Atalho para o biodiesel

Pesquisa demonstra que substância encontrada na casca de ovo substitui com vantagens catalisadores usados no processo de produção do combustível

Ana Rita Araújo

Toneladas de cascas de ovos de galinha desperdiçadas pela indústria alimentícia agora podem ter finalidade nobre na síntese de biocombustíveis. Pesquisa desenvolvida no Laboratório de Ensaios de Combustíveis (LEC) do Departamento de Química do Instituto de Ciências Exatas (ICEx) revelou que o gliceróxido de cálcio obtido das cascas substitui com vantagens os chamados catalisadores homogêneos, utilizados comercialmente. “Trata-se de algo simples, mas tecnologia é isso: quanto mais simples, mais chance de ser aplicada, especialmente quando é eficiente”, pondera a professora Vânya Pasa, que realizou a pesquisa com o aluno de graduação Gustavo Pereira dos Reis, do 7º período de Química Tecnológica.

Segundo ela, catalisador é a substância que cria um caminho alternativo mais fácil para que a reação química ocorra, por reduzir a energia necessária ao processo e aumentar a sua velocidade. A indústria se vale de catalisadores homogêneos, ou seja, líquidos como o óleo, devido à facilidade de acesso aos sítios reativos das moléculas, por estarem os três – catalisador, óleo e álcool – na mesma fase. Contudo, tais catalisadores precisam ser retirados do combustível, exigindo sucessivas lavagens e gerando grandes volumes de efluentes líquidos que requerem tratamento. Os catalisadores homogêneos também podem formar sabões que favorecem a formação de emulsões, dificultando a etapa final de purificação do biodiesel. “Há muitos trabalhos no mundo inteiro que buscam o desenvolvimento de catalisadores sólidos, ou heterogêneos, que possam ser eficientes e separados em uma simples filtração”, comenta a professora.

Os catalisadores sólidos em desenvolvimento e apresentados na literatura também são alvos de críticas, sobretudo por demandarem processos muito caros de obtenção, que em geral envolvem nanotecnologia e uso de metais caros como lantânio, ouro, nióbio e outros. Também nesse aspecto, o novo material superou as expectativas “Trata-se de tecnologia de baixo custo, de fácil aplicação, eficiente, ecologicamente correta e de importância industrial”, descreve Vânya Pasa, lembrando que é preciso reduzir o custo do biodiesel e encontrar soluções cada vez mais baratas para a área de energia. O novo catalisador apresentou estabilidade, podendo ser reutilizado sem perda de atividade. Outra vantagem percebida é que o gliceróxido de cálcio é eficiente para processar óleos de alta acidez, considerados menos nobres para a produção de biodiesel. Nesse caso ele é ativo tanto na etapa de esterificação quanto de transesterificação, permitindo que as duas reações sejam feitas em um único estágio, simplificando o processo. “Também fizemos testes com etanol ao invés de metanol, cuja síntese é mais difícil, e o resultado foi igualmente muito bom”, informa a professora.

Obtenção

Responsável pelo controle de qualidade dos combustíveis comercializados em 550 cidades de Minas Gerais e coordenadora de grupo de pesquisas na área, Vânya Pasa conta que foi procurada por um microempresário do setor de alimentos que pediu uma solução “para as montanhas de casca de ovos que ele produzia”. Após confirmar na literatura que a casca de ovo é constituída predominantemente de carbonato de cálcio, a professora decidiu testar algumas ideias para converter o insumo em outras moléculas ativas como catalisador para produção de biodiesel, o que foi feito com a ajuda do bolsista de iniciação científica Gustavo Pereira dos Reis.

Previamente lavadas, as cascas de ovos de galinha coletadas no restaurante universitário do campus Pampulha permaneceram por 12 horas em estufa a 105 °C, para secagem. Posteriormente, o material foi triturado em moinho de facas, resultando em um pó fino, tratado a elevadas temperaturas, com uso de um forno com atmosfera controlada. O produto foi acondicionado em dessecador para então ser convertido no gliceróxido de cálcio usado nas reações. O resultado dos testes foi “surpreendentemente muito bom”, informa a professora, lembrando que além de alto rendimento, o produto tem alta pureza e é fácil de separar do óleo. Superior aos catalisadores homogêneos comerciais, o produto também superou todos os outros catalisadores sólidos sofisticados já testados no LEC, como óxidos nanoestruturados e materiais lamelares.

“Mas tivemos uma dúvida: será que era bom porque durante o processo se tornava homogêneo, ou seja, solubilizado?”, comenta a professora, que também se animou com o resultado do teste de solubilidade. “Procuramos saber quanto de cálcio estava solúvel, já que a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) regulamenta o percentual de cálcio, por ser uma impureza que não pode estar no produto em grande quantidade”, informa.

Nos testes comparativos, os pesquisadores observaram que os catalisadores comerciais se dissolvem e contaminam mais o biodiesel. “O nosso é mais estável termicamente e se solubiliza muito menos. Estamos falando de um produto análogo, mas com propriedades diferenciadas que levam a uma tecnologia verde, porque aproveita um resíduo”, diz a professora. Com relação aos percentuais, os testes revelaram que a contribuição homogênea do catalisador é inferior a 6%, o que não compromete o uso do produto, pois predomina a catálise heterogênea, que é bastante vantajosa. “Esse pequeno teor de cálcio solubilizado também pode ser facilmente retirado do biocombustível, visando atender a legislação brasileira”, afirma a pesquisadora.

Cadeia produtiva

O uso do catalisador desenvolvido pode ser benéfico não apenas para a grande indústria, mas também para pequenos produtores rurais, afirma Vânya Pasa, lembrando que o Brasil tem procurado formas de fortalecimento da agricultura familiar. Ela sugere um modelo em que o agricultor plante a oleaginosa – da qual possa extrair o óleo –, produza o álcool (etanol de cana-de-açúcar) a ser usado e faça o processamento com o catalisador obtido das cascas de ovos. Assim poderá produzir localmente o biodiesel que vai movimentar as próprias máquinas. Segundo ela, no mercado existem pequenas unidades de produção de biodiesel, que poderiam gerar o biocombustível necessário para movimentação de caminhões e maquinários e também acionar geradores de energia elétrica, em áreas mais distantes.

As cascas, que representam 10% do peso do ovo, são resíduos gerados em grande quantidade, especialmente por empresas que processam ovo em pó ou líquido e por panificadoras, indústrias de biscoitos, massas e bolos. Como não há aproveitamento bem estabelecido para o resíduo, boa parte das cascas, cerca de 5,92 milhões de toneladas por ano em todo o mundo, tem o lixo como destino, e pequena parcela desse montante é utilizada na composição de rações animais.

Vânya Pasa destaca que os biocombustíveis têm sido priorizados como alternativa complementar da matriz energética de vários países, com o objetivo de reduzir o impacto dos gases do efeito estufa, apontados como as principais causas das mudanças climáticas. Estudos também apontam para a redução das reservas de petróleo, incompatíveis para suprir, no futuro, toda a demanda de uma população mundial crescente. “O Brasil tem sido reconhecido como um modelo a ser seguido, uma vez que os biocombustíveis há muito participam, significativamente, de sua matriz energética”, diz a professora, lembrando que na Argentina grande parte dos fazendeiros opta pela produção local de biodiesel, para evitar a dependência da grande indústria.

Prestes a publicar artigo sobre o trabalho, Vânya Pasa conta que recentemente descobriu que um grupo de pesquisa chinês chegou simultaneamente aos mesmos resultados e demonstrou, como ela, o potencial dos catalisadores a partir de cascas de ovos. “Como eles tinham acabado de publicar, nosso trabalho não pode ser considerado inédito nem gerar patente. Mas estamos divulgando, para tornar esse conhecimento de domínio público, capaz de ser aproveitado”, informa. Outras pesquisas têm sido feitas com o óxido de cálcio, com o objetivo de testar modificações estruturais que possam aumentar sua atividade e capacidade de uso. “A ideia é trabalhar mais com o cálcio animal e encontrar formas de reaproveitamento do resíduo”, aponta a pesquisadora.

*Colaborou Lena Alves, jornalista do Icex