Mistura Álcool/Diesel: Contraponto ao uso do GNV

Na época das grandes crises do Petróleo, nas décadas de setenta e oitenta, os combustíveis alternativos potencializaram o papel de alternativa energética para afugentar o vilão da falta de petróleo e seus derivados, e com isso minimizar os efeitos negativos na economia interna causados pela necessidade de racionamento e também pela evasão de divisas, provocados pelos elevados preços internacionais; há de se considerar que naqueles tempos, petróleo não era coisa nossa.

Foi nessa época que surgiram o Programa Nacional do Álcool (Proálcool), o Programa Nacional do Óleo Vegetal (Proóleo) e inclusive iniciaram-se os desenvolvimentos de misturas álcool e diesel .

Hoje o enfoque é outro, além do consenso de que os combustíveis alternativos devem integrar a matriz energética mundial, seu principal papel está relacionado a questões ambientais.

As diretrizes mundiais estão orientadas no sentido reduzir o nível de emissões atmosféricas, onde as veiculares tem forte impacto, e o mecanismo é o estabelecimento de uma regulamentação que obrigue o aperfeiçoamento das tecnologias de motores existentes e também a melhoria da qualidade dos combustíveis, onde a substituição, pelo menos parcial dos derivados combustíveis do petróleo, é considerada. Neste contexto voltam a cena os combustíveis alternativos, onde destacam-se dois principais “atores”, ou seja, o álcool, renovável e com a vantagem de não agregar CO2 à atmosfera, já que o CO2 liberado na combustão é reabsorvido durante crescimento da planta, e o gás natural, que embora promova reduções nas emissões, não é renovável.

A meta é clara, ou seja, substituir uma parcela do volume de combustíveis fósseis, óleo diesel, por combustíveis alternativos, com o objetivo de melhoria da qualidade de vida, principalmente dos grandes centros urbanos, pela redução nas emissões de gases de feito estufa nocivos ao ser humano. Esta ação é totalmente justificada, pois um dos maiores problemas de saúde pública nos grandes centros urbanos, é a qualidade do ar que respiramos. Partículas com diâmetro inferior a 10µm conseguem ultrapassar nosso sistema de filtragem (aparelho mucociliar) e alojam-se nos brônquios e alvéolos pulmonares, provocando várias doenças respiratórias, como alergias, asma, bronquite etc. Em particular, os veículos movidos a óleo diesel são grandes emissores de material particulado, sendo que 80% do mesmo é fuligem (fumaça negra). Esta fuligem é composta principalmente de carvão, o qual adsorve substâncias tóxicas, irritantes e cancerígenas. Depositadas nos alvéolos, causam danos à saúde devido à longa permanência. Ainda, dentre os veículos a diesel, os ônibus urbanos são certamente os maiores vilões, principalmente devido ao grande número de ônibus que circulam nos centros das cidades.

Este é o cenário onde está inserido o Programa Álcool/Diesel, que foi instituído pelo Conselho Interministerial do Açúcar e do Álcool – CIMA e coordenado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT no final de 1997, com o objetivo de Avaliar a Viabilidade Técnica do Uso de Misturas Álcool / Diesel.

Embora o programa tenha avaliado alternativas tecnológicas diversas, como emulsões e soluções de álcool no diesel, com e sem aditivação (projeto MAD3 – 3 % de álcool etílico anidro ao diesel), hoje o programa conta com uma única frente importante de desenvolvimento, a da mistura aditivada avaliada no Paraná, que consiste numa solução de 8 % de álcool anidro ao óleo diesel (denominada MAD8), possível pela adição de cosolvente derivado de derivado do biodiesel de óleo de soja (denominação comercial de AEP 102). Especialmente este projeto tem especial apoio do setor sucroalcooleiro, que como agente interessado, através das entidades Alcopar (Associação dos Produtores de Álcool e Açúcar do Paraná) e Cepaal

(Coligação das Entidades dos Produtores de Açúcar e Álcool), tem investido intensamente no desenvolvimento da tecnologia.

Voltando a uma defesa técnica, pode-se dizer que a adição do álcool (etanol) ao diesel propicia tanto uma redução média no tamanho da cadeia, que já promoveria a redução da formação de material particulado, como também a oxigenação do óleo diesel propicia a queima do carbono que se forma em ciclos transientes, onde a relação ar/combustível fica prejudicada. Isto é especialmente válido, no caso de motores turbinados, para regimes transientes onde a rotação do motor é baixa, havendo, portanto o fornecimento de ar restrito, e havendo concomitantemente a exigência da maior potência possível, tal como no caso de arrancadas. Neste caso, o ar é mínimo e a alimentação de diesel é máxima. A deficiência de ar provoca a formação de carbono livre ou “coque”, formando a conhecida fumaça negra. O oxigênio contido no álcool ajuda a queimar esse coque, reduzindo a fumaça negra. A redução na opacidade (grau de enegrecimento) da fumaça obtida com a adição de 8 % de álcool no óleo diesel atingiu níveis de 40 % no caso do óleo diesel metropolitano nos testes feitos em Curitiba, em ensaios executados com motor OM 366 LA da Mercedes Benz, considerado ainda representativa da frota nacional.

Ainda, esta é uma alternativa, que permite a implementação imediata na frota atual, pois não requer qualquer alteração de regulagem ou de tecnologia dos motores e apresenta relativa facilidade de preparação e/ou distribuição, adotando-se a mesma metodologia da Gasool, e compreende um contraponto importantíssimo a utilização do GNV, que requer a substituição da tecnologia do ciclo Diesel para a do ciclo Otto, além de elevadíssimo investimento inicial na infra-estrutura de distribuição.

Curitiba entende que a possibilidade da substituição das atuais frotas permissionárias do transporte coletivo e correlatos, por veículos movidos a combustíveis alternativos de menor potencial poluidor, representam um avanço para a manutenção da qualidade do ar, principalmente pela redução das emissão de fumaça e material particulado, que sabidamente afetam o ecossistema urbano.

Assim, considerando os importantes resultados das pesquisas e uso monitorado que apontam a mistura álcool/ diesel, com viabilidade técnica e econômica, como objeto de interesse público, e que pode ser adotados em substituição aos combustíveis convencionais, atendendo aos objetivos ambientais e apresentando significativas vantagens operacionais sobre o uso do GNV (Gás Natural Veicular), o governo Municipal (Prefeitura, a URBS – Urbanização de Curitiba S.A., órgão de gerenciamento do transporte coletivo de Curitiba e região metropolitana e a Secretaria Municipal do Meio Ambiente), demonstrando real interesse na efetivação do uso desse combustível, assinou com as empresas do transporte coletivo urbano e metropolitano, em maio próximo passado, Protocolo de Intenções para que fossem promovidos esforços no sentido de viabilizar seu uso até o final deste ano. Em decorrência, em agosto e setembro foram emitidas autorizações do IABAMA – Instituto Nacional do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis e da ANP – Agência Nacional do Petróleo, em atendimento a Portaria 180 da referida Agência, para que fosse permitido um uso profissional e em escala expandida da MAD8, afim de subsidiar uma possível solicitação de licenciamento definitivo.

Esta etapa do programa deverá contar com o significante apoio da Petrobrás Distribuidora S.A. – BR, que deverá preparar e distribuir o combustível a uma frota inicial de cerca de 300 veículos, que consumirá um volume de 900 mil litros por mês. No estágio atual está sendo formatado o plano de ações que norteará todo o programa de uso monitorado, devendo a implementação efetiva do uso ocorrer ainda no mês de novembro corrente.

Finalmente, considerando a efetiva disponibilidade do GNV para uso veicular a médio/longo prazo, a utilização da mistura álcool / diesel (MAD8) anteciparia ganhos ambientais pela redução de poluentes atmosféricos como, por exemplo, 30 % de fuligem, 6 % de material particulado e 5 % de NOx, além da redução de cerca de 8 % nas emissões de SOx.

A adoção imediata do referido combustível promoveria o atendimento da atual regulamentação do PROCONVE – Programa de Controle de Emissões Veiculares, por veículos “velhos”.

Outro aspecto ambiental que deve ser contemplado são os benefícios advindos da utilização de combustíveis de fontes renováveis, pelo seu desempenho positivo no controle dos gases de efeito estufa, especialmente CO2.

Especificamente a MAD8 permitiria a substituição de cerca de 10,5 % do óleo diesel queimado atualmente pela frota de Curitiba e região metropolitana, pois além do álcool contem componente derivado da soja. No cotidiano da cidade de Curitiba, que consome aproximadamente 5 milhões de litros de óleo diesel mensalmente somente no transporte coletivo, isto representaria a redução de 120 toneladas de carbono emitido na atmosfera no mesmo período, o equivalente, aproximadamente a retirada de cerca de 80 ônibus de circulação.

Aliado ao contexto técnico ambiental, a utilização da mistura álcool & diesel exercerá influências sócio econômicas, como a retenção de divisas com a redução nas importações de óleo diesel e principalmente a manutenção do emprego no campo, onde cada bilhão de litros de álcool produzidos geram cerca de 50.000 empregos.

Esta proposta amplia a possibilidade de utilização de combustíveis de baixo potencial poluidor, que paralelamente ao GNV, comporão uma matriz energética diversificada e que permitirá o atendimento de padrões de emissão de poluentes que atendam as necessidades de cidades como Curitiba, que historicamente investe na melhoria da qualidade de vida de seus cidadãos.

Edílson Bernardim Andrade é químico Industrial pela PUC (PR), com mestrado em Engenharia de Materiais pelo CEFET-PR, diretor da WBS Engenharia Ltda e assessor da Cepaal.

Mistura Álcool/Diesel: Contraponto ao uso do GNV

Na época das grandes crises do Petróleo, nas décadas de setenta e oitenta, os combustíveis alternativos potencializaram o papel de alternativa energética para afugentar o vilão da falta de petróleo e seus derivados, e com isso minimizar os efeitos negativos na economia interna causados pela necessidade de racionamento e também pela evasão de divisas, provocados pelos elevados  preços internacionais; há de se considerar que naqueles tempos, petróleo não era coisa nossa.

Foi nessa época que surgiram o Programa Nacional do Álcool (Proálcool), o Programa Nacional do Óleo Vegetal (Proóleo) e inclusive iniciaram-se os desenvolvimentos de misturas álcool e diesel .

Hoje o enfoque é outro, além do consenso de que os combustíveis alternativos devem integrar a matriz energética mundial, seu principal papel está relacionado a questões ambientais.

As diretrizes mundiais estão orientadas no sentido reduzir o nível de emissões atmosféricas, onde as veiculares tem forte impacto, e o mecanismo é o estabelecimento de uma regulamentação que obrigue o aperfeiçoamento das tecnologias de motores existentes e também a melhoria da qualidade dos combustíveis, onde a substituição, pelo menos parcial dos derivados combustíveis do petróleo, é considerada. Neste contexto voltam a cena os combustíveis alternativos, onde destacam-se  dois principais “atores”, ou seja, o álcool, renovável e com a vantagem de não agregar CO2 à atmosfera, já que o CO2 liberado na combustão é reabsorvido durante crescimento da planta, e o gás natural, que embora promova reduções nas emissões, não é renovável.

A meta é clara, ou seja, substituir uma parcela do volume de combustíveis fósseis, óleo diesel, por combustíveis alternativos, com o objetivo de melhoria da qualidade de vida, principalmente dos grandes centros urbanos, pela redução  nas emissões de gases de feito estufa  nocivos ao ser humano. Esta ação é totalmente justificada, pois um dos maiores problemas de saúde pública nos grandes centros urbanos, é a qualidade do ar que respiramos. Partículas com diâmetro inferior a 10µm conseguem ultrapassar nosso sistema de filtragem (aparelho mucociliar) e alojam-se nos brônquios e alvéolos pulmonares, provocando várias doenças respiratórias, como alergias, asma, bronquite etc. Em particular, os veículos movidos a óleo diesel são grandes emissores de material particulado, sendo que 80% do mesmo é fuligem (fumaça negra).  Esta fuligem é composta principalmente de carvão, o qual adsorve substâncias tóxicas, irritantes e cancerígenas. Depositadas nos alvéolos, causam danos à saúde devido à longa permanência. Ainda, dentre os veículos a diesel, os ônibus urbanos são certamente os maiores vilões, principalmente devido ao grande número de ônibus que circulam nos centros das cidades.

Este é o cenário onde está inserido o Programa Álcool/Diesel, que foi instituído pelo Conselho Interministerial do Açúcar e do Álcool – CIMA e coordenado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT no final de 1997, com o objetivo de Avaliar a Viabilidade Técnica do Uso de Misturas Álcool / Diesel.

Embora o programa tenha avaliado alternativas tecnológicas diversas, como emulsões e soluções de álcool no diesel, com e sem aditivação (projeto MAD3 – 3 % de álcool etílico anidro ao diesel), hoje o programa conta com uma única frente importante de desenvolvimento, a da mistura aditivada avaliada no Paraná, que consiste numa solução de 8 % de álcool anidro  ao óleo diesel (denominada MAD8), possível pela adição de cosolvente derivado de derivado do biodiesel de óleo de soja (denominação comercial de AEP 102). Especialmente este projeto tem especial apoio do setor sucroalcooleiro, que como agente interessado, através das entidades Alcopar (Associação dos Produtores de Álcool e Açúcar do Paraná) e Cepaal

(Coligação das Entidades dos Produtores de Açúcar e Álcool),  tem investido intensamente no desenvolvimento da tecnologia.

Voltando a uma defesa técnica, pode-se dizer que a adição do álcool (etanol) ao diesel propicia tanto uma redução média no tamanho da cadeia, que já promoveria a redução da formação de material particulado, como também a oxigenação do óleo diesel propicia a queima do carbono que se forma em ciclos transientes, onde a relação ar/combustível fica prejudicada. Isto é especialmente válido, no caso de motores turbinados, para regimes transientes onde a rotação do motor é baixa, havendo, portanto o fornecimento de ar restrito, e havendo concomitantemente a exigência da maior potência possível, tal como no caso de arrancadas. Neste caso, o ar é mínimo e a alimentação de diesel é máxima. A deficiência de ar provoca a formação de carbono livre ou “coque”, formando a conhecida fumaça negra. O oxigênio contido no álcool ajuda a queimar esse coque, reduzindo a fumaça negra. A redução na opacidade (grau de enegrecimento) da fumaça obtida com a adição de 8 % de álcool no óleo diesel atingiu níveis de 40 % no caso do óleo diesel metropolitano nos testes feitos em Curitiba, em ensaios executados com motor OM 366 LA da Mercedes Benz, considerado ainda representativa da frota nacional.

Ainda, esta é uma  alternativa, que permite a implementação imediata na frota atual, pois não requer qualquer alteração de regulagem ou de tecnologia dos motores e apresenta relativa facilidade de preparação e/ou distribuição, adotando-se a mesma metodologia da Gasool, e compreende um contraponto importantíssimo a utilização do GNV, que requer a substituição da tecnologia do ciclo Diesel  para a do ciclo Otto, além de elevadíssimo investimento inicial na infra-estrutura de distribuição.

Curitiba entende que a possibilidade da substituição das atuais frotas permissionárias do transporte coletivo e correlatos, por veículos movidos a combustíveis alternativos de menor potencial poluidor, representam um avanço para a manutenção da qualidade do ar,  principalmente pela redução das  emissão de fumaça e material particulado, que sabidamente afetam o ecossistema urbano.

Assim, considerando os importantes resultados das  pesquisas e uso monitorado que apontam a mistura álcool/ diesel,  com viabilidade técnica e econômica, como objeto de interesse público, e que  pode ser adotados em substituição aos combustíveis convencionais, atendendo aos objetivos ambientais e apresentando significativas vantagens operacionais sobre o uso do GNV (Gás Natural Veicular), o governo Municipal (Prefeitura, a URBS – Urbanização de Curitiba S.A., órgão de gerenciamento do transporte coletivo de Curitiba e região metropolitana  e a Secretaria Municipal do Meio Ambiente),  demonstrando real interesse na efetivação do uso desse combustível,  assinou com as empresas do transporte coletivo urbano e metropolitano, em maio próximo passado, Protocolo de Intenções para que fossem promovidos esforços no sentido de viabilizar seu uso até o final deste ano. Em decorrência, em agosto e setembro foram emitidas autorizações do IABAMA – Instituto Nacional do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis e da ANP – Agência Nacional do Petróleo, em atendimento a Portaria 180 da referida Agência, para que fosse permitido um uso profissional e em escala expandida da MAD8, afim de subsidiar uma possível solicitação de licenciamento definitivo.

Esta etapa do programa deverá contar com o significante apoio da Petrobrás Distribuidora S.A. – BR, que deverá preparar e distribuir o combustível a uma frota inicial de cerca de 300 veículos, que consumirá um volume de 900 mil litros por mês. No estágio atual está sendo formatado o plano de ações que norteará todo o programa de uso monitorado, devendo a implementação efetiva do uso ocorrer ainda no mês de novembro corrente.

Finalmente, considerando a efetiva disponibilidade do GNV para uso veicular a médio/longo prazo, a utilização da mistura álcool / diesel (MAD8) anteciparia ganhos ambientais pela redução de poluentes atmosféricos como, por exemplo, 30 % de fuligem, 6 % de material particulado e 5 % de NOx, além da redução de cerca de 8 % nas emissões de SOx.

A adoção imediata do referido combustível promoveria o atendimento da atual regulamentação do PROCONVE  – Programa de Controle de Emissões Veiculares, por veículos “velhos”.

Outro aspecto ambiental que deve ser contemplado são os benefícios advindos da utilização de combustíveis de fontes renováveis, pelo seu desempenho positivo no controle dos gases de efeito estufa, especialmente CO2.

Especificamente a MAD8 permitiria a substituição de cerca de 10,5 % do óleo diesel queimado atualmente pela frota de Curitiba e região metropolitana, pois além do álcool contem componente derivado da soja. No cotidiano da cidade de Curitiba, que consome aproximadamente 5 milhões de litros de óleo diesel mensalmente somente no transporte coletivo, isto representaria a redução de 120 toneladas de carbono emitido na atmosfera no mesmo período, o equivalente, aproximadamente a retirada de cerca de 80 ônibus de circulação.

Aliado ao contexto técnico ambiental, a utilização da mistura álcool & diesel exercerá influências sócio econômicas, como a retenção de divisas com a redução nas importações de óleo diesel e principalmente a manutenção do emprego no campo, onde cada bilhão de litros de álcool produzidos geram cerca de 50.000 empregos.

Esta proposta amplia a possibilidade de utilização de combustíveis de baixo potencial poluidor, que paralelamente ao GNV, comporão uma matriz energética diversificada e que permitirá o atendimento de padrões de emissão de poluentes que atendam as necessidades de cidades como Curitiba, que historicamente investe na melhoria da qualidade de vida de seus cidadãos.

Edílson Bernardim Andrade é químico Industrial pela PUC (PR), com mestrado em Engenharia de Materiais pelo CEFET-PR, diretor da WBS Engenharia Ltda e assessor da Cepaal.

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