Coluna Paulo Suarez: A qualidade da matéria-prima

A rota de transesterificação alcalina homogênea, que utiliza como catalisadores soda cáustica ou outras bases fortes, é sem dúvidas a principal tecnologia utilizada no mundo para a produção de biodiesel. No Brasil, apenas uma empresa em operação e outra em construção não a utilizam. Os principais motivos para essa tecnologia ser quase unanimidade são os baixos custos e a alta atividade desses catalisadores, que tornam o processo extremamente rápido.

No entanto, os processos que utilizam a tecnologia de transesterificação possuem uma séria limitação no que diz respeito ao alto grau de pureza necessário para as matérias-primas, o que poderá comprometer a hegemonia dessas tecnologias no futuro. De fato, analisando as propostas divulgadas pela internet das principais empresas fornecedoras de plantas industriais para produção de biodiesel, percebe-se que elas garantem conversão de 99% do óleo em biodiesel somente se usado óleo refinado e álcool metílico anidro. Ou seja, as matériasprimas devem estar isentas ou com baixíssimos teores (usualmente recomenda-se inferior a 0,5%) de ácidos graxos livres, fosfatídeos (gomas) e água.

Mas qual a razão para a eficiência dos processos alcalinos estarem fortemente ligados com a pureza do óleo e do álcool? A resposta é justamente a natureza dos catalisadores. Os ácidos graxos e as gomas reagem rapidamente com os catalisadores básicos, como a soda cáustica, para formar sabões. O primeiro efeito negativo dessa reação química é, obviamente, que ela consome parte do catalisador, sendo necessário colocar um excesso dele para garantir que a sua ação catalítica ocorra de forma eficiente. O outro fator é a própria formação de sabão, que irá dificultar a separação da glicerina e do biodiesel no final do processo, ou, dependendo da quantidade formada, mesmo inviabilizá-la – além de tornar mais complexa e onerosa a lavagem e purificação do biocombustível. Por outro lado, a presença da água favorece uma reação conhecida pelo nome de hidrólise, na qual o óleo vegetal ou o biodiesel reagem com a água formando ácidos graxos, que por sua vez irão consumir o catalisador e formar mais sabão.

Assim, o uso de óleos ou gorduras brutas e de álcool hidratado, que são matérias-primas muito mais baratas, tornase praticamente inviável para produzir biodiesel com alto rendimento e com o grau de pureza requerido. Entenda-se aqui como grau de pureza o mínimo necessário para atender as especificações exigidas para o biodiesel pela resolução ANP 7 de 2008 ou qualquer outra norma internacional de qualidade.

Mas existe alguma solução para contornar a presença de impurezas? Se o grau de acidez ou o teor de água não forem tão altos, até é possível contornar esses problemas com a adição de grandes excessos de álcool e de catalisador. No entanto, deve-se ter claro que essa opção só é possível para teores não muito elevados de impurezas e também que essa alternativa implicará em maior custo operacional. De fato, além da necessidade de uso de quantidades muito maiores de álcool, isso implicará em custos adicionais para destilar o álcool no final do processo.

Paulo Suarez, professor do Instituto de Química da Universidade de Brasília (IQ-UnB) e foi vencedor do Prêmio Mercosul de Ciência e Tecnologia em 2005.