PROPRIEDADES BÁSICAS DOS DERIVADOS: GASOLINA, DIESEL, BIODIESEL E ETANOL

Carlos Henrique Pereira de Jesus1, Dalila Lopez Pereira Maia 2, João Henrique Paz Domingues3, Maicon Batista Santos 4, Wallace Inácio dos Santos5 , Edson

Pereira Gonzaga6

Petróleo e Gás, 3º Semestre do Centro Universitário Módulo, Caraguatatuba, São Paulo-SP, 2012.1. c a _bo uv i e @h o t m ail . c o m ; 2.d a l ilal p m@h o t m ail . c o m ; 3...

j p az d om i n g u e s @g m ail . c o m ;4. maicon . e v o l u t i on @h o t m ail . c o m ; 5. w allace _r u lle z @ v i s ta . ae r o ;

6.edsonpgonzaga@gmail.com;

Resumo: O objetivo deste trabalho e apresentar a utilização da gasolina e diesel que são os derivados do petróleo mais consumidos, especificando suas funções no mercado atual, e também mostrar que já existem alternativas energéticas, como biodiesel e etanol para suprir a demanda dos combustíveis fósseis atualmente.

Palavra Chave: Gasolina, Diesel, Biodiesel e Etanol.

Abstract: The objective of this work and present the use of petrol and diesel are the most consumed petroleum products, specifying their functions in the current market, and also show that there are already alternative energy, such as biodiesel and ethanol to meet the demand of fuel fossils today.

Key words: Gasoline, Diesel, Biodiesel and Ethanol.

1. Introdução

Os combustíveis fósseis são derivados do petróleo, desde sempre tem sido referência

como energia, mas com o tempo percebemos que tal energia, é considerada finita. Então novos

estudos mostraram que óleos a partir de matéria prima poderiam servir para formar novos

combustíveis e suprir futuramente a falta do petróleo e diminuir a emissão de poluentes para o

ar. Por tanto, surgiram os biocombustíveis, combustíveis que nada mais são óleos retirados

de vegetais ou animais. A perspectiva é de que, dentro de alguns anos, os biocombustíveis e

outras formas de energias limpas e renováveis, venham substituir o tão prejudicial petróleo

(Delgado, 2005).

2. Metodologia

O método tomado para a realização deste trabalho foi baseado em referências

qualificadas, como artigos científicos, livros acadêmicos e sites influentes relacionados ao

assunto proposto, com isso seus conteúdos foram analisados e resumidos para a formação desse

material (Szklo e Uller, 2008).

3. Objetivo

Esse trabalho tem como objetivo mostrar que combustíveis fósseis como (gasolina

diesel) tem grande influência na poluição do planeta e uma forma de diminuir essa emissão

de poluentes são os biocombustíveis que estão sendo uma boa referência para diversos países

(MACEDO, 2002).

4. Combustíveis fósseis

A gasolina é composta basicamente de hidrocarbonetos obtidos através do refino do

petróleo, esses hidrocarbonetos são membros das séries olefínica, naftênica, aromática e suas

proporções variam de acordo com a origem do petróleo, que nos dias atuais sofre diversos

processos de refino para que esses hidrocarbonetos sejam balanceados de forma que ofereçam

melhor desempenho para o motor. (Szklo e Uller, 2008).

Para se obter a gasolina podem ser usados diversos processos e os mesmos estão em

constante evolução devidos o grande progresso da tecnologia dos motores. Os motores sofriam

modificações principalmente na taxa de compressão que interfere diretamente na potência, e os

refinadores aperfeiçoavam os processos de produção da gasolina para poder suprir o motor e a

sua potência. O grande aumento do consumo também foi um fator importante para

desenvolvimento tecnológico dos processos de produção que crescia cada vez mais para atender

a demanda. (Cláudio, 2004).

4.1 Alguns processos de produção da gasolina são

A destilação, recuperação de gasolina natural, craqueamento, hidrocraqueamento,

reforma, aquilação ou alcoilação, polimerização e isomerização. O uso de cada processo

dependerá do tipo do petróleo . Contudo o mais comum é a destilação e o craqueamento.

(Szklo e Uller, 2008).

Na destilação o petróleo é aquecido entre 350°C – 400°C e depois é bombeada para uma

torre de fracionamento, a pressão atmosférica faz que eles se dividam em várias frações,

gasolina, querosene, parafina, óleo diesel, etc. (Szklo e Uller, 2008).

O Craqueamento consiste em provocar a “quebra” ou “ruptura” das moléculas dos

hidrocarbonetos de alto ponto de ebulição para produzir os de baixo ponto de ebulição na faixa

da gasolina, nesse caso pode ser usado processo térmico ou catalítico. No processo térmico as

frações mais pesadas são submetidas sob temperaturas elevadas e sob pressão por um

determinado tempo. O catalítico permite o uso de pressões baixas, e os catalizadores

empregados são várias como argilas naturais, compostos sintéticos contendo sílica, etc. O

craqueamento catalítico tem ótimo componente para mistura, pois tem alto nível de octano,

assim além de aumentar a produção da gasolina serve como processo para melhorar a

octanagem. (Szklo e Uller, 2008).

No Brasil a gasolina é classificada em dois tipos, A (sem álcool), ela e produzida e

entregue as distribuidoras constituindo-se basicamente de naftas, ela pura e serve como base

para os poços revendedores e do tipo B (com álcool) que se encontra nos postos

revendedores já com a porcentagem de álcool que varia entre 22% e 25% conforme as

exigências da agência responsável pelo regulamento. (MACEDO, 2002).

4.2 Óleo diesel

Óleo diesel é um combustível fóssil derivado do petróleo, constituído basicamente por

hidrocarbonetos, o óleo diesel é um composto formado por átomos de carbono, hidrogênio e em

baixas concentrações por enxofre, nitrogênio e oxigênio e selecionados de acordo com as

características de ignição e de escoamento adequadas ao funcionamento dos motores diesel.

É um produto inflamável, medianamente tóxico, volátil, limpo, inseto de matéria sem

suspensão e com odor forte e característico. O óleo diesel é utilizado em motores de combustão

interna e ignição por compressão (motores do ciclo a diesel) empregados nas mais diversas

aplicações, tais como automóveis, ônibus, caminhões, pequenas embarcações marítimas,

maquina de grande porte, locomotivas, navios e aplicações estacionarias (geradores elétricos,

por exemplo). Em função dos tipos de aplicações o óleo diesel apresenta características e

cuidados diferenciados. A parte do refino do petróleo obtém-se, pelo processo inicial de

destilação atmosférica, entre denominação de óleo diesel leve e pesadas básicas para a

produção de óleo diesel. A elas podem ser agregadas outros frações como nafta, o querosene e

o gás óleo leve de vácuo resultante no produto conhecido como óleo diesel. As incorporações

destas e de outras obtidas por outros processos de refinação energéticos Brasileiro é apoiado

entre outros pontos no transporte de cargas em motores diesel, por via rodoviário, em

detrimento do transporte ferroviário, fluvial ou cabotagem. Isso faz com que o óleo diesel seja

o derivado a parti do refino de petróleo, reduzindo o seu teor de enxofre (Szklo e Uller, 2008).

4.3 Conceitos gerais

Rudolf Diesel em 1892 conquistou sua patente para o motor a diesel de compressão,

entretanto, seu projeto original que utilizava carvão em pó como combustível, não obteve muito

sucesso. Sendo assim, vendo as vantagens dos derivados de petróleo, teve uma brilhante idéia,

de “tirar” benefício desses derivados, fazendo assim, portanto experiências com os mesmos,

que resultou em um novo protótipo de motor (o motor a diesel) em 1895. Hoje, tanto o motor

quanto o combustível selecionados ainda carregam o nome de Diesel. (Szklo e Uller, 2008).

Os principais motores dieseis comerciais foram grandes motores operando em baixa

velocidade, que eram utilizados em navios, trem e plantas industriais. Em 1930, esses motores

também já operavam em caminhões e ônibus. Vendo que esse projeto estava sendo bem

sucedido em motores de grande porte Rudolf Diesel teve a brilhante idéia de estender esse

projeto para carros de passeio, mas seu esforço fora interrompido na década de 1930 com a

segunda guerra mundial. (Szklo e Uller, 2008).

Após a segunda guerra os Europeus abraçaram esse novo combustível, tendo assim o

diesel um grande sucesso, em carros de passeio, o mesmo não aconteceu nos EUA que não

quiseram saber desse feito. (Szklo e Uller, 2008).

Atualmente podemos ver o diesel sendo utilizado largamente em transporte, em

manufaturas, na geração de energia elétrica na construção e na agricultura, tal sucesso na

utilização e graças a sua eficiência, economia e confiabilidade. Segundo (Szklo e Uller, 2008).

Um dos benefícios do diesel é a sua eficiência do processo de combustão e a sua densidade

energética, podemos ver essa eficiência se comparamos o diesel com a gasolina, o diesel

contem cerca de 10% de energia por galão, dando assim mais capacidade para percorrer

maiores distancias com um galão do que a gasolina, e também dando mais durabilidade ao

motor, que conseqüentemente libera menos dióxidos de carbono (CO2). (Szklo e Uller, 2008).

4.4 Características gerais do óleo diesel – Números de carbono

Óleo diesel assim como a gasolina na verdade é uma mistura (pool) de centenas de

compostos químicos, como números de carbono variando entre 10 e 22, como vimos em

% e

m m

assa

Conceitos gerais. Esses compostos podem ser parafínicos, naflênicos ou aromáticos. (Szklo e Uller, 2008).

Mutatis, mutandi as proporções destas diferentes classes de hidrocarbonetos no diesel

definirá a sua qualidade fundamental é a resistência á detonação - medida pela sua octanagem

-, já no diesel é ao contrario a sua função é valida pela sua capacidade de sofrer combustão

por pressão - o que é medida pelo seu número de cetanas. (Szklo e Uller, 2008).

Na gasolina, a octanagem diminui com a proporção de compostos parafínicos, por isso

sua capacidade de resistência a detonação, já no diesel a cetanagem aumenta com a proporção

de compostos parafínicos por isso a combustão por pressão (Szklo e Uller, 2008).

O que se espera do diesel é ao contrario do que se espera da gasolina veremos isso no

gráfico.

14

12

10

8

6

4

2

0

0 9 12 15 18 21 24

Número de carbonos

Figura 1: Típica distribuição de frequência por número de carbonos do diesel. Adaptado de (Szklo e Uller, 2008).

4.5 Tipos de óleo diesel

A resolução Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP,

2006) nº15, de 17 de julho de 2006, especifica dois tipos básicos de óleo Diesel de uso

rodoviário. São os óleos dos tipos Metropolitanos e Interiores. A seguir fornecemos algumas

informações sobre estes tipos de Diesel:

Óleo Diesel Metropolitano – Conhecido como S500, caracteriza-se por possuir um teor

de enxofre de, no máximo, 500 ppm; densidade específica varia de 0,820 a 0,865 kg/l;

temperatura de destilação de 85% a 360°C. Está disponibilizado para comercialização nas

regiões metropolitanas do Rio de Janeiro, São Paulo, Campinas, Baixada Santista, São José dos

Campos, Belo Horizonte, Vale do Aço, Belém, Fortaleza, Recife, Aracaju, Salvador, Curitiba,

Porto Alegre e Vitória.

Óleo Diesel Interior – Conhecido como S2000, possui teor de enxofre máximo de

2000ppm; densidade específica variando de 0,820 a 0,880 kg/l; temperatura de destilação de

87% a370°C. Disponibilizado para comercialização nos demais municípios do Brasil. Este óleo

diesel deve ter obrigatoriamente corante vermelho para a distinção dos demais tipos. (Szklo e

Uller, 2008).

4.6 Outros tipos de óleo diesel

Além dos tipos de óleo diesel anteriormente apresentados, existem também o Óleo

Diesel Marítimo, Padrão e o Óleo Diesel Aditivado:

Óleo Diesel Marítimo - É um óleo especialmente produzido para utilização em motores

de embarcações marítimas. O que o caracteriza é o fato dele ter o seu ponto de fulgor

especificado em, no mínimo, 60 graus Celsius. O teor de enxofre especificado para este óleo

pode ser de, no máximo, 1,00%. (Szklo e Uller, 2008).

Óleo Diesel Padrão - É um produto desenvolvido para atender às exigências específicas

dos testes de avaliação de emissão de poluentes dos motores Diesel. Este óleo é utilizado pelos

fabricantes de motores e pelos órgãos responsáveis pela homologação dos mesmos. (Szklo e

Uller, 2008).

Óleo Diesel Aditivado - Trata-se, atualmente, do óleo Diesel dos tipos Metropolitano,

ou Interior que, após sair da refinaria, recebem, nas distribuidoras, uma aditivação que visa

conferir ao produto características especiais de desempenho. Normalmente, estes aditivos

apresentam propriedades desemulsificante, anti-espumante, detergente, dispersante e inibidor

de corrosão. O desemulsificante evita que o Diesel forme emulsão com água o que, quando

ocorre, dificulta a sua separação do produto. O aditivo anti-espumante permite um rápido e

completo enchimento dos tanques dos veículos (o que antes era prejudicado pela geração de

espuma). Os aditivos detergentes e dispersantes possuem a função de manter limpos o sistema

de combustível e a câmara de combustão, aumentando a vida útil do motor e minimizando a

emissão de poluentes. Além destes benefícios, um dos aditivos (o inibidor de corrosão),

minimiza a corrosão dos tanques de armazenagem e dos tanques de combustível dos veículos.

(Szklo e Uller, 2008).

5. Alternativas energéticas

Por motivos econômicos, geopolíticos e ambientais, as atenções do mundo se voltam

para fontes alternativas de energia, em especial para o etanol e biodiesel. (Delgado. 2005).

O Brasil é um país que importa gasolina e diesel de outros países por não ter um

petróleo de qualidade para se produzir esses combustíveis. O Brasil tem uma vasta diversidade

em relação a plantas produtoras de etanol e biodiesel, tais como: cana-de-açúcar, beterraba,

girassol, mamona, babuaçu, canola dentre outras e também tem abundância de água, coisa que

em outros países não seria vantajoso investir no biodiesel por terem pouca água e ter que

exportar lá. E não podemos não citar o clima tropical que aqui existe, possibilitando que a terra

seja produtiva para se plantar o que se deseja. Visando isso o Brasil passou a investir

fortemente nos biocombustíveis, como forma de ser autossuficiente na produção de seu próprio

combustível e exportar ele para outros países. (Szklo e Uller, 2008).

5.1 Biodiesel

É obtido através da reação de transesterificação de óleos vegetais ou animal com álcool

de baixo peso molecular, na presença de catalisador. O equilíbrio da reação requer excesso de

álcool. Com isso se é retirado à glicerina, um subproduto do processo, e se obtém o

biocombustível. (Szklo e Uller, 2008).

A grande diferença os combustíveis derivados do petróleo e os biocombustíveis, em

termos de composição química, reside no teor de oxigênio entre 10 e 40%, enquanto derivados

de petróleo praticamente não possuem oxigênio, salvo por pequenos teores de ácidos

carboxílicos, sobretudo. Assim biocombustível são normalmente mais polares e dissolvem mais

água do que derivados de petróleo. Os biocombustíveis têm teor de enxofre nulo ou

desprezível. Dependendo da matéria-prima, o biodiesel pode conter mais ou menos ácidos

graxos insaturados em sua composição, que são suscetíveis a reações de oxidação aceleradas

pela exposição ao oxigênio e a altas temperaturas. Tal fato pode resultar em compostos

poliméricos prejudiciais ao motor. A taxa de reação de oxidação dependerá da estrutura do

hidrocarboneto, do teor e espécies de heteroátomos no combustível, da concentração de

oxigênio e da temperatura. (Szklo e Uller, 2008).

Outra questão importante diz respeito à lubricidade do combustível, que também é

variável conforme a origem do biodiesel (por exemplo, a mamona fornece um biodiesel mais

viscoso). Normalmente, o biodiesel é mais viscoso do que o diesel, o que melhora a sua

lubricidade. Porém, uma viscosidade muito alta afeta a injeção do combustível no cilindro e

pode tornar a combustão excessivamente pobre, perda de potência e maior consumo de

combustível. (Szklo e Uller, 2008).

O Brasil conta com Três usinas voltadas para produção e refino do biodiesel, que são:

Usina Darcy Ribeiro (Montes Claros, MG), Usina de Marinalva, PR e a Usina de Passo Fundo

em RS.

Usina de Darcy Ribeiro, foi inaugurada em 06/04/2009, cerca de 4 mil agricultores

familiares, produtores de soja, girassol e mamona, nos Estados de Minas Gerais e Rio Grande

do Sul, estão vinculados ao programa de suprimento agrícola da usina, sua capacidade chega a

108 milhões de litros de biodiesel por ano. (Petrobrás, 2009).

Figura 2: Usina Darcy Ribeiro (MG). Fonte: Petrobrás, 2009 – Ultimo acesso: 05/05/2012

Usina de Marialva, a Petrobrás Biocombústivel ingressou no capital social empresa

BSBIOS Marialva Indústria e Comércio de Biodiesel Sul Brasil em 01/12/2009, passando a

deter 50% das ações da empresa. Aproximadamente 3.500 agricultores familiares, produtores

de soja no Estado do Paraná, estão vinculados ao programa de suprimento agrícola da usina e

tem a capacidade de produzir 127 milhões de litros de biodiesel por ano. (Petrobrás, 2009).

Figura 3: Usina Marialva (PR). Fonte: Petrobrás, 2009 – Ultimo acesso: 05/05/2012

Usina de Passo Fundo, a Petrobras Biocombustível e a BSBIOS Indústria e Comércio de

Biodiesel Sul Brasil constituíram sociedades, com participação paritária, em 01/07/2011. Cerca

de dez mil agricultores familiares, produtores de soja e canola nos estados do Rio Grande do

Sul e Santa Catarina, estão vinculados ao programa de suprimento agrícola da usina e tem

a capacidade de produzir 160 milhões de litros de biodiesel por ano. (Petrobrás, 2009).

Figura 4: Usina Passo Fundo (RS). Fonte: Petrobrás, 2009 – Ultimo acesso: 05/05/2012

5.2 Etanol

É o álcool etílico (C2H5OH) produzido desde os tempos antigos pela fermentação dos

açúcares encontrados em produtos vegetais (cereais beterraba e cana). Ainda hoje, boa parte do

etanol industrial é feita por meio da fermentação. (Delgado. 2005).

A produção brasileira é de 425 milhões de toneladas de cana que foram processadas em

310 usinas, produzindo 30 milhões de toneladas de açúcar e 17 milhões de metros cúbicos

de etanol. O Brasil é o maior produtor mundial de cana de açúcar (719 toneladas/2010); e

também o maior exportador de açúcar e etanol. Etanol corresponde a 40,6% do combustível

para veículos leves - totais de 19,2 milhões de veículos -. (Macedo. 2002).

Como no Brasil existem muitas usinas de etanol, serão citadas apenas algumas, como a

usina de Bambuí/MG, Usina Andrade/ GO, que são as maiores produtores do Brasil de

etanol.

Como a usina Bambuí faz parte da sociedade formada em 2009 entre a Turdos

Participações (que controla a total Agroindústria Canavieira) e a Petrobras Biocombústivel.

Processa cerca de 1,2 milhões de toneladas de cana de açúcar por ano, atualmente possui cerca

de 900 empregados e 80% da colheita da cana de açúcar são mecanizadas. A usina iniciou suas

operações em setembro de 2009 e em dezembro no mesmo ano a empresa foi coligada ao

sistema Petrobras sua capacidade de produção chega a 105 mil m³/ ano. (Petrobrás, 2009).

Figura 5: Usina Bambuí (MG). Fonte: Petrobras, 2009 – Ultimo acesso: 24/05/2012

Usina Andrade faz parte da sociedade formada em abril de 2010 entre o grupo

Tereos Internacional. - que controla a Guarani - e a Petrobras Biocombustível. A Guarani

é uma das empresas líderes do setor sucroenergético brasileiro, possuindo sete usinas no

noroeste do estado de São Paulo e uma em Moçambique, na África. Em junho de 2007 a

Guarani adquiriu o controle acionário da Andrade Açúcar e Álcool S/A, inaugurada em

1961 e, em agosto de 2009, dá início ao projeto de construção de uma usina de biomassa

na unidade, Atualmente, com.

2.339 empregados e 76% da colheita de cana de açúcar mecanizada, a unidade pode processar

3,3 milhões de toneladas da cana de açúcar por ano e a sua produção de chega a 254

mil m³/ano. (Petrobrás, 2009).

Figura 6: Usina Andrade (GO). Fonte: Petrobras, 2009 – Ultimo acesso: 24/05/2012

6. Conclusão

Esse trabalho detalha alguns combustíveis do mercado atual, estamos falando dos

derivados do petróleo sendo citada a gasolina e o diesel. Esses combustíveis fósseis têm

grande influência na matriz energética, mas também contribuem muito na poluição do

p l a n e t a . Com isso o trabalho aborda fontes de energia renováveis t a i s c o m o

e t a n o l e b i o d i e s e l , consideradas mais limpas. Com tecnologias avançadas e com

pensamento de diminuir a emissão de dióxido de carbono, alternativas energéticas

foram estudadas p e n s a n d o n o f u t u r o como possíveis soluções para baixar a

poluição e para diversificar a matriz energética nacional que hoje ainda tem forte base em

energias finitas.

(CLÁUDIO, 2004; SZKLO e ULLER, 2008; DELGADO, 2005; MACEDO, 2002).

Referências

CLÁUDIO, L.S.C; Logística do Petróleo Transporte e Armazenamento, Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2004.

DELGADO, V.B; Etanol, Alcoolquímica e Biorrefinarias, 2005.

MACEDO, I.C; Situação Atual e Perspectivas do Etanol, 2002.

SZKLO, A.; ULLER, V. C. Fundamentos do refino do petróleo. Interciência, 2008.

Oficial Site Petrobras. < h tt p : / / w ww . p e t r o b r a s . c o m . b r > Acesso em: 2009

Oficial Site ANP < http://www.anp.gov.br/ > Acesso em: 17/12/2009