As pessoas estão perguntando “o que é biodiesel” mais do que nunca. Você ouve isso em jantares. Você vê isso na política. Está em todo lugar. O petróleo controla muito de nossas vidas. Quando os preços disparam, o interesse por alternativas explode. Todo mundo quer sair da esteira dos combustíveis fósseis. Os carros elétricos ficam com a glória. As células de combustível de hidrogênio estão em alta. Mas os biocombustíveis ainda estão na mistura.
Esses combustíveis não vêm do solo. Eles vêm da biologia. Resíduos de óleo vegetal. Soja. Gordura animal. Os ingredientes variam. O processo é químico. O resultado é uma queimadura mais limpa.
Precisamos acabar com o marketing. Vejamos a ciência. Como isso realmente funciona em um tanque?
O biodiesel é uma alternativa renovável e não tóxica ao diesel de petróleo, produzido por meio de reações químicas com óleos vegetais ou gorduras animais.
O biodiesel não é mágico. É química. O diesel padrão vem do petróleo bruto. O biodiesel provém de recursos renováveis. Plantas e animais reabastecem essas fontes. Ciclos agrícolas. Reciclagem de fluxos. É circular.
O combustível em si é seguro. Não é tóxico. Não envenena o solo como alguns derramamentos de petróleo. Mas a segurança não é o único benefício. O desempenho é importante.
Os motores diesel modernos lidam bem com o biodiesel. Você não precisa desmontar seu motor para usá-lo. As modificações são mínimas. Freqüentemente, nenhum é necessário.
As misturas são a norma. Existe biodiesel puro. Chama-se B100. Mas a maioria das pessoas usa misturas. O sistema usa “B” seguido de um número. Esse número é a porcentagem de biocombustível.
B20 é o padrão. Isso representa 20% de biodiesel e 80% de diesel de petróleo. Está amplamente disponível. Funciona na maioria dos caminhões. Não requer novos bicos.
B100 é coisa pura. É potente. Está limpo. Mas é menos comum. O armazenamento fica complicado. Surgem problemas de clima frio. Ainda assim, para os entusiastas, é o Santo Graal dos biocombustíveis.
Por que parar em 20%? Por que não apostar tudo?
A resposta está na infraestrutura. As misturas preenchem a lacuna. Eles nos permitiram usar combustível mais limpo sem revisar a cadeia de abastecimento. Eles permitem que os motores funcionem suavemente enquanto nós resolvemos o resto.
O biodiesel não é apenas um interesse de nicho. É uma etapa prática. Uma forma de reduzir a dependência dos voláteis mercados petrolíferos. Uma forma de queimar algo que realmente cresceu.
Mas é melhor? Ou apenas diferente?
Veremos as especificações a seguir. Os números não mentem.
Biodiesel não é apenas um termo genérico. Existe uma definição técnica rígida reconhecida pela ASTM International. Esta é a mesma organização anteriormente conhecida como Sociedade Americana de Testes e Materiais. Eles definem os padrões da indústria. O National Biodiesel Board (NBB) cita esta definição claramente.
O biodiesel é um combustível composto por ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa. Estes vêm de óleos vegetais ou gorduras animais. É designado B100. Deve atender aos requisitos da ASTM D 6751.
Isso parece difícil. É um jargão técnico. Mas é mais familiar do que você pensa. Você encontra esses ácidos graxos todos os dias. Nós os veremos na próxima seção.
Gorduras e Biodiesel
O apelo do biodiesel reside na sua flexibilidade de fornecimento. Embora as gorduras animais funcionem, os óleos vegetais dominam o cenário das matérias-primas. Você provavelmente tem vários desses em sua despensa agora. Os óleos de soja, colza, canola, palma, semente de algodão, girassol e amendoim são candidatos viáveis para conversão. Até mesmo a gordura de cozinha reciclada de restaurantes locais pode ser reaproveitada.
O fator unificador de todas essas fontes é a gordura. Especificamente, eles contêm triacilgliceróis (também conhecidos como triglicerídeos). Essas moléculas consistem em átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio dispostos em um padrão estrutural específico. Eles não estão limitados ao óleo de cozinha. Manteiga e banha também os contêm. Se você já verificou um painel lipídico no consultório médico, viu os níveis de triglicerídeos no relatório do laboratório.
Para visualizar a estrutura molecular, imagine um “E” maiúsculo. A espinha vertical do E é uma molécula de glicerol. A glicerol é um ingrediente padrão em sabonetes, cosméticos e produtos farmacêuticos. Anexadas a esta espinha dorsal estão três barras horizontais. Estes são ácidos graxos, longas cadeias de átomos de carbono e hidrogênio.
Mas o óleo vegetal cru não vai direto para o tanque. Embora os primeiros motores diesel pudessem tecnicamente funcionar com petróleo bruto, os resultados foram confusos. A gordura não refinada causa dores de cabeça operacionais. O óleo deve passar por modificação química antes de se tornar um combustível viável. A maioria das instalações industriais utiliza um processo chamado transesterificação.
Veja como funciona a produção de biodiesel. O óleo é primeiro purificado. Em seguida, ele reage com um álcool, normalmente metanol ou etanol. Um catalisador, como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio, acelera a reação. Essa troca química decompõe o triacilglicerol. Ele se separa em ésteres e glicerol. Os ésteres são o que chamamos de biodiesel. O glicerol é um subproduto.
As origens do uso de biocombustíveis
A ideia não é nova. Rudolf Diesel, o homônimo do motor, originalmente imaginou o óleo vegetal como fonte primária de combustível. Grande parte de seu trabalho inicial de desenvolvimento concentrou-se em biocombustíveis. Na Exposição Mundial de 1900 em Paris, Diesel demonstrou seu motor funcionando com óleo de amendoim. Henry Ford também antecipou que seu Modelo T funcionaria com etanol derivado do milho.
O petróleo acabou vencendo. Oferecia melhores cadeias de abastecimento, preços mais baixos e maior eficiência. No entanto, os óleos vegetais tiveram uso limitado durante as décadas de 1930 e 1940.
As décadas de 1970 e 1980 trouxeram o conceito de volta ao primeiro plano nos Estados Unidos. A Lei do Ar Limpo de 1970 autorizou a EPA a reforçar os padrões de emissão. Os reguladores visaram o dióxido de enxofre, o monóxido de carbono, o ozônio e os óxidos de nitrogênio. Este ambiente regulatório exigia combustíveis de queima mais limpa e novos aditivos para combustíveis.
A geopolítica desempenhou um papel enorme. O embargo petrolífero árabe de 1973-1974 e a Revolução Iraniana de 1978-1979 interromperam o fornecimento. A produção nacional não conseguiu acompanhar. As importações de petróleo bruto dos EUA caíram 30% durante o embargo. Os preços subiram. O preço mundial do petróleo bruto saltou de cerca de 14 dólares por barril no início de 1979 para mais de 35 dólares em Janeiro de 1981. Os preços só estabilizaram em 1983, oscilando entre 28 e 29 dólares por barril.
Os pesquisadores começaram a procurar alternativas. Em agosto de 1982, a primeira Conferência Internacional sobre Óleos Vegetais e Vegetais ocorreu em Fargo, Dakota do Norte. Os tópicos variaram de custos de combustível a métodos de extração.
A legislação continuou a mudar. As alterações da Lei do Ar Limpo de 1990 introduziram regras mais rígidas sobre emissões de veículos. A gasolina exigia maior teor de oxigênio para reduzir o monóxido de carbono. O combustível diesel precisava de níveis mais baixos de enxofre.
A Lei de Política Energética (EPACT) de 1992 teve como objetivo aumentar o uso de combustíveis alternativos nas frotas governamentais. Procurou reduzir a dependência do petróleo estrangeiro. A alteração do EPACT de 1998 esclareceu que os veículos governamentais a diesel existentes poderiam utilizar biodiesel. Esta foi considerada uma alternativa aceitável à compra de veículos dedicados a combustíveis alternativos.
Com as regulamentações mais rigorosas e a volatilidade dos preços do petróleo, as alternativas petrolíferas ganharam força. Mas o biodiesel não é um substituto perfeito para a gasolina ou o diesel padrão. Examinaremos os prós e os contras a seguir.
Por que o biodiesel limpa o ar
A defesa ambiental do biodiesel não é apenas um chavão. É mensurável. O biodiesel queima de forma mais limpa do que o petrodiesel padrão. Ele se decompõe mais rápido. É renovável. Estes não são pequenos ajustes. São vantagens estruturais que importam quando se olha para a química do escapamento.
A legislação sobre emissões impulsiona muito esse interesse. Os legisladores se preocupam com os compostos de enxofre. Eles causam chuva ácida. O monóxido de carbono mata. O dióxido de carbono retém o calor. Existem também os perigos menos visíveis: os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP). Esses compostos em forma de anel estão ligados ao câncer. O material particulado prejudica os pulmões. Hidrocarbonetos não queimados criam poluição atmosférica.
O biodiesel resolve esses problemas.
É o único biocombustível que passou nos testes de emissões da Lei do Ar Limpo. Pure B100 reduz as emissões de dióxido de carbono em 78%. Reduz as propriedades cancerígenas do combustível diesel em 94%. Esses dados vêm do National Biodiesel Board e do US DOE Office of Transportation Technologies. Números como esse não aparecem por acaso. Eles são o resultado de estruturas químicas específicas em ésteres metílicos de ácidos graxos.
A limpeza é mais fácil (e segura)
Derramamentos acontecem.
Quando o diesel derrama, ele permanece. Permanece no solo e na água. O biodiesel degrada-se a uma taxa quatro vezes mais rápida que o diesel convencional. A EPA confirma isso. Agentes naturais, como bactérias, destroem-no rapidamente. Se você virar um tanque de biodiesel, a limpeza será administrável. O dano ecológico está contido. Isso também se aplica a misturas.
Há também o fator de segurança. O biodiesel não é tóxico. É cerca de 10 vezes menos tóxico que o sal de cozinha. Seu ponto de inflamação é maior. Requer mais calor para acender. Isso torna o armazenamento mais seguro. Os regulamentos de transporte são menos restritivos. Você não precisa dos mesmos protocolos de materiais perigosos para um caminhão que transporta B20 como precisaria para diesel de petróleo puro.
Seu motor agradecerá
Os mecânicos sabem que o combustível atua como lubrificante. O diesel de petróleo com baixo teor de enxofre retira essa lubrificação do sistema. Isso deixa vulnerável o contato metal-metal. O biodiesel resolve isso.
Atua como solvente. Ele solta depósitos de carbono e sujeira das partes internas do motor. Esses depósitos podem causar obstruções. O biodiesel os remove. Como não deixa resíduos, o motor funciona de forma mais limpa com o tempo. O desgaste a longo prazo diminui.
Você não precisa de 100% biodiesel para sentir isso. Uma mistura de apenas 1% aumenta a lubricidade do combustível em até 65%. O Escritório de Tecnologia de Transporte do DOE dos EUA apóia esse número. Menos atrito significa menos calor. Menos calor significa maior vida útil dos componentes. As bombas injetoras duram mais. As vedações permanecem flexíveis.
Reduzindo a dependência de importação
A segurança energética é uma prioridade nacional. Os EUA importam uma enorme quantidade do seu petróleo. A oferta global está diminuindo. Os preços flutuam com a instabilidade geopolítica. O biodiesel oferece uma alternativa.
A maior parte do biodiesel dos EUA vem do óleo de soja. A soja é uma importante cultura nacional. É cultivado no Centro-Oeste, em estados como Illinois, Iowa e Ohio. Se você produzir o combustível localmente, reduzirá a dependência de petróleo estrangeiro. Você mantém o capital dentro da economia doméstica. Não resolve todos os problemas energéticos. Mas alivia a demanda. Fornece uma proteção contra choques de oferta.
Não se trata de substituir todo o diesel amanhã. Trata-se de adicionar uma camada de resiliência à infraestrutura existente. Você pode usá-lo em quase todos os motores diesel com pouca ou nenhuma modificação. O hardware não precisa mudar. O combustível muda.
Os benefícios são claros. Ar mais limpo. Manuseio mais seguro. Melhor lubrificação do motor. Produção doméstica. No entanto, existem obstáculos. Desempenho em tempo frio. Compatibilidade de material com vedações mais antigas. Logística da cadeia de suprimentos.
Os contras e o futuro
O biodiesel não é uma solução mágica. Tem dentes.
Você obtém partículas mais limpas, com certeza. Mas a compensação repercute de maneiras inesperadas. Alguns problemas residem na química do combustível. Outros provêm da realidade confusa das cadeias de abastecimento.
O problema do NOx
Aqui está a primeira dor de cabeça: óxidos de nitrogênio.
Quando os fabricantes de diesel eliminam as partículas, os níveis de NOx geralmente aumentam. Essas emissões alimentam a poluição atmosférica. O biodiesel não é exceção.
Parte disso é gerenciável por meio do ajuste do motor. Mas o ajuste nem sempre é viável para todos os motoristas. Os pesquisadores estão em busca de tecnologia para limitar esses picos de NOx. É uma batalha contínua.
A armadilha do solvente
O biodiesel atua como solvente. Isso é ótimo para limpar tanques. É terrível para filtros antigos.
Se você estiver dirigindo um diesel anterior a 1992, cuidado.
O combustível libera décadas de sujeira em suas linhas. Essa lama então viaja rio abaixo. Isso obstrui seu filtro de combustível.
Os fabricantes alertam para trocar a bomba de combustível imediatamente ao mudar para misturas de alta concentração. Os sistemas mais antigos não foram construídos para este nível de poder de limpeza.
Pior ainda, o biodiesel decompõe a borracha.
Linhas de combustível antigas? Eles apodrecem. Selos? Eles se dissolvem. Você precisará substituir esses componentes de borracha ou enfrentar vazamentos. Muitos fabricantes incluem agora o biodiesel nas garantias. Isso não significa que as peças sobreviverão.
Acerto de potência e eficiência
Não espere a mesma energia do seu pedal.
Há uma ligeira queda na economia de combustível. O poder também sofre um golpe. Em média, você perde cerca de 10% de sua produção.
A matemática é simples. São necessários cerca de 1,1 galão de biodiesel para igualar a energia de um galão de diesel padrão. Você queima mais para percorrer a mesma distância.
A barreira de custos
O panorama geral é onde o biodiesel sangra dinheiro.
O custo é o principal obstáculo. De acordo com a EPA, o B100 puro custa entre US$ 1,95 e US$ 3,00 por galão. As misturas B20 ficam cerca de 30 a 40 centavos acima dos preços padrão do diesel.
A volatilidade das matérias-primas e do mercado impulsiona estes números. Uma semana é barato. O próximo, é um item de luxo.
Disponibilidade: um mapa de retalhos
Você não encontrará biodiesel em todas as estações dos 50 estados. Mas você pode obtê-lo em qualquer lugar.
Existem três canais principais:
– Direto do fornecedor
– Através de distribuidores de petróleo
– Em bombas públicas
Atualmente, 19 produtores membros do NBB comercializam biodiesel nos EUA. Se você estiver fora dos EUA, consulte a agência local de biocombustíveis para obter mapas de estações.
A escala de produção
Quanto está realmente sendo feito?
Com tantos produtores – federais, privados, industriais – é difícil definir um único número claro. Neste momento, os EUA produzem cerca de 75 milhões de galões anualmente.
A produção é flexível. Ele pode aumentar ou diminuir com base na demanda.
Quem realmente usa isso?
Os veículos de frota dominam o mercado. A Clean Fuels Alliance relata mais de 100 frotas que utilizam biodiesel.
Veja a lista:
– Serviço Postal dos EUA
– Força Aérea dos EUA
– Exército dos EUA
-NASA
– Departamento de Energia dos EUA
– Duque Energia
– Energia e luz da Flórida
– Ônibus urbanos do metrô de Cincinnati
O transporte público também está aderindo. Os alvos futuros incluem motores marítimos, equipamentos agrícolas e sistemas de aquecimento doméstico.
O vento favorável político
A conscientização está crescendo. Os biocombustíveis estão passando de tecnologia de nicho para conversa à mesa de jantar.
O apoio político está a aumentar em torno deles. A alteração do EPACT de 1998 abriu um precedente. Os combustíveis alternativos serão em breve uma necessidade e não uma escolha.
É um trabalho constante em andamento. Quer ganhe o destaque dos veículos eléctricos ou fique em segundo plano, a infra-estrutura está a endurecer lentamente. O motor funciona. O filtro está obstruído. O custo flutua. Mas o impulso está aí.
