Realizado em Teresina/PI, de 28 a 30 de Julho de 2013.
ISBN: 978-85-85905-05-7
TÍTULO: COMPARAÇÃO DA OBTENÇÃO E AÇÃO DE COMBUSTÍVEIS: UM ESTUDO FÍSICO-QUÍMICO PARA DOCENTES
AUTORES: da Silva Santos, J. (IFRN) ; de Medeiros Silva, D. (IFRN)
RESUMO: A obtenção de combustíveis e a corrosão associada ao seu uso são temas de extrema relevância, principalmente quando se consideram os dados relacionados ao uso de combustíveis e os prejuízos causados por processos corrosivos. Realizou-se uma pesquisa bibliográfica sobre rendimentos do biodiesel de óleo de mamona e soja, melhor substituto ao diesel e suas ações corrosivas, a partir de estudos físico-químicos, tais como: número de cetano, viscosidade e ponto de névoa, com conotação analítica de professores de Química. Os professores de Química, a partir dos resultados das observações, poderão analisar a eficiência do uso do metanol ou etanol, do NaOH ou KOH e a influência cinética da temperatura sobre os sistemas biodieseis.
PALAVRAS CHAVES: biocombustíveis; pesquisa bibliográfica; professores de Química
INTRODUÇÃO: A utilização de biodiesel como combustível tem apresentado um potencial promissor no mundo inteiro. Em primeiro lugar, pela sua enorme contribuição ao meio ambiente, com a redução qualitativa e quantitativa dos níveis de poluição ambiental e, em segundo lugar, como fonte estratégica de energia renovável em substituição ao óleo diesel. Dentre as matérias-primas mais utilizadas figuram os óleos de soja e de mamona, sendo importante o estudo quantitativo e qualitativo de obtenção dos biodieseis provenientes desses óleos e suas reações químicas sobre máquinas e equipamentos.
O uso de combustíveis derivados de petróleo e de biocombustíveis implica no seu contato com os diversos materiais metálicos constituintes dos sistemas veiculares, de transporte e armazenamento, dentre outros. Essa interação pode ocasionar a corrosão metálica. Brummett et al. (2004), mencionam que a utilização de combustíveis com alto conteúdo de enxofre pode causar a corrosão do bronze utilizado em bombas de combustíveis. A corrosão metálica é a transformação de um material metálico ou liga metálica pela sua interação química ou eletroquímica num determinado meio de exposição, resultando na formação de produtos de corrosão e na liberação de energia.
A obtenção e a corrosão associada ao uso de biocombustíveis é um tema de extrema relevância, principalmente quando se consideram os dados relacionados ao uso de combustíveis e os prejuízos causados por processos corrosivos. Desta forma, realizou-se uma pesquisa bibliográfica sobre rendimentos do biodiesel de óleo de mamona e soja, melhor substituto ao diesel e suas ações corrosivas, a partir de estudos físico-químicos, tais como: número de cetano, viscosidade e ponto de névoa, com conotação analítica de professores de Química.
MATERIAL E MÉTODOS: O desenvolvimento dessa pesquisa envolve a investigação através de levantamentos bibliográficos em artigos e documentos oficiais que enfatizem um estudo da produção de biodiesel.
Para produção de biodiesel, Mothé (2005) utilizou etanol, óleo de mamona e hidróxido de sódio (catalisador). Nos experimentos foi usada uma razão mássica de etanol e óleo de mamona de 6:1(m/m), ou seja, em todas as reações foram utilizadas 9g de óleo e 45g de etanol, 0,4g de NaOH, a 25 ºC, durante duas horas, obtendo um rendimento de 98,94%.
Na razão molar etanol: óleo de 12:1 (m/m), concentração do catalisador de 0,8 % em massa de óleo e a temperatura da reação 40 ºC, se obteve razão de conversão de 94 % em massa de éster.
Kucek et al. (2007), investigaram a etanólise do óleo de soja refinado, através de um planejamento experimental cujas variáveis foram: razão molar etanol;óleo de 6:1 e 12:1, concentração de catalisador de 0,3 e 1,0 % (m/m) de NaOH e KOH, e temperaturas de reação 30 e 70 ºC durante duas horas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Realizando estudos físico-químicos, comparou-se ao óleo diesel com o biodiesel de mamona e soja, os quais apresentaram menores calores de combustão. O biodiesel de soja apresentou número de cetano superior ao de mamona e óleo diesel (Figura 1). Esta propriedade também se reflete no processo de combustão, de cuja eficiência dependerá a potência máxima desenvolvida pelo motor.
Em relação ao diesel convencional, o biodiesel de mamona apresenta valores de viscosidade bastante elevados, enquanto o de soja tem valor semelhante (MIC, 1985). O ponto de névoa, que corresponde à temperatura inicial de cristalização do biodiesel, influencia negativamente o sistema de alimentação do motor, sobretudo quando o motor é acionado sob condições de baixas temperaturas. O biodiesel de mamona apresenta ponto de névoa bem inferior ao do óleo diesel convencional e ao biodiesel de soja (Figura 1).
Nos testes de corrosividade uma lâmina de cobre previamente polida é submersa no combustível a 50 ºC, durante 3 h. Em seguida, a placa é lavada e comparada com laminas padrões que representam diferentes graus de corrosão, aos quais são atribuídos valores de 1 a 5. Na norma ASTM o método recomendado é o D130, enquanto que na norma EN 14214 o método é o ISO 2160. Na RANP 07/08, além desses métodos, é esta¬belecido também o método ABNT NBR 14359. Os valores máximos aceitáveis são grau 1 de corrosão, tanto na norma EN 14214. A corrosividade do biodiesel de óleo de soja e óleo de mamona com diferentes teores de umidade foram estudados frente ao aço-carbono SAE 1020 e o aço inoxidável austenítico AISI 316 por meio de ensaios eletroquímicos, a diferentes temperaturas e em sistemas fechado e aberto.
Figura 01. Características físico-químicas
Fonte: Knothe, 2005.
CONCLUSÕES: Quanto ao rendimento dos biodieseis verificou-se que o biodiesel de soja tem melhor rendimento do que o biodiesel de mamona, tanto a 0,3% quanto a 1,0% de álcali. Os resultados apontam, de forma geral, um melhor desempenho do diesel em relação ao biodiesel de mamona e deste em relação ao de soja, porém o diesel é mais corrosivo, provavelmente devido ao maior teor de enxofre. Os professores de Química, a partir dos resultados das observações, poderão analisar a eficiência do uso do metanol ou etanol, do NaOH ou KOH e a influência cinética da temperatura sobre os sistemas biodieseis.
AGRADECIMENTOS: A CAPES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Brummett, C.; Kanezaki, N.; Maruyama, T.; Shimizu, T. Society of Automotive Engineers, v. 37, n. 1847, 2004.
Mothé, C. G.; Correia D. Z.; Castro de, B. C. S.; Caitano, M. Otimização da produção de biodiesel a partir de óleo de mamona. Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Revista Analytica, n. 19, 2005.
Kucek, K.T.; Cesar-oliveira, M. A. F.; Wilhelm, H. M. Ethanolysis of refined soybean oil assisted by sodium and potassium hydroxides. Journal of the American Oil Chemists Society, v. 84, n. 4, p. 385-392, 2007.
Ministério da Indústria e do Comércio, MIC; Produção de Combustíveis Líquidos a Partir de Óleos Vegetais; Secretaria de Tecnologia Industrial; Coordenadoria de Informações Tecnológicas; Brasília, DF, 1985.