Biocombustíveis em FOCO

Biocombustíveis são os combustíveis líquidos, sólidos ou gasosos derivados da biomassa, quer sejam de organismos vivos, quer através dos seus processos metabólicos. A biomassa refere-se ao “material orgânico proveniente das plantas e animais”. A produção de biomassa e de biocombustíveis tem de ser sustentável de modo a equilibrar o ciclo do carbono, a mantê-lo intacto e assegurar que os impactos ambientais e sociais da sua produção sejam aceitáveis.

Os biocombustíveis incluem um número considerável de diferentes produtos e muitas formas de produção. O biocombustível mais utilizado, o etanol, é atualmente produzido, em grande parte, a partir da cana-de-açúcar do Brasil e do milho dos EUA. No entanto, o maior produtor de biodiesel é a Alemanha.

A produção mundial de biocombustíveis chegou aos vinte milhões de toneladas de petróleo equivalente (Mton) em 2005, representando cerca de 1% do consumo total de combustível para transporte por estrada. O Brasil e os EUA em conjunto são responsáveis por quase 80% do fornecimento mundial. A produção de etanol está a aumentar rapidamente em muitas partes do mundo em resposta aos preços altos do petróleo, e é apoiada através de incentivos governamentais e regulamentos para a mistura de combustíveis. De igual modo, a produção de biodiesel é também altamente concentrada, com a União Europeia responsável por 75% do total de produção de biocombustíveis.

A “primeira geração” de biocombustíveis diz respeito aos combustíveis derivados de matérias-primas, pela sua constituição em açúcar, amido e óleo, podendo estes ser convertidos utilizando tecnologias de hidrólise/fermentação e de prensagem/esterifi cação. Nos países da OCDE, a maior parte do etanol é produzido a partir de culturas amiláceas, como o milho, trigo e cevada. Nos países tropicais como o Brasil, o etanol é essencialmente produzido através da cana-de-açúcar.

A “segunda geração” de biocombustíveis refere-se aos produzidos através de biomassa lenho-celulósica de plantas herbáceas e perenes, através de tecnologias de hidrólise/fermentação, gaseifi cação ou pirólise. Não existe produção industrial de biocombustíveis a partir deste tipo de biomassa, mas está a ser desenvolvida uma investigação que foca a produção em larga escala em particular nos Estados Unidos, Canadá, Alemanha, Suécia, China e Brasil.

O mundo é um lugar perigoso

de se viver, não por causa daqueles que fazem o mal, mas sim por

causa daqueles que observam

e deixam o mal acontecer.

Albert Einsten

“

”

Ciências Humanas esuas Tecnologias

nº8HistóriaProf.: Zilfran

nºnº88nº12

Ciências da Naturezae suas Tecnologias

Química

Prof. Régis Nogueira

FB NO ENEM2

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

Tipos de biocombustíveis

São considerados biocombustíveis, no âmbito do decreto-lei nº62/2006, os produtos a seguir indicados, criando o decreto-lei que transpõe para a Diretiva n.º 2003/30/CE, os mecanismos para promover a colocação no mercado das suas quotas mínimas.

Biogás

Toda a matéria viva, após a morte é decomposta por bactérias microscópicas. Durante esse processo, as bactérias retiram da biomassa parte das substâncias de que necessitam para continuarem vivas, e lançam na atmosfera gases e calor. Este é o chamado biogás, fonte abundante, não poluidora e barata de energia.

O biogás pode ser obtido de resíduos agrícolas, ou mesmo de excrementos de animais e dos homens. Ao contrário do álcool da cana-de-açúcar e de óleos extraídos de outras culturas, não compete com a produção de alimentos.

O poder calorífico do biogás, que varia de 5 000 a 7 000 Kcal/metro cúbico é devido à porcentagem do metano. Esta variação é decorrente da maior ou menor pureza (maior ou menor quantidade de metano). O biogás altamente purificado pode alcançar até 12 000 Kcal/metro cúbico.

Um metro cúbico de biogás equivale a:• 0,613litrodegasolina • 0,579litrodequerosene• 0,553litrodeóleodiesel • 0,454litrodegásdecozinha• 1,536quilodelenha • 0,790litrodeálcoolhidratado• 1,428kWdeeletricidade

BioetanolO bioetanol é o etanol produzido a partir de biomassa e/ou da fração biodegradável de resíduos, para utilização como biocombustível.

O etanol é, numa definição simples, um álcool incolor, volátil, inflamável e totalmente solúvel em água, produzido através da fermentação da sacarose, comercialmente conhecido como álcool etílico, cuja fórmula molecular é C2H5OH ou C2H6O. O etanol contém ± 35% de oxigênio na sua composição e permite uma combustão limpa, ou seja, da sua queima resulta somente calor (sem fuligem), uma vez que a emissão de CO2 é muito baixa. Este álcool é hoje um produto com diversas aplicações no mercado, nomeadamente como combustível na forma hidratada ou misturado à gasolina, em produtos como perfumes, desodorizantes, medicamentos, produtos de limpeza doméstica e bebidas alcoólicas.

Dióxido de carbono

Plantas Usina deetanol

etanol Combustívelcom 85% de

etanol

Véiculo comflexibilidade

de combustível

Fotossíntese National Ethanol Vehicle Coalition(Coalização Nacional de Veículos a Etanol)

OBrasil,queéhojeomaiorprodutormundialdeetanol,produzmaisde90%daproduçãototal,apresentaumamenordependência de petróleo externo, diminuindo substancialmente os gastos com importações. O teor de etanol presente em uma determinada mistura é expressa em ºGL (“graus Gay-Lussac”), o que traduz a percentagem de etanol existente na solução. Por exemplo,emumagarrafadevinho,existem11%deetanol,ouseja,11ºGL,oálcoolutilizadoparalimpezadomésticapossui96ºGLetc.Nocasodousodoetanolhidratadocomocombustívelomesmodeveestar,porlei,entre93,2ºGLe93,8ºGL.Oálcool100ºGLé chamado de álcool absoluto ou álcool anidro (anidro = totalmente seco).

Matéria-prima(ex: cana-de-açúcar,

beterraba)

Fermentação

Destilação

Misturacom a

gasolina

Introdução em motores de ciclo Otto

Saccharomycescerevisiae

Fotossíntese

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3

BiodieselO biodiesel é um combustível biodegradável alternativo ao diesel de petróleo, criado a partir de fontes renováveis de

energia, sem enxofre na sua composição, que pode ser utilizado em motores diesel, caso esteja de acordo com as normas de qualidade da Agência Nacional do Petróleo – ANP, sem a necessidade de qualquer tipo de adaptação e sem perda de desempenho. A sua utilização contribui para o aumento da vida útil do motor, pois é melhor lubrificante que o diesel de petróleo; por ser originado de matérias-primas renováveis (basicamente álcool e óleo vegetal ou gordura animal) e possuir queima limpa, gera menos poluentes do que a combustão do diesel de petróleo. Sendo um produto 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 do motor. Para identificar a proporção da mistura de biodiesel ao diesel de petróleo definiu-se uma nomenclatura que se baseia nas proporções do biodiesel e diesel, ou seja, por exemplo, quando setemumamisturade2%debiodiesele98%dediesel,estarecebeonomedeB2;umamisturacom5%debiodieseleoresto de diesel de petróleo é chamada de B5 e quando o combustível é apenas biodiesel designa-se por B100. As misturas entre 2% e 20% são as mais utilizadas no mercado mundial. O nome biodiesel é muitas vezes confundido com a mistura diesel + biodiesel, disponível em alguns postos de combustível, pelo que a designação correta para a mistura vendida deve ser precedida pela letra B (do inglês Blend).

óleosalimentares

virgens

Frituras

óleosalimentares

usados(OAU)

Transesterificação(processo de produção do biodiesel)

Subsolo:Glicerina(Utilizada na produção de

sabões)

culturas energéticas(soja, girassol, colza)

Reintrodução do CO2no ciclo do carbono

Utilização:Motores e

outrosequipamentos

a diesel

produto FinalBiodiesel

óleoVegetal Álcool

Álcool

Biodiesel Glicerina

Glicerina

Ácidos Gordos

BiometanolO biometanol é o metanol produzido a partir de biomassa para utilização como biocombustível.

Bioéster dimetílicoO bioéster dimetílico é o éter dimetílico produzido a partir de biomassa para utilização como biocombustível.Bio-ETBE (bioéter etil-ter-butílico)OBio-ETBEéoETBEproduzidoapartirdobioetanol.Apercentagemvolumétricadebio-ETBEcalculadacomobiocombustíveléde47%.

Bio-MTBE (bioéter etil-ter-metílico) O Bio-MTBE é o combustível produzido com base no biometanol. A percentagem volumétrica de bio-MTBE calculada como

biocombustível é de 36%.Biocombustíveis sintéticosOs biocombustíveis sintéticos são hidrocarbonetos sintéticos ou misturas de hidrocarbonetos sintéticos produzidos a partir

de biomassa.

FB NO ENEM4

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BiohidrogênioO biohidrogênio é o hidrogênio produzido a partir de biomassa e/ou da fração biodegradável de resíduos, para

utilização como biocombustível. Óleo vegetal puro produzido a partir de plantas oleaginosas. É um óleo produzido por pressão, extração ou métodos comparáveis, a partir de plantas oleaginosas, em bruto ou refinado, mas quimicamente inalterado, para que a sua utilização seja compatível com o tipo de motores e os respectivos requisitos relativos a emissões. Para além dos biocombustíveis mencionados existem também os chamados biocombustíveis de segunda geração que são produzidos diretamente a partir da fração sólida da biomassa vegetal ou animal, usando processos biológicos ou através de gaseificação a altas temperaturas e pressão. Pode-se usar qualquer tipo de matéria-prima vegetal ou de resíduo agrícola para a produção de combustíveis pois, depois de se remover os frutos das plantas, que é normalmente a parte que interessa para a alimentação, todo o resto pode ser utilizado para a produção de biocombustíveis. Por exemplo, para a cana-de-açúcar, em vez de se usar somente a sacarose e outros açúcares, é usada toda a planta, o mesmo acontecendo com a planta do milho, a madeira, a palha, qualquer resto vegetal ou resíduo de fibra vegetal. Isto ainda não é uma realidade, mas poderá, em breve, ser uma tecnologia que permitirá uma maior diversidade de matérias-primas.

1. A chamada “ química verde” utiliza métodos e técnicas próprios para reduzir a utilização e/ou a geração de substâncias nocivas ao ser humano e ao ambiente. Dela faz parte o desenvolvimento de:a) produtos não biodegradáveis e compostos orgânicos persistentes no ambiente para combater pragas.b) técnicas de análise para o monitoramento da poluição ambiental e processos catalíticos a fim de reduzir a toxicidade de poluentes atmosféricos.c) produtos não biodegradáveis e processos que utilizam derivados do petróleo como matéria-prima.d) compostos orgânicos, persistentes no ambiente, para combater pragas, e processos que utilizam derivados do petróleo como matéria-prima.e) técnicas de análise para o monitoramento da poluição ambiental e processos que utilizam derivados do petróleo como matéria-prima.

2. O debate atual em torno dos biocombustíveis, como o álcool de cana-de-açúcar e o biodiesel, inclui o efeito estufa. Tal efeito garante temperaturas adequadas à vida da Terra, mas seu aumento indiscriminado é danoso. Com relação a esse aumento, os biocombustíveis são alternativas preferíveis aos combustíveis fósseis porque:a) são renováveis e sua queima impede o aquecimento global.b) retiram da atmosfera o CO2 gerado em outras eras.c) abrem o mercado para o álcool, cuja produção diminuiu o desmatamento.d) são combustíveis de maior octanagem e de menores taxas de liberação de carbono.e) contribuem para a diminuição da liberação de carbono, presente nos combustíveis fósseis.

3. Um aterro sanitário que recebe diariamente 7 mil toneladas de lixo pode produzir até 12 000m3 de biogás por hora, caso se instale uma usina de processamento de lixo para a produção de biogás no local. Biodigestores devem funcionar ininterruptamente, até que todo o lixo tenha sido digerido. Considere que o biogás produzido nessa usina contenha cerca de 60% (em volume) de gás metano e a produção diária do biogás seja a máxima permitida. Usado como combustível para motores a explosão, 1 metro cúbico de gás metano equivale a 2 litros de gasolina, então o volume de gasolina economizado por dia caso todo o biogás produzido em um dia no aterro fosse usado com esse fim seria de:a) 288.000m3 b)14.400L. e)24.000L.c)576.000L. d)345.600L.

4. Substratos formados por dejetos animais, lixo orgânico e matéria orgânica descartada são colocados em um biodigestor anaeróbico.

A biodigestão anaeróbica, que se processa na ausência de ar, permite a obtenção de materiais que podem ser utilizados como combustível de veículos e fertilizantes.

O material produzido pelo processo citado e utilizado para geração de energia é o:a) metanol, muito utilizado em bebidas alcoólicas.b) etanol, utlizado como fertilizante.c) biodiesel, obtido por fermentação na presença de oxigênio.d) metano (CH4), biocombustível muito utilizado.e) hidrogênio, que queima na presença de oxigênio formando água oxigenada (H2O2).

5. Biodiesel é um combustível biodegradável, menos tóxico que nosso sal de cozinha, produzido a partir de materiais recicláveis e que promete ser uma das grandes alternativas para a substituição de combustíveis fósseis não renováveis. A mistura do biodiesel à gasolina permite sua utilização em diversos automóveis. Esse combustível é produzido numa reação denominada transesterificação, em um processo que envolve a transformação de um éster em outro éster, e com a liberação de glicerina como subproduto. Admita que a equação química pode ser representada da seguinte forma:

1 mol triglicerídeo + 3 mols etanol → 3 mols éster + 1 mol glicerina

Considerando que o éster produzido possa ser representado pela fórmula C18H32O2, a quantidade de glicerina produzida com 8,4kg de éster é igual a:

Dados: H = 1; C = 12; O = 16a) 10 mols b) 30 mols e) 150 molsc)90mols d)120mols

GABARITO (V.11)

1 A

2 B

3 C

4 C

5 E

professor Colaborador: Lobão

OSG: 32581/10 - A.J/PABLO- REV.:KA