases 
de efeito estufa, e de outros poluentes atmosféricos, tais como o enxofre, além da 
redução do consumo de combustíveis fósseis. Porém, no processo de fabricação, uma 
série de resíduos e subprodutos industriais é gerada, os quais podem, quando 
adequadamente geridos, contribuir para a viabilidade econômica da produção de 
biodiesel. 
Esses resíduos de natureza líquida e sólida possuem potencial para uso na 
indústria de alimentos e para a nutrição animal, bem como na indústria químico-
farmacêutica, mas há uma grande carência de estudos de análises de viabilidade técnica 
e financeira, que possam apontar as melhores alternativas de custo-benefício para o 
processamento e tratamento desses resíduos, os quais podem agregar valor e reduzir os 
custos de produção de biodiesel, com o aproveitamento e venda destes produtos e seus 
derivados. 
 
O que é Biodiesel ? 
 
Autor: Wendel Martins da Silva - Bacharelando em Química pela Universidade de 
Guarulhos – SP (UNG). 
“Biodiesel é um combustível biodegradável alternativo ao diesel de petróleo, 
criado a partir de fontes renováveis de energia, livre de enxofre em sua composição. 
 
Biodiesel 
 
No que tange ao biodiesel, apenas recentemente esse biocombustível entrou na 
agenda do governo brasileiro. Apesar da primeira patente do biodiesel no mundo ter 
sido registrada em 1980, por um professor da Universidade Federal do Ceará, somente 
em Dezembro de 2004 é que foi lançado, oficialmente, pelo governo brasileiro o 
Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel. 
A introdução do biodiesel na matriz energética brasileira foi estabelecida pela 
Lei 11.097 de janeiro de 2005, que determina a adição voluntária de 2% de biodiesel ao 
óleo diesel comercializado ao consumidor final até 2007; já a partir de 2008, essa adição 
de 2% será obrigatória. A mistura de 5% de biodiesel ao óleo diesel será voluntária no 
período de 2008 até 2012, passando a ser compulsória a partir de 2013. 
Pode ser utilizado em motores diesel sem a necessidade de qualquer tipo de 
adaptação (caso o biodiesel esteja de acordo com as normas de qualidade da Agência 
Nacional do Petróleo - ANP), sem perda de desempenho e contribui para o aumento da 
vida útil do motor (pelo fato de ser um lubrificante melhor que o diesel de petróleo). 
Por ser originado de matérias-primas renováveis (basicamente álcool e óleo 
vegetal ou gordura animal) e possuir queima limpa, a combustão do biodiesel gera 
menos poluentes do quê a combustão do diesel de petróleo. Quimicamente, podemos 
dizer que se trata de uma composição de ésteres etílicos ou metílicos de ácidos graxos 
de cadeia longa. 
Por ser extremamente miscível, mesmo não contendo petróleo, pode ser 
misturado ao diesel convencional em qualquer proporção, sem que isso gere qualquer 
tipo de prejuízo ou perda de desempenho ao motor. Convencionou-se mundialmente 
uma nomenclatura para identificar a proporção da mistura de biodiesel ao diesel de 
petróleo. 
Quando temos uma mistura de 2% de biodiesel e 98% de diesel, esta recebe o 
nome de B2. Uma mistura com 5% de biodiesel e o resto de diesel de petróleo é 
chamada de B5, e assim por diante. Quando temos apenas biodiesel, atribuímos o nome 
de B100. As misturas entre 2% e 20% são as mais utilizadas no mercado mundial. 
O processo mais comum da produção de biodiesel se faz através da reação de 
óleo vegetal ou gordura animal com um álcool (no Brasil, prefere-se o etanol; já na 
Europa, a preferência recai sobre o metanol), reação essa incentivada pela presença de 
um catalisador (que pode ser um ácido, uma base ou uma enzima). 
Como produtos dessa reação, temos biodiesel e glicerina. Esse processo é 
conhecido na indústria por transesterificação. Ele pode ser feito com o óleo de diversas 
oleaginosas, como por exemplo, a soja, o pinhão-manso, o amendoim, o nabo 
forrageiro, o milho, o girassol e a canola. 
É importante ressaltar que apenas o óleo puro das oleaginosas não pode ser 
considerado como biodiesel, mesmo que misturado ao diesel de petróleo. Este é um 
engano bastante comum. A mesma coisa ocorre com a mistura de álcool anidro com o 
diesel convencional, não podendo ser considerado o resultado dessa mistura como 
biodiesel. Mesmo assim, todos os exemplos citados são capazes de movimentar motores 
diesel, mas com perda de desempenho ou acarretamento de outros danos ao motor. 
 
Biodiesel e o meio-ambiente 
 
A utilização de combustíveis fósseis influencia negativamente a qualidade e o 
equilíbrio do meio-ambiente. Dois exemplos corriqueiros desse problema são os altos 
índices de poluição dos grandes centros urbanos e o derramamento de petróleo no mar. 
Ambos causam um grande impacto negativo no eco-sistema regional. 
As altas emissões de monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOX) e 
dióxido de enxofre (SO2) são apontadas como principais causadoras das chuvas ácidas, 
extremamente prejudiciais às florestas, lavouras e animais. 
Além disso, esses combustíveis fósseis possuem uma taxa de emissão de CO2 
muito alta, fator diretamente relacionado com o problema do efeito estufa e suas 
conseqüências (aumento da temperatura global, derretimento das calotas polares, 
desequilíbrio ecológico, entre outros). 
Conforme foi dito anteriormente, o biodiesel é um combustível menos poluente 
que o diesel tradicional. Apesar de também haver emissão de CO2 (e nenhum outro 
resíduo nocivo ao meio-ambiente), estudos apontam índices de emissão de CO2 até 
80% menores em relação ao diesel de petróleo. Devido a essa característica, ele se torna 
uma opção não agressiva ao meio-ambiente. 
O que faz do biodiesel um combustível renovável é o fato de que todo o CO2, 
emitido na queima no motor, consegue ser capturado pelas plantas e utilizado por estas 
durante o seu crescimento e existência. Estas mesmas plantas serão utilizadas mais tarde 
como fonte para a produção de novos biocombustíveis, por esse motivo, chamados de 
energias renováveis.” 
 
Etanol 
 
Autora: Thereza Christina Pippa Rochelle - Engenheira Agrônoma, Doutora em 
Economia Aplicada pela ESALQ/USP. 
O Brasil é reconhecido mundialmente pelo pioneirismo na introdução do etanol 
em sua matriz energética. Inicialmente, o álcool etílico anidro foi adicionado à gasolina 
como oxigenante, tornando-se a mistura compulsória a partir de 1938. 
Em 1975, com o lançamento do Programa Nacional do Álcool (Proálcool), o 
percentual de álcool anidro misturado à gasolina aumentou significativamente e o álcooletílico hidratado passou a ser utilizado em veículos cujos motores foram especialmente 
desenvolvidos para esse combustível. 
Desde o lançamento do Proálcool, há 30 anos, a produção de álcool no país 
aumentou de 700 milhões de litros em 1975 para 15 bilhões de litros na safra de 2004 / 
2005. Durante esse período, como no ano de 1985, os veículos movidos a álcool 
chegaram a atingir 85% das vendas totais no país. Porém, devido à crise de 
abastecimento ocorrida em 1989, esse percentual reduziu-se em curto espaço de tempo 
para cerca de 2% e manteve-se nesse patamar até o início de 2003. 
 
Etanol 
 
Em março daquele ano, os veículos bicombustíveis (Flex Fuel) foram lançados 
no mercado brasileiro e depois de dois anos de existência, chegaram a representar 
aproximadamente 53% das vendas de veículos novos em 2005, de acordo com dados da 
ANFAVEA. 
Desde então, nota-se um aumento na demanda por etanol no mercado interno, o 
qual responde por quase a totalidade do consumo do produto fabricado no país. Tal 
aumento decorre principalmente do menor custo do álcool ao consumidor, quando 
comparado à gasolina, cujo preço está sujeito à instabilidade da oferta de petróleo no 
mercado internacional. 
No contexto mundial, os biocombustíveis deverão suprir uma importante parte 
da demanda mundial num futuro próximo, motivada principalmente por considerações 
de ordem ambiental, pela elevação dos preços do petróleo no mercado internacional e 
pela incerteza na oferta de combustíveis fósseis no médio e longo prazo. 
Por essas razões, a demanda por etanol no mercado internacional tem sido 
crescente nos últimos anos. O Brasil, além de maior produtor e consumidor de etanol, é 
também o maior exportador no cenário global. 
Até meados de 2002 as exportações brasileiras de álcool eram insignificantes, 
mas com o crescimento da demanda por esse biocombustível no mercado internacional, 
o volume exportado cresceu de 565 milhões de litros em 2003, para 2,1 bilhões de litros 
no período de janeiro a novembro de 2005 (Secex, 2005). 
Aliado ao crescimento das exportações brasileiras de açúcar, o cenário acima 
explica boa parte da significativa expansão do setor sucroalcooleiro nacional nos 
últimos anos e as perspectivas promissoras do mercado interno e externo para esse 
biocombustível num futuro bastante próximo. 
Sem dúvida, a necessidade de fornecer etanol para o mercado interno em 
expansão e para o mercado internacional, que anseia por fontes renováveis de energia, 
traz excelentes oportunidades para incrementos ainda maiores no crescimento do setor. 
Nos anos recentes, nota-se o aumento da produção de cana-de-açúcar e de seus produtos 
derivados, açúcar e etanol, tanto nas tradicionais regiões produtoras como em estados 
que representam novas fronteiras agrícolas para a cultura canavieira no Brasil. 
 
Utilização Do Etanol Na Produção Do Biodiesel 
 
“O etanol é hoje um produto de diversas aplicações no mercado, largamente 
utilizado como combustível automotivo na forma hidratada ou misturado à gasolina. 
Também tem aplicações em produtos como perfumes, desodorantes, medicamentos, 
produtos de limpeza doméstica e bebidas alcoólicas. Merece destaque como uma das 
principais fontes energéticas do Brasil, além de ser renovável e pouco poluente. 
Como já mencionado anteriormente, o Brasil é hoje o maior produtor mundial de 
etanol, que quando utilizado como combustível em automóveis, representa uma 
alternativa à gasolina de petróleo. Destacam-se na produção do etanol os estados de São 
Paulo e Paraná, respondendo juntos por quase 90% da safra total produzida. 
Além disso, o Brasil lidera a produção mundial de cana-de-açúcar (principal 
matéria-prima do etanol), sendo essa uma indústria que movimenta vários bilhões de 
dólares por ano. O fato de tanto a cana-de-açúcar quanto o etanol serem produzidos 
dentro do Brasil, representa uma menor dependência de petróleo externo, diminuindo 
substancialmente os gastos com importações. 
O etanol é, numa definição simples, um álcool incolor, volátil, inflamável e 
totalmente solúvel em água, derivado da cana-de-açúcar, do milho, da uva, da beterraba 
ou de outros cereais, produzido através da fermentação da sacarose. Comercialmente, é 
conhecido como álcool etílico, e sua fórmula molecular C2H5OH ou C5H6O. 
O etanol contém aproximadamente 35% de oxigênio em sua composição e 
possui combustão limpa, ou seja, sua queima resulta somente em calor, sem presença de 
fuligem. Devido a isso, a emissão de CO2 na queima é baixíssima. 
O teor de etanol presente em uma determinada mistura é expressa em ºGL. Essa 
escala, chamada de “graus Gay-Lussac”, diz qual a porcentagem de etanol existente na 
solução. Por exemplo, em uma garrafa de vinho, existem 11% de etanol, ou seja, 11 
ºGL. Já o álcool utilizado para limpeza doméstica possui 96 ºGL. No caso do uso do 
etanol hidratado como combustível, por lei, o mesmo deve estar entre 93,2 ºGL e 93,8 
ºGL. Já o álcool 100 ºGL é chamado de álcool absoluto ou álcool anidro (anidro = 
totalmente seco). 
A utilização do etanol para a produção de biodiesel ocorre por um processo 
chamado transesterificação. Basicamente, este processo se dá através de reações 
químicas entre o etanol (ou metanol, que também pode ser usado) e os óleos vegetais ou 
gorduras animais, estimuladas pela presença de um catalisador (hidróxido de sódio, por 
exemplo). 
Este processo resulta em dois subprodutos: o biodiesel propriamente e o glicerol 
(glicerina), de grande aproveitamento na indústria química. O biodiesel e a glicerina 
geralmente são separados por gravidade, ou utilizando-se centrífugas para encurtar o 
tempo do processo. 
Depois disso, o biodiesel ainda precisa ser purificado, para que seja retirado o 
excesso de etanol, resíduos do catalisador utilizado e sabão que pode eventualmente se 
formar. O etanol retirado em excesso é reaproveitado em um novo processo de 
produção. 
A transesterificação do etanol para a produção do biodiesel é um pouco mais 
trabalhosa do que a do metanol, devido ao tamanho da molécula do primeiro ser maior. 
Mesmo assim, devido à experiência do país em produzir e utilizar este álcool, a grande 
capacidade de produção hoje em atividade, um mercado consumidor bastante atraente e 
por ser menos agressivo ambientalmente, o etanol desperta muito interesse entre os 
produtores brasileiros”. 
 
Biomassa 
 
Autor: Wendel Martins da Silva - Bacharelando em Química pela Universidade de 
Guarulhos – SP (UNG). 
“Biomassa pode ser definido, de forma simples, como uma fonte de energia 
limpa (não poluente) e renovável, disponível em grande abundância e derivada de 
materiais orgânicos. Todos os organismos existentes capazes de realizar fotossíntese – 
ou derivados destes – podem ser utilizados como biomassa. Como exemplos de fontes 
de biomassa, que podem se encaixar nessa definição, citamos a cana-de-açúcar, restos 
de madeira, estrume de gado, óleo vegetal ou até mesmo o lixo urbano. 
Apesar de ser, atualmente, o centro de atenção de alguns setores, a biomassa já é 
conhecida e utilizada pela humanidade há muito tempo. Durante milhares de anos foi a 
única fonte de energia disponível à população, uma vez que não havia conhecimento 
científico para a exploração de outros recursos. Em um fogão à lenha ou em uma 
fogueira, a madeira queimada é um combustível de biomassa. 
Estando a poucos passos de uma crise energética, com a previsão do fim das 
reservas de petróleo e carvão mineral, a energia elétrica também cada vez mais escassa 
e a energia nuclear um tanto perigosa, torna-se uma questão vital a busca por fontes 
alternativas de energia e inúmeros esforços estão sendo feitos para que seja possível 
obter o máximo de energia da biomassa. 
Outro fator importante é o volume cada vez maior de lixo produzido no mundo. 
Uma vez que até este lixo pode ser aproveitado para geração de energia e a sua 
utilização contribui paraamenizar vários problemas ao mesmo tempo: diminuição do 
nível de poluição ambiental, contenção do volume de lixo das cidades e aumento da 
produção de energia. 
Exemplos práticos disso são as sobras de casca de arroz, que geram energia para 
a indústria gaúcha, a queima do bagaço da cana-de-açúcar para a geração de vapor para 
produção de energia elétrica. Também é fato que algumas cidades do mundo já utilizam 
parte de seu lixo urbano para produzir energia elétrica. 
 
Vantagens da biomassa na produção de energia 
 
Como principais vantagens que a biomassa possui, em relação aos combustíveis fósseis, 
na produção de energia, podemos listar as seguintes: 
 
 Ser fonte de energia limpa e renovável; 
 Causar menor corrosão de equipamentos; 
 Os resíduos emitidos pela sua queima não interferem no efeito estufa. Ao 
contrário, partindo do ponto extremo da erradicação das emissões, por exemplo, de SO2 
(dióxido de enxofre), torna-se mais fácil reparar a situação; 
 Ser uma fonte de energia, descentralizadora de renda – qualquer pessoa dona de 
um pouco de terra pode plantar vegetais que servem como fonte de biomassa; 
 Reduzir a dependência de petróleo por parte de países subdesenvolvidos, 
servindo também, dessa forma, como descentralizadora de poder; 
 Diminuir o lixo industrial. Pequenos produtores que utilizariam restos de 
produção, como fonte de biomassa, para geração própria de energia. Por exemplo, 
madeireiras que passariam a utilizar resíduos (serragem e restos de madeira), que antes 
virariam lixo; 
 Ter baixo custo de implantação e manutenção. 
 Processo de transformação da energia 
 
 Através da fotossíntese, as plantas transformam a energia proveniente da luz do 
sol em energia química, que mais tarde pode ser convertida em calor, combustível ou 
eletricidade. Quimicamente, a fotossíntese é representada de acordo com o esquema 
abaixo: 
 6.H2O + 6.CO2 + energia solar C6H12O6 + 6.O2 
Se o processo de transformação da biomassa em energia for executado de 
maneira eficiente e controlada, a queima resultará em água (H2O) e dióxido de carbono 
(CO2), além da própria energia. Devido a este motivo, a biomassa é considerada uma 
fonte totalmente renovável e, se empregada da forma correta, não-poluente. Produzida 
eficientemente, a biomassa também pode representar uma parcela significativa da 
energia total gerada em um país. 
Atualmente, utilizam-se principalmente quatro formas de conversão da biomassa 
em energia: 
 Pirólise: através desta técnica, a biomassa é exposta a altíssimas 
temperaturas sem a presença de oxigênio, visando acelerar a decomposição da mesma. 
O que sobra da decomposição é uma mistura de gases (CH4, CO e CO2 – 
respectivamente, metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono), líquidos (óleos 
vegetais) e sólidos (basicamente carvão vegetal). 
 Gaseificação: assim como na pirólise, aqui a biomassa também é 
aquecida na ausência do oxigênio, gerando como produto final um gás inflamável. Este 
gás ainda pode ser filtrado, visando a remoção de alguns componentes químicos 
residuais. A diferença básica em relação à pirólise é o fato da gaseificação exigir menor 
temperatura e resultar apenas em gás. 
 Combustão: aqui a queima da biomassa é realizada a altas temperaturas 
na presença abundante de oxigênio, produzindo vapor a alta pressão. Este vapor 
geralmente é utilizado em caldeiras ou para movimentar turbinas. É uma das formas 
mais comuns hoje em dia, e sua potência situa-se na faixa de 20 a 25%. 
 Co-combustão: esta prática propõe a substituição de parte do carvão 
mineral utilizado em uma termoelétrica por biomassa. Desta forma, reduz-se 
significativamente a emissão de poluentes (principalmente dióxido de enxofre e óxidos 
de nitrogênio, responsáveis pela chuva ácida). A faixa de desempenho da biomassa 
encontra-se entre 30 e 37%, sendo por isso uma opção bem atrativa e econômica 
atualmente”. 
 
Algumas definições: 
 
 Fermentação é um processo de transformação de uma substância em outra, produzida a 
partir de microorganismos, tais como fungos, bactérias, ou até o próprio corpo, 
chamados nestes casos de fermentos. 
 
 Liquefação: Passagem de um corpo gasoso ao estado líquido. 
 
 A biodigestão ou fermentação anaeróbica é um método de reciclagem que consiste na 
produção de gás combustível e também de adubos, a partir de compostos orgânicos 
(geralmente excrementos de herbívoros, restos de frutas e vegetais). Realizada por 
bactérias que existem livres na natureza é considerada uma alternativa energética 
renovável e principalmente uma0 maneira de eliminação dos resíduos orgânicos 
urbanos. 
 
 Craqueamento (termo originado do termo inglês cracking, rompimento, fratura, 
quebra, divisão) é como se denominam vários processos químicos na indústria pelos 
quais moléculas orgânicas complexas como querogênios ou hidrocarbonetos são 
quebradas em moléculas mais simples (por exemplo, hidrocarbonetos leves) por quebra 
de ligações carbono-carbono nos precursores pela ação de calor e/ou catalisador. 
 
 Esterificação é uma reação química reversível na qual um ácido carboxílico reage com 
um álcool produzindo éster e água. Essa reação, em temperatura ambiente, é lenta, no 
entanto os reagentes podem ser aquecidos na presença de um ácido mineral para 
acelerar o processo. Este ácido catalisa tanto a reação direta (esterificação) como a 
reação inversa (hidrólise do éster). 
 
 
 Abaixo, um exemplo de reação de esterificação em que uma molécula de Ácido 
Propanóico reage com Metanol formando Propanoato de Metila e Água. 
 
Fonte1: Polo Nacional de Biocombustíveis ESALQ – USP 
Fonte2: http://www.mundovestibular.com.br