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Por um ar mais puro

Diante de altos índices de poluição, reduzir os gases que causam o envenenamento do ar se torna necessário. Em parceria com a Petrobras, grupo de pesquisa desenvolve projeto para redução de enxofre no óleo diesel, através de energia alternativa



O que é um hidrocarboneto? Basicamente, é um composto químico formado por átomos de carbono e de hidrogênio. O óleo diesel, um derivado do petróleo, utilizado para abastecer veículos como ônibus, caminhões e camionetes, é constituído por hidrocarbonetos. Um motor movido a óleo diesel tem sua vida útil cerca de 30% maior que outro movido a gasolina, e ainda gasta menos combustível. Em contrapartida, este motor torna-se mais caro e menos ágil.

Dado o momento em que todos os olhares se voltam ao meio ambiente, é preciso estudar maneiras de diminuir a emissão de poluição. Uma das principais questões envolvendo o óleo diesel é justamente essa: a poluição a partir de sua queima. Quando um combustível sofre combustão, moléculas de nitrogênio e enxofre são liberadas na atmosfera. A quantidade dessas moléculas é maior no diesel, por isso ele é mais poluente que outros combustíveis, como a gasolina e o álcool. São essas moléculas que causam problemas para o meio ambiente, como a chuva ácida.

Contrabalanceando benefícios e desvantagens, uma coisa é certa: se o uso do diesel é indispensável, reduzir seus prejuízos na natureza é tão importante quanto.

Foi buscando exatamente isso que, em 2006, a Petrobras iniciou mais um projeto com o Laboratório de Análises Químicas Industriais e Ambientais (Laqia), dentro de um convênio que já existe desde 2004 com a UFSM. O projeto da empresa estatal com o grupo de pesquisa da Universidade concentra-se na busca de alternativas para o melhoramento do óleo diesel, com foco na redução dos compostos de enxofre e nitrogênio do combustível

REDUZIR E REMOVER 

O processo para melhorar a qualidade do diesel é feito em duas etapas. Quando se trabalha com reações químicas, temperatura e pressão são fatores muito importantes. Aumentar pressão e temperatura geralmente acelera a reação, mas isso acaba aumentando o grau de dificuldade para realizá-la.

Industrialmente, o processo de remoção do enxofre do óleo diesel é feito através de um processo de hidrogenação. Nesse processo, utiliza-se uma temperatura de 300 graus centígrados e 200 atmosferas de pressão. O resultado obtido é um diesel contendo de 100 a 500 partes por milhão (ppm) de enxofre. Segundo o professor do Departamento de Química e coordenador do projeto, Érico Marlon Moraes Flores, a hidrogenação não consegue remover todos os compostos de enxofre, uma vez que alguns deles são tão resistentes que permanecem no óleo diesel.

A equipe do Laqia propôs, então, uma mudança. Em vez de retirar as moléculas poluentes do combustível através da hidrogenação, resolveu partir para um processo de oxidação assistido por ultrassom. Nesse novo processo, consegue-se trabalhar com temperatura de 90 graus e pressão atmosférica, ou seja, sem a necessidade de adição de hidrogênio. O resultado foi surpreendente. Trabalhando com temperatura e pressão baixas, chegou-se à marca de cinco partes por milhão.

POR QUE ULTRASSOM? 

A energia do ultrassom é utilizada para acelerar reações químicas. Nesse caso, o uso do ultrassom dispensa temperatura e pressões muito altas, facilitando o processo. Ele aumenta a eficiência da reação e ainda diminui o uso de agentes químicos, solventes e reagentes. Por isso, é considerado uma tecnologia alternativa, já que permite trabalhar com condições não tão severas, reduzindo, assim, a energia utilizada no processo.

Conforme o professor Érico, o ultrassom possui ainda algumas peculiaridades em relação a outras radiações, como a formação de bolhas de cavitação. São elas as responsáveis pela rapidez do processo. Essas bolhas são pequenas gotículas de gás que surgem de maneira dissolvida no meio líquido.

Sob ação do ultrassom, essas bolhas começam a pulsar e vão aumentando de tamanho até que implodem. Ao implodir, elas promovem jatos de alta pressão e velocidade no meio líquido, chegando até 400 metros por segundo. Com o aumento da temperatura, há uma agitação muito grande no meio — o que facilita o contato dos reagentes e acaba acelerando a reação.

Sem o ultrassom, a reação de retirada das moléculas de enxofre e nitrogênio do diesel demora cerca de seis horas. Já, com o uso do ultrassom, esse tempo cai para cerca de quinze minutos, o que significa que a reação torna-se vinte e quatro vezes mais rápida.

MAIS PERTO DO QUE VOCÊ IMAGINA 

O projeto para melhorar a qualidade do diesel resultou em uma série de benefícios. A equipe do Laqia conseguiu desenvolver o método para remoção efetiva de enxofre e nitrogênio assegurando que o combustível estivesse dentro das especificações, e dentro das novas recomendações da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, a ANP. E, além disso, utilizando uma tecnologia que gasta menos energia e, consequentemente, causa menos danos ao meio ambiente.

Até o final de 2012, além do óleo diesel comum, que contém 500 ppm de enxofre, os postos brasileiros disponibilizavam também um diesel menos poluente, o S50. A letra ‘S’ é o símbolo do elemento enxofre, e o número é o mesmo que o ppm, ou seja, 50 mg de enxofre por litro de diesel.

Atendendo a medida do Programa da Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores, Proconve, em  janeiro deste ano o diesel S50 começou a ser substituído pelo S10, ou seja, com teor de enxofre ainda menor. Os benefícios do novo combustível são visíveis para quem abastece.

O advogado Walter Mendes Mucha, que faz uso do novo diesel para abastecer a sua camionete, diz perceber a diferença entre os combustíveis pelo cheiro produzido pelo diesel S10, segundo ele, menos forte que o do diesel comum. Ainda que quisesse abastecer com o diesel comum, Walter não poderia, já que sua camionete foi produzida para rodar apenas com o S10.

Desde o ano passado, os motores a diesel estão sendo fabricados para rodar somente com este tipo de diesel, podendo comprometer seu funcionamento caso sejam abastecidos com o comum. Caso o motorista insista, os postos de combustíveis podem exigir sua assinatura, responsabilizando-se pelos danos que o diesel comum possa vir a causar em seu veículo. Já o contrário não causa risco nenhum. Motores anteriores a 2012 podem abastecer sem problemas com o novo diesel.

Com o diesel S10, o lubrificante do veículo pode ser trocado em um maior intervalo de tempo, já que ele reduz a incidência de contaminantes do lubrificante. Além disso, esse combustível melhora a partida a frio, sistema que impulsiona o funcionamento dos veículos em dias de baixas temperaturas, e ainda diminui a emissão de fumaça branca, prejudicial ao meio ambiente.

Todas essas vantagens vêm do melhoramento do combustível, da redução do enxofre em sua fórmula. Mas isso depende da complexidade do processo de refinamento do combustível, o que custa caro. O resultado está na tabela de preços: o diesel S10 é mais caro que o comum.

DESPOLUIR É PRECISO 

Muitos dos processos industriais dependem da utilização de combustíveis em alguma etapa. Eles são necessários para que fábricas, usinas e veículos possam funcionar. Em contrapartida, a queima de combustíveis fósseis, que permitiu o desenvolvimento industrial, acarretou também a poluição do meio ambiente.

O enxofre é liberado na atmosfera a partir da queima do óleo diesel, da sua matéria prima, o petróleo, e também do carvão. Uma vez no ar, ele entra em contato com o oxigênio, ocasionando aquela nuvem escura que paira sobre os grandes centros.

No ar, as moléculas de enxofre causam inúmeros problemas à saúde. A exposição contínua a essa poluição pode causar irritação no nariz e garganta, ocasionando tosse e falta de ar, além de agravar doenças respiratórias, como asma e bronquite, e doenças cardiovasculares.

Em reação com a água presente na atmosfera, o enxofre é um dos causadores da chuva ácida. A chuva contém um pequeno grau de acidez naturalmente, mas a emissão de gases como o enxofre intensifica esse efeito a ponto de causar prejuízos ao meio ambiente.

Ao chegar até as nuvens, as moléculas de enxofre reagem, formando ácido sulfúrico, resultando na chuva ácida. Os principais problemas causados pelo fenômeno são a destruição da cobertura vegetal, como florestas e lavouras, a alteração de ecossistemas presentes em lagos e rios, a contaminação da água potável e, ainda, a destruição de monumentos e construções. Além disso, a chuva ácida pode cair em locais distantes de onde se originou a poluição. Isso se dá graças à ação dos ventos, que podem levá-la até quilômetros de distância.

O projeto de redução do enxofre no óleo diesel por meio do ultrassom segue em andamento. A pesquisa já rendeu a patente do projeto junto à Petrobras, uma menção honrosa pelo Prêmio Capes de Tese em 2012 e o Prêmio Inventor 2012 da Petrobras. Além disso, foi construído na UFSM o Centro de Estudos em Petróleo, o Cepetro, onde as pesquisas estão sendo desenvolvidas. Através da tecnologia alternativa, o diesel vai sendo melhorado para que o produto final resulte em um combustível menos poluente, um ar mais puro para o meio ambiente e para a população.

Érico, Cláudio e Paola, parte da equipe do Laqia no Cepetro

Érico, Cláudio e Paola, parte da equipe do Laqia no Cepetro

Repórter: Natascha Carvalho

Fotografia: Pedro Porto

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