ALVES, S. de M.

BARCELOS, E.

FURLAN JÚNIOR, J.

KALTNER, F. J.

Portuguese

Infoteca-e

A Utilização de Óleo dePalma como Componentedo Biodiesel na Amazônia¹José Furlan Júnior²Franz Josef Kaltner³Sérgio de Mello Alves4Edson Barcelos5103ISSN 1517-2244Dezembro, 2004Belém, PAIntroduçãoA possibilidade de utilização de óleos vegetais puros ouderivados destes, como combustível de motores de ciclodiesel, é conhecida desde a fase inicial de desenvolvi-mento do motor, havendo registros de utilização de óleode amendoim em experimentos realizados pelo Dr. RudolfDiesel, no ano de 1911(Diesel, 1912). Desde então, vêm-se realizando estudos para viabilizar técnica eeconomicamente o uso desta fonte energética renovável.A primeira referência sobre o assunto no Brasil foi a palestradada por Joaquim Bertino de Morais Carvalho, no Clube deEngenharia do Rio de Janeiro, em 1923 (Sá Filho et al.1979). Na década de 1940, há registro de ensaiosrealizados pelo Instituto Nacional de Tecnologia - INT eoutros órgãos governamentais utilizando diversasoleaginosas. No ano de 1981, foi criado o programa OVEGI, coordenado pela Secretaria de Tecnologia Industrial, doMinistério de Industria e Comércio-STI/MIC, no qual foramrealizados testes de bancada e frota, utilizando ésteres deóleos vegetais. Os resultados do OVEG I foram publicadosem 1985 (Brasil,1985a, 1985b).Encontra-se uma relação extensa de referências sobre oassunto. No estudo “Diagnóstico da viabilidade técnica deutilização dos óleos vegetais brasileiros comocombustíveis e lubrificantes” (Sá Filho et al. 1979), sãolistadas 85 referências primárias e 21 complementaressobre o tema.Em geral, todas as pesquisas são unânimes quanto àviabilidade técnica da utilização de óleos vegetais comocombustíveis, apesar de relatarem uma série de pequenosproblemas no funcionamento, que comprometem a utilizaçãopor longos períodos, comprovam que os custos de produçãoinviabilizam programas em larga escala, apresentamsugestões para melhorar a performance no funcionamento, enão há registro de continuação das experiências.Os óleos vegetais, somente, não tiveram aplicação comosubstituto de petróleo por razões econômicas, conclusãocomum a todas as pesquisas. A este fato, deve seacrescentar que os óleos vegetais produzidos em largaescala na Europa e EUA (colza, soja, algodão e girassol)que têm alto índice de iodo, não são os mais adequadospara a utilização “in natura”, como substituto do óleo1Pesquisa financiada com recursos do PNOPG/Processo CNPq N.º 550408/01- 0.2Eng.  Agrôn., M.Sc., Pesquisador da Embrapa Amazônia Oriental. E-mail: jfurlan@cpatu.embrapa.br3Eng. Mec., Pesquisador do Namazônia – Centro de Estudos e Pesquisa para Desenvolvimento de Tecnologia para a  Amazônia. E-mail: fjkaltner@uol.com4Quím.  Ind., M.Sc., Pesquisador da Embrapa Amazônia Oriental. E-mail: sergio@cpatu.embrapa.br5Eng. Agrôn., D.Sc.,  Pesquisador da Embrapa Amazônia Ocidental.  E-mail:barcelos@cpaa.embrapa.brFoto: Agropalma2 A Utilização de Óleo de Plama como Componente do Biodiesel na Amazôniadiesel. A utilização de óleos vegetais “in natura” é maisviável com óleos tropicais, com baixo índice de iodo,como palma, palmiste e coco (copra), em áreas com climaquente.O desenvolvimento de tecnologias para utilização de óleosvegetais “in natura” é fundamental para o desenvolvimentosocioeconômico de comunidades isoladas da Amazônia,pois o custo de transporte de óleo diesel, inviabilizaqualquer atividade econômica tradicional.Perspectivas para a utilização deóleos vegetais como combustívelAlguns fatores relevantes, que ocasionarão profundasmodificações nos mecanismos de produção, fazem omundo se voltar novamente para essa fonte alternativa deenergia. Esses fatores são:• A evolução das tecnologias de produção agrícola, quepermitem a utilização de seus produtos com vantagenseconômicas e ambientais, como matéria-prima dentro deprocessos industriais, em substituição a insumos não-renováveis.• A necessidade de implantação de programas de produçãoauto-sustentáveis (emissão zero), isto é, “negócios quesatisfaçam as necessidades atuais sem diminuir aoportunidade das gerações futuras”, em atendimento aoProtocolo de Kyoto.• A previsão de que a produção mundial de petróleoatingirá o pico entre os anos de 2004 e 2008, e asreservas mundiais a partir daí começarão à declinar(Deffeys, 2001). Como o mercado de petróleo temcrescimento de 2% ao ano, a confirmação desta premissainfluenciará fortemente o mercado de produtos agrícolasque tenham aplicação como substitutos de petróleo.• A necessidade de eletrificação de comunidades isoladas,cujo atendimento não tem viabilidade econômica, seja peladistância da rede ou pelo custo de transporte de óleodiesel.• A exigibilidade de utilização de óleos diesel combaixíssimos teores de enxofre, por questões ambientais,requerem a adição de aditivos para melhorar a qualidade delubrificação do combustível. Dentre os aditivospesquisados, os ésteres de óleos vegetais são os de maisbaixo custo, e fazem parte da formulação de diversosóleos diesel Premium, vendidos no mercado (Wedel,1999).Não se encontra no mercado tecnologia para neutralizaçãode óleos vegetais em pequena escala, isto é, os óleosvegetais produzidos por pequenos produtores precisampassar por processo de neutralização química parautilização como combustível em motores convencionaisadaptados, e não existem equipamentos no mercado paraesta operação.O desenvolvimento de equipamentos de baixo custo e fáciloperação cria condições de utilização de motores dieselcom óleos vegetais “in natura”, obtidos em pequenossistemas de produção.Com o objetivo de viabilizar a utilização de óleo de palmabruto, para desenvolver modelo de produção em sistemasustentável, estudou-se o desenvolvimento deequipamento para neutralização e degomagem de óleobruto e estudos com misturas de óleo de palmaneutralizado com óleo diesel e álcool anidro.Neutralização e degomagem de óleode palma bruto (dendê)A neutralização química do óleo vegetal é indispensávelpara que os óleos brutos tenham bom desempenho emmotores adaptados e também é a primeira etapa doprocesso de esterificação. O desenvolvimento deequipamentos específicos, para utilização em pequenaescala, é uma necessidade do programa brasileiro debiocombustíveis, com foco no pequeno produtor econsumo próximo aos locais de produção.A opção óleo de palmaSob o ponto de vista dos autores, o plantio racional dapalma africana (dendezeiro) para a utilização do óleo depalma, como combustível substituto ou componente deóleo diesel na Amazônia, é a melhor opção, quando não setem uma fonte confiável de oleaginosas nativas, pelasseguintes razões:• Propriedades físico-químicas do óleo, bastante similaresao óleo diesel.• Alta produtividade e potencial comprovado paraprodução em larga escala.• Produz o ano inteiro, o que permite menores volumes deestocagem e instalações industriais de menor porte.• O Brasil, após 30 anos de pesquisa e plantio, temtecnologia apropriada para aumentar a área plantada dessacultura perene, que produz até 5 toneladas de óleo/hectare/ano.3A Utilização de Óleo de Plama como Componente do Biodiesel na Amazônia• Pode ser plantada em extensas áreas alteradas daAmazônia.• O custo histórico de produção da tonelada de óleo depalma no Brasil varia entre US$ 200,00 e US$ 300,00(pode ser até menor em plantios de pequenos produtores)e o custo de venda no mercado internacional, média dosúltimos 30 anos é de US$ 420,00 a tonelada.• Várias regiões aptas ao plantio na Amazônia têm a infra-estrutura básica pronta (portos, estradas, etc.) paraimplantar um grande programa para produção de óleo depalma, com vantagens comparativas quanto àcompetitividade em relação aos grandes produtoresmundiais.Sob o ponto de vista técnico, não há nenhuma restrição aouso de óleos vegetais de espécies nativas, a questão ésomente econômica.Misturas de óleo de palma com óleodieselO bom resultado, obtido com a neutralização do óleo depalma, permitiu iniciar nas instalações da EmbrapaAmazônia Oriental, em Belém do Pará, no 1º semestre de2003, os estudos com misturas de óleo de palmaneutralizado com óleo diesel e álcool anidro. Utilizou-se oprocedimento a seguir, para a avaliação inicial:• Elaboração de misturas binárias de óleo diesel com óleode palma neutralizado em diversas proporções.• Elaboração de misturas ternárias de óleo diesel com óleode palma neutralizado e álcool anidro em diversasproporções.• Estocagem de todas as misturas em repouso absolutodurante 6 meses.• Avaliação das misturas ao final do período. Seleção dasmisturas em que não houve separação de fases.• Envio das misturas selecionadas para análise daspropriedades físico-químicas ao laboratório do InstitutoNacional de Tecnologia - INT, na cidade do Rio de Janeiro.• Comparação dos resultados com a especificaçãopublicada pela Agência Nacional do Petróleo – ANP, paraóleo diesel 100%.Foram selecionadas e analisadas as seguintes composições(% em volume):Misturas binárias diesel/palma –avaliação físico-química das amostras1, 2 e 3Nas misturas binárias compostas por óleo diesel e óleo depalma em percentuais volumétricos de 20%, 10% e 5%,respectivamente, podem ser feitas as seguintesobservações:• Apesar das cores das três misturas serem superiores aolimite máximo estabelecido na especificação do óleo diesel,não deverão ocorrer problemas de funcionamento nosmotores, uma vez que estas colorações mais intensas queo óleo diesel são em decorrência do corante natural doóleo de palma.• O aspecto límpido das misturas demonstrou que estassão homogêneas, caracterizadas por uma única fase,evidenciando assim a perfeita miscibilidade do óleo depalma no óleo diesel.• Observou-se uma redução proporcional no teor deenxofre na medida em que se eleva o percentualvolumétrico de óleo de palma na mistura, logo os motoresque se utilizarem destas misturas deverão apresentar níveisde Sox nas suas emissões inferiores aos gerados quandooperando com óleo diesel puro, o que é desejável para amelhoria da qualidade do ar.• As temperaturas relativas a 50% e 85% do recuperadona destilação das 3 misturas, apresentaram-se abaixo dolimite máximo estabelecido na especificação do óleo diesel.• A massa específica a 20°C das misturas, elevou-se amedida em que o teor de óleo de palma aumentou,permitindo concluir que a massa específica do óleo depalma é maior que a do óleo diesel. A mistura contendo20% de óleo de palma apresentou uma viscosidade muitopróxima do limite máximo estabelecido na especificação,logo misturas com percentuais com óleo de palmasuperiores a 20% deverão ter viscosidades acima do limitemáximo permitido.4 A Utilização de Óleo de Plama como Componente do Biodiesel na Amazônia• As misturas apresentaram resultados de viscosidade a40°C, dentro da faixa estabelecida.• As variações entre ponto de fulgor das 3 misturas sãodecorrentes da ampla faixa de repetibilidade de 5°C aceitapelo método de ensaio ABNT NBR – 7974, não sendofunção de variação do percentual do óleo de palma  namistura (Agência... 2001).• Não foi possível realizar a determinação do ponto deentupimento de filtro a frio. Alternativamente, efetuou-se oponto de névoa das misturas, cujo resultado estabeleceuque estas não deverão ser utilizadas em temperaturasinferiores a 10°C, pois os filtros de combustíveis domotor poderão sofrer obstruções decorrentes dasolidificação parcial do óleo de palma.• Verificou-se que dentre as 3 formulações, somente aque continha 5% de óleo de palma apresentou resíduo decarbono nos 10% finais de destilação, abaixo do limitemáximo estabelecido na especificação ANP para óleo diesel(Agência...  2001). As demais, contendo 10% e 20% deóleo de palma, apresentaram teores de resíduo de carbonoacima do limite máximo. Observou-se que na medida emque é aumentado o percentual de óleo de palma namistura, ocorre à elevação do resíduo de carbono.• Constatou-se a redução do poder calorífico, na medidaem que se eleva o teor de óleo de palma nas misturas emdecorrência do menor poder calorífico deste óleo vegetal.Porém, os níveis de potência e consumo do motoroperando com a mistura de 5%, deverão ser praticamenteos mesmos do funcionamento com óleo diesel puro.Misturas terciárias diesel/palma/álcool – avaliação físico-química dasamostras 4, 5, 6, 7 e 8Todas as amostras de misturas ternárias compostas poróleo diesel, óleo de palma e álcool etílico anidroapresentam-se turvas, evidenciando 2 fases na temperaturamédia ambiental de 24°C, sendo a inferior composta poróleo diesel e óleo de palma e a superior por álcool etílicoanidro. Isto é suficiente para considerá-las impróprias nacontinuidade dos testes.Recomendam-se estudos laboratoriais com menores teoresde álcool etílico anidro nas composições com óleo depalma e óleo diesel, de modo que as misturas geradasmantenham-se com uma única fase e sem turbidez, por umperíodo mínimo de 20 dias, na temperatura de 15°C.Desta forma, pode-se estabelecer o percentual máximo deálcool etílico anidro na mistura que garanta a suaestabilidade.ConclusõesDiante do exposto, considera-se que só a misturacontendo 5% de óleo de palma apresenta viabilidadetécnica que justifique o prosseguimento das investigaçõessobre o desempenho e durabilidade de motor estacionárioe de seu sistema de injeção.A avaliação dos resultados confirma uma das hipótesesiniciais da pesquisa de que é possível acrescentar até 5%de óleo de palma neutralizado ao óleo diesel na RegiãoNorte, mantendo as propriedades mínimas exigidas pelaANP, para o óleo diesel 100%.É previsível a formação excessiva de depósitos carbonososnos motores, operando com as misturas 10% e 20% deóleo de palma no óleo diesel.Referências BibliográficasAGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO (Brasil). Portaria n° 310de 27 de dezembro de 2001. Diário Oficial [da] RepúblicaFederativa do Brasil, Brasília, DF, 16 set. 2003. Seção 2.BRASIL. Ministério da Indústria e do Comércio. Secretariade Tecnologia Industrial. Obtenção de combustível de óleovegetal ao nível de propriedade rural. Brasília, 1985a.98p. Mimeografado.BRASIL, Ministério da Industria e Comércio. Secretaria deTecnologia Industrial. Óleos vegetais: experiência de usoautomotivo desenvolvido pelo programa OVEG I. Brasília,DF, 1985b. 344p. (Documentos, 21). Mimeografado.DEFFEYS, K.S. Hubbert’s Peak: the impending world oilshortage. Princeton: Princeton University, 2001.DIESEL, R. The diesel oil engine. Engineering, n.93,p. 395-406, 1912.SÁ FILHO, H. L. de; ROTEMBERG, B.; ALBUQUERQUE,S. F. de; MENDONÇA, M. C. de; MEDEIROS, P. R. da S.Diagnóstico da viabilidade técnica de utilização dos óleosvegetais brasileiros como combustíveis e lubrificantes.Informativo INT,v. 12, n.22, 1979.WEDEL, R. von. Technical  handbook  for marine biodieselin recreational boats. 2. ed. Point Richmond: CytoCultureInternational, 1999. 21p.Exemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa Amazônia OrientalEndereço: Trav. Enéas Pinheiro s/n, Caixa Postal 48CEP 66 065-100, Belém, PA.Fone: (91) 3204-1044Fax: (91) 3276-9845E-mail: sac@cpatu.embrapa.br1a edição1a impressão (2004): 300Presidente: Joaquim Ivanir GomesMembros: Gladys Ferreira de Sousa, João Tomé deFarias Neto, José Lourenço Brito Júnior, Kelly de Oliveira Cohen,Moacyr Bernardino Dias FilhoAntonio Agostinho MüllerFrancisco José Câmara FigueirêdoMarcus Arthur VasconcelosSupervisor editorial: Guilherme Leopoldo da Costa FernandesRevisão de texto: Regina Alves RodriguesNormalização bibliográfica: Regina Alves RodriguesEditoração eletrônica: Euclides Pereira dos Santos FilhoComitê depublicações:Revisorestécnicos:Expediente:ComunicadoTécnico, 103CGPE 5293MINISTÉRIO DA AGRICULTURA,PECUÁRIA E ABASTECIMENTO

A utilização de óleo de palma como componente do biodiesel na Amazônia.

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A utilização de óleo de palma como componente do biodiesel na Amazônia.

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