Laboratório da Ufam desenvolve combustível para avião e navio a partir de gordura industrial
Já foram produzidas frações de biogasolina, bioquerosene, diesel verde e até um equivalente ao bunker usado em navios. Resíduo no fundo da destilação a vácuo tem potencial de ligante asfáltico e já está em teste
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Diariamente as indústrias do Polo Industrial de Manaus (PIM) e os restaurantes da cidade produzem aproximadamente 20 toneladas de resíduos de caixa de gordura. Esse material é recolhido e enviado a uma empresa responsável pelo descarte adequado desses rejeitos. O que para muitos seria algo sem valor, para um grupo de pesquisa da Universidade Federal do Amazonas (Ufam) é ouro, ou melhor: é biocombustível.
O projeto desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa em Tecnologias Biossustentáveis da Amazônia (GP-TECBIOAM) já produziu em laboratório frações de biogasolina, bioquerosene, diesel verde e até um combustível equivalente ao bunker usado em navios. A matéria-prima é a gordura coletada nas caixas de gordura do polo industrial, um resíduo que hoje termina, em grande parte, em incineradores.
O responsável pela pesquisa é o professor Douglas Alberto Rocha de Castro, doutor em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia pela Universidade Federal do Pará (UFPA) e docente do Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Tecnologia da Ufam desde 2024. Ele também integra os programas de pós-graduação em Engenharia Civil e em Engenharia Mecânica da Universidade.
De resíduo a bio-óleo
O ponto de partida é a gordura bruta recolhida de caixas separadoras de empresas do polo, de restaurantes da cidade e até de shoppings centers. Antes de entrar no reator, o material passa por um pré-tratamento para retirar água, areia e, principalmente, os saponificáveis, substâncias que formam sabão e que, nos testes iniciais, faziam a gordura se expandir dentro do equipamento e comprometer o desempenho do catalisador.
“A gente realiza o processo de desaponificação da gordura, retira os sabões solúveis, faz lavagens com água para tirar o excesso de ácido e aí insere ela no reator de craqueamento”, explica o professor Castro.
Dentro do reator, ocorre o craqueamento termocatalítico: a gordura é aquecida até que suas as cadeias de carbono sejam quebradas em fragmentos menores. Esse processo de quebra molecular é o que transforma um material com baixo poder calorífico em compostos semelhantes aos derivados do petróleo.
No segundo estágio, com um catalisador em leito fixo desenvolvido pela equipe, é que se aperfeiçoa o resultado já obtido naquela primeira etapa: os gases gerados passam por esse material e saem com menos compostos oxigenados e maior concentração de hidrocarbonetos, e é isso que interessa para a produção de combustíveis.
“Quando eu não uso o catalisador, eu tenho em torno de 50% de hidrocarboneto. Quando eu uso, vou para 90%”, explica o professor. O rendimento do produto bruto para os biocombustíveis é considerado promissor pelo próprio pesquisador: de cada 1 kg de gordura processada, o grupo obtém cerca de 700 gramas de bio-óleo, o que representa uma taxa de conversão de aproximadamente 70%.
“O processo mimetiza com perfeição uma refinaria de petróleo tradicional, mas ele tem duas grandes vantagens: utiliza um catalisador próprio e uma matéria-prima 100% renovável e residual”, comemora Douglas Castro.
Passo a passo: da gordura ao combustível
Depois do craqueamento, o bio-óleo ainda não está pronto para uso. Ele passa por um processo de destilação fracionada, o mesmo princípio usado nas refinarias convencionais: o material é aquecido em colunas e separado por faixas de temperatura. Cada faixa corresponde a um produto diferente.
Bionafta: a fração mais leve, usada como matéria-prima na petroquímica para produção de plásticos. A composição obtida em laboratório ficou próxima à da nafta convencional.
Biogasolina: já apresenta parâmetros físico-químicos dentro das especificações da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). A equipe planeja testes com misturas a partir de 5% de biogasolina na gasolina comum, que devem ser realizados no Laboratório de Termociências da própria Ufam.
Bioquerosene: O ponto de congelamento medido foi de -20°C, enquanto o querosene de aviação comercial exige no mínimo -40°C. O produto já atende a faixas menos exigentes de aviação de pequeno porte, mas ainda não pode ser chamado de SAF (Combustível Sustentável de Aviação) por questões regulatórias. Esse produto ainda está em ajuste.
Diesel verde: entre os produtos mais próximos da especificação convencional. Viscosidade cinemática e outros parâmetros já estão dentro dos limites exigidos.
Bio HFO (biobunker): obtido numa segunda etapa de destilação a vácuo, é o combustível equivalente ao usado em motores de navios. O produto foi obtido recentemente e ainda aguarda análises completas.
O material que sobra no fundo da destilação a vácuo tem potencial como ligante asfáltico, um insumo usado na pavimentação de estradas. Ele já vem sendo testado no laboratório de pavimentação da Universidade e vem passando por ajustes para chegar ao ponto ideal.
O gargalo: o catalisador
Segundo o líder do projeto, o processo de craqueamento em si já é consolidado na literatura científica. O diferencial do grupo da Ufam, e também o principal desafio hoje, está no catalisador. “O ponto-chave é o catalisador”, afirma o pesquisador. “Se eu fizer o craqueamento sem ele, conseguimos um produto totalmente diferente”, completa.
A equipe trabalha para otimizar a formulação do material, com o objetivo de registrar uma patente. O próximo passo é enviar os biocombustíveis produzidos para análise em laboratório credenciado pela ANP, o que formalizaria a validação da rota tecnológica.
A escala também é um obstáculo a ser superado. Hoje, os experimentos são feitos em dois reatores com capacidade de 200 mililitros de matéria prima cada. Mas o grupo já está montando uma unidade semipiloto que vai permitir aumentar essa capacidade para 3 a 4 litros por batelada. Contudo, a intenção é ampliar, ainda mais, a quantidade de matéria prima processada. Por isso, o professor Castro explica que o próximo passo é buscar investimentos para obter uma planta piloto que consiga processar entre 100 e 200 litros de material e, assim, extrair bio-óleo suficiente para escalonar o processo. Mas esse avanço ainda vai depender de financiamento externo.
No presente estágio, o projeto de pesquisa é financiado pela Fundação de Ampara à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam). “Nós estamos submetendo o projeto em diversas agências de fomento nacional, como a Finep, Capes e CNPq, e também estamos tentando linhas de PD&I pelas empresas do ramo instaladas aqui no Polo Industrial de Manaus”, diz o pesquisador.
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Publicação original e imagens: TechAmazonia
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