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ANÁLISE AMBIENTAL DA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO RIO GRANDE DO
SUL USANDO A METODOLOGIA DE ANÁLISE DO CICLO DE VIDA
* Preferência por apresentação na forma de pôster
Michel Brondani1, Jonas Schmidt Kleinert2, Jacson Douglas Rodrigues Trindade2,
Ronaldo Hoffmann3
1Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos (PPGEPro) - UFSM
([email protected], Telefone: (55) 96461144)
2Acadêmico do curso de graduação em Engenharia Química - UFSM
3Professor do Departamento de Engenharia Química e do PPGEPro - UFSM
Resumo
Com a introdução do biodiesel na matriz energética nacional, é importante a
realização de uma análise ambiental e energética de sua produção para identificar
potenciais danos ambientais e avaliar se o processo é energeticamente viável. A Análise do
Ciclo de Vida (ACV) e a Análise da Eficiência Energética são metodologias que auxiliam na
elucidação das análises referidas e foram utilizadas no estudo da produção de biodiesel no
Rio Grande do Sul (RS) a partir da delimitação da fronteira do sistema do “berço ao portão”.
Os resultados da ACV demonstraram que herbicidas, diesel e fertilizantes são responsáveis
por maiores danos ambientais na etapa agrícola, enquanto que na etapa de extração do
óleo de soja e refino do óleo de soja a utilização de óleo diesel culminou em maiores danos
na maioria das categorias de impacto. Na transesterificação, além do diesel, o metóxido de
sódio e metanol causam danos ambientais consideráveis. Comparando o processo como
um todo, a etapa de maior impacto ambiental foi a agrícola. Também se comprovou a
renovabilidade do biodiesel e a eficiência energética de seu processo de produção, pois
resultou em 2,42 unidades de energia útil para cada unidade de energia consumida.
Palavras-chave: Biodiesel, Análise do Ciclo de Vida, Eficiência Energética.
1. Introdução
É irrefutável que o planeta é diretamente dependente de recursos naturais não
renováveis, como por exemplo, o petróleo, principal fonte energética utilizada nos dias de
hoje. Mas, seu caráter finito, a disparidade da distribuição das reservas e o fato de emitir
gases de efeito estufa em demasia são causas de preocupações governamentais. Aliado a
isso, a instabilidade de preço do barril de petróleo é motivo de apreensão, visto o que
ocorreu no ano de 1973 com a chamada “crise do petróleo” em que o preço do barril atingiu
níveis exorbitantes.
Esses fatores fomentaram o estudo, desenvolvimento e aplicação de energia
renovável à matriz energética de uma gama de países. No Brasil, a partir do ano de 2004,
com a criação do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB) buscou-se a
interação otimizada entre fatores ambientais, econômicos e sociais com a introdução do
biodiesel1 na matriz energética nacional, de acordo com o MDA (2013).
A produção de biodiesel em larga escala já é uma alternativa renovável consolidada
na matriz energética brasileira. A soja (fonte de triglicerídeo), o metanol (álcool reagente) e o
metilato de sódio (catalisador) são as principais matérias-primas usadas no processo de
transesterificação2, em especial no Rio Grande do Sul (RS), segundo Brondani (2012).
Ainda que menos poluente, as fontes renováveis de energia não são isentas da
possibilidade de impactos ambientais. A produção de biodiesel que é apresentada como
uma “fonte limpa” de energia pode apresentar impactos ambientais relacionados ao seu
processo agrário, sua produção industrial e seu uso em motores.
Portanto, torna-se necessário a análise de seu processo como um todo, pois
consome energia e matérias-primas que podem estar ligados a poluição ambiental. Uma
ferramenta propícia para esse tipo de avaliação é a Análise ou Avaliação do Ciclo de Vida
(ACV) ou do inglês Life Cycle Assessment (LCA).
Em um estudo referente ao ciclo de vida de um biocombustível, a delimitação da
fronteira do sistema abordado é de fundamental importância, sendo realizada a partir de
duas perspectivas: as fronteiras físicas do sistema produtivo e os níveis de regressão dos
fluxos energéticos e/ou mássicos considerados.
As fronteiras físicas fazem referência às etapas do ciclo de vida do produto, com
seus processos característicos. De acordo com Capaz (2009), a análise “do berço ao
túmulo” (Cradle to Grave) abrange todo o ciclo de vida do produto, ou seja, desde a etapa
de obtenção das matérias-primas usadas no processamento, até a disposição dos resíduos
gerados pelo uso final.
A análise “do berço ao portão” (Cradle to Gate) considera apenas a etapa de
obtenção da matéria-prima até o processamento do produto desejado, neste caso, a análise
de biocombustíveis ficaria restrita apenas à etapa agrícola e à etapa industrial. Já, a “análise
1 A Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) por meio da portaria n°
255/2003, define “biodiesel como sendo um combustível composto de mono-alquilésteres de ácidos graxos de cadeia longa, derivado de óleos vegetais ou gorduras animais e designado B100”. 2 A reação de transesterificação é o método mais utilizado para conversão em biodiesel, segundo
Knothe et al. (2006) e Gupta et al. (2010), devido as brandas condições de operação.
portão-portão” (Gate to Gate) é usada quando se pretende estudar processos mais
específicos, considerando apenas uma etapa no ciclo de vida.
Conforme Cepa (2009), particularmente no estudo do ciclo de vida de combustíveis,
pode ser utilizadas outras denominações, como a análise WTT (Well to Tank) que abrange o
ciclo de vida do combustível entre a produção da matéria-prima e a disponibilização do
produto final para o consumidor. Alguns autores usam esta análise até a obtenção do
produto final, sem considerar a etapa de distribuição, denominada WTG (Well to Gate).
A análise TTW (Tank to Wheel) estuda apenas uso do combustível no automóvel,
enquanto que a análise WTW (Well to Wheel) envolve todas as etapas do ciclo de vida de
um combustível, desde sua produção até seu uso final, isto é, “do berço ao túmulo”.
Em relação aos níveis de regressão dos fluxos, Capaz (2009) diz que referem-se à
extensão dos fluxos contabilizados dentro das fronteiras físicas do sistema. Os níveis de
regressão podem ser classificados em:
Nível 1: são considerados apenas os insumos de energia direta, aplicados ao processo,
geralmente em termos de eletricidade e vapor.
Nível 2: em adição ao nível 1, é considerado o aporte energético referente aos insumos
indiretos. No sistema de produção de biocombustíveis, contabiliza-se neste nível, a energia
embutida nos fertilizantes e defensivos, consumo de diesel e combustíveis usados nas
caldeiras que produzem o vapor usado no processo, por exemplo.
Nível 3: inclui-se a energia usada na produção de equipamentos de processo.
Nível 4: inclui-se a energia usada na obtenção de matérias-primas para produção de
equipamentos, insumos, etc.
Geralmente, em uma análise energética não se passa do terceiro nível de regressão,
uma vez que a contribuição dos níveis mais elevados vai se tornando insignificante.
2. Metodologia
Para a Análise do Ciclo de Vida do biodiesel no RS foram empregadas as
recomendações dispostas na norma ISO 14040 (que certifica a aplicação da metodologia de
ACV) em conjunto com a utilização do software SimaPro® para obtenção dos resultados. Em
paralelo aplicou-se uma análise energética ao processo de produção estudado através da
relação da razão energética entre a saída e a entrada de energia.
Inicialmente realizou-se o conhecimento e a descrição do processo de produção do
biodiesel, consistindo na etapa agrícola, etapa de transporte, etapa industrial e por fim a
fase de uso do mesmo, sendo imprescindíveis para conhecimento das entradas e saídas do
processo como um todo.
O levantamento dos dados foi baseado na busca teórica em referências pertinentes
sobre produção de biodiesel, enquanto que a aquisição de dados práticos foi através de
questionário aplicado e coleta de dados in loco em vivência industrial por meio de visitas
técnicas a duas indústrias produtoras de biodiesel do RS (devidamente autorizadas pela
ANP) e dados coletados em órgãos especializados como a Emater.
De forma sucinta e de acordo com Ferrão (1998), Chehebe (1998) e a ISO 14040
(2006) as etapas de uma ACV consistem:
Na definição do Objetivo e do Escopo: a definição do objetivo deve incluir, de
forma clara, os propósitos pretendidos e conter todos os aspectos considerados relevantes.
O escopo refere-se à aplicabilidade do estudo, ou seja, de onde os dados virão e onde os
resultados serão aplicados. Deve-se, também, informar quem está realizando o estudo e a
quem se destina e se os resultados serão de uso privado ou público.
Nesta etapa algumas considerações devem ser tomadas, como: o sistema a ser
estudado, a definição dos limites do sistema, a definição das unidades de processo, o
estabelecimento da unidade funcional do sistema e as hipóteses e limitações feitas.
Na Análise do Inventário: refere-se à coleta de dados e aos procedimentos de
cálculo. As etapas da análise do inventário consistem em: preparação para a coleta de
dados, coleta de dados, refinamento dos limites do sistema, determinação dos
procedimentos de cálculo e procedimentos de alocação.
Na Avaliação de Impacto: deve ser composta, no mínimo, com os seguintes
elementos:
Seleção e definição das categorias: onde são identificados os grandes focos de
preocupação ambiental, seleção do método e das categorias de avaliação de impacto.
Classificação: onde os dados do inventário são classificados e agrupados nas
diversas categorias selecionadas (aquecimento global, acidificação, saúde humana, etc.).
Caracterização: onde os dados do inventário atribuídos a uma determinada categoria
são modelados de forma que os resultados possam ser expressos na forma de um indicador
numérico para aquela categoria.
Na Interpretação: objetiva analisar os resultados, tirar conclusões, explicar as
limitações e fornecer recomendações para um estudo do inventário do ciclo de vida ou uma
análise completa do ciclo de vida.
As etapas da ACV estão interligadas entre si e podem ser reavaliadas ao longo do
estudo de modo a estarem em conformidade entre si.
Portanto, para a ACV da produção de biodiesel no RS considerou-se que:
Objetivo do estudo: quantificar e qualificar a produção, em larga escala, aplicando o
método de ACV para avaliar os potenciais impactos ambientais associados à sua produção
a partir da soja com uso de metanol como álcool reagente e de metilato de sódio como
catalisador. O estudo visa, em paralelo, abordar a avaliação energética a partir da razão da
energia final (presente no biocombustível) e o gasto energético (entrada de energia) para
sua produção.
Os resultados de tal esforço visam a obter maneiras pelas quais se possa
aperfeiçoar o processo em um todo e volta-se, de maneira primordial e inicial, ao público
acadêmico (estudantes, professores, pesquisadores, etc).
Escopo do estudo: a unidade funcional é a produção de 1 tonelada de biodiesel, de
modo que as estimações de matérias-primas e energia são referentes a tal produção. As
fronteiras do sistema incluem a etapa agrícola e industrial, ou seja, é um estudo de análise
“do berço ao portão” (Cradle to Gate) ou WTG (Well to Gate), mostrado na Figura 1.
Figura 1 - Fronteiras do sistema.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Algumas considerações foram adotadas para realização da ACV como a
simplificação das entradas e saídas de cada etapa optando pela utilização das utilidades e
matérias-primas de maior quantidade e importância, excluindo-se os processos de infra-
estrutura (uso e produção de equipamentos, cimento, etc). Esta suposição foi feita após o
refino das informações e algumas simulações no software SimaPro®. Foram abordadas de
forma simplificada as emissões da fase agrícola e industrial considerando-se somente a
emissão de gases potencialmente agressivos ao meio ambiente, como os causadores do
efeito estufa, chuva ácida e de doenças humanas.
Informações e dados europeus contidos no banco de dados do software foram
utilizados e a função do biodiesel adotada é para a geração de energia.
Já, na análise da eficiência energética, não há uniformização na designação e
definição de conceitos de eficiência. Em termos gerais, a eficiência energética é usada para
identificar se houve ganho ou perda energética e é tradicionalmente exposta como:
Eout
Ein (1)
Onde: 𝐸𝑜𝑢𝑡 = representa a energia final contida no produto (no caso, o biodiesel),
onde se podem considerar também os co-produtos do processo.
𝐸𝑖𝑛 = representa a energia de entrada (no caso, as entradas de energia no sistema
de produção).
A Eficiência da Renovabilidade Energética (Energy Renewability Efficiency, ERE)
permite caracterizar a renovabilidade de um recurso energético em termos de eficiência. A
ERE mede a fração de energia final que foi obtida exclusivamente com base em recursos
renováveis, sendo definida como:
ERE = (Efinal −Efóssil )
Efinal (2)
Um biocombustível pode ser considerado renovável se 0 < ERE < 100 %. No caso
limite de não haver utilização e/ou consumo de energia não renovável, o biocombustível
seria completamente renovável (ERE = 100%).
3. Resultados e Discussões
Para a produção de 1 tonelada de biodiesel, estimou-se:
Produtividade de grãos de soja: 3,2 ton/ha = 3.200 Kg/ha.
Porcentagem de óleo contido no grão da soja: 18% (PAULILLO, 2007)
Produtividade teórica de óleo de soja = 576 kg/ha.
Considerou-se que 1.000 litros óleo de soja produzam 1.000 litros de biodiesel,
sendo que em massa, 1 tonelada de biodiesel é produzida por 1.018 kg de óleo de soja
(CAPAZ, 2009), com rendimento maior que 98%. No entanto, Penedo et al. (2008)
estimaram que 1 tonelada de biodiesel é gerada a partir de 995,73 kg de óleo de soja.
Adotando-se a média entre tais valores, tem-se uma quantidade de 1.006,87 kg de
óleo de soja (ou 1.095,61 litros). Sabe-se que:
𝜌𝑏𝑖𝑜𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙 = 880 𝐾𝑔/𝑚3
𝜌ó𝑙𝑒𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑗𝑎 = 919 𝐾𝑔/𝑚3
A produtividade teórica de óleo é de 576 kg/ha ou 626,77 L/ha, portanto, para a
produção de 1.006,87 kg de óleo de soja é necessário uma área referente a 1,75 ha. Com a
produtividade estimada em 3,2 ton/ha, 1,75 ha produzem 5.600 kg de soja.
As Tabelas 1, 2, 3, 4 e 5 expõem qualitativamente e quantitativamente os resultados.
Tabela 1 - Etapa agrícola: quantificação das entradas e saídas.
Produção: 5.600 kg de soja
Área necessária: 1,75 ha
Entradas Quantidade Quantidade (J)
Adubo (fertilizante N,P e K) 525 kg 48,50E +08
Fungicidas (Opera, Standak e Talstar) 3,80 kg 3,69E +08
Herbicida Glifosato 5,25 L 2,70E +09
Inseticidas (Dimilin e Permitrina) 0,75 kg 2,29E +08
Calcário Dolomítico 2.625 kg 1,60E +09
Água 2.625 L 1,30E +07
Óleo combustível (Diesel) 87,50 L 3,27E +09
Sementes 87,50 kg 2,93E +09
Operações manuais 12,54 h 2,85E +07
Energia solar 24.840 kWh 8,94E +10
Equipamentos (aço e ferro) 437,50 kg 3,50E + 10
Componentes do ar: combustão e fotossíntese (ar, O2, CO2, N2)
1,16E +04 kg -
Energia elétrica 59,50 kWh 2,14E +08
Saídas Quantidade Quantidade (J)
Grãos de soja 5.600 kg 1,11E +11
Perda de solo 2.975 kg 8,06E +09
Efluentes líquidos para o solo 1.627,50 L 8,03E +06
Resíduos sólidos 1.620,00 kg -
Emissões (CO, CO2, N2, NOx, VOC) 1.016,24 kg -
* Fator de conversão para base energética baseado em CAVALETT (2008).
Tabela 2 - Etapa de transporte dos grãos: quantificação das entradas e saídas.
Transporte: 5.600 kg de soja
Caminhão de capacidade 10 ton - Distância média 139,82 km
Entradas Quantidade Quantidade (J)
Óleo diesel 55,93 L 2,09E +09
Mão-de-obra 1,70 h 3,95E +06
Componentes do ar para combustão (ar, O2, N2) 210,40 kg -
Saídas Quantidade Quantidade (J)
Emissões (CO, CO2, NO2, NOx, VOC) 248,851 kg -
* Fator de conversão para base energética baseado em CAVALETT (2008).
Tabela 3 - Etapa de extração do óleo: quantificação das entradas e saídas.
Entradas Quantidade Quantidade (J)
Grãos de soja 5.600 kg 1,11E +11
Energia elétrica 167,44 kWh 6,02E +08
Hexano 7,62 kg 3,41E +08
Mão-de-obra 1,125 h 2,56E +06
Cimento para construção 1,44E +06 kg 5,40E +12
Equipamentos (aço, ferro e metal) 51.000 kg 4,08E +12
Componentes do ar para combustão (ar, O2, N2) 1.295,8 kg -
Lenha 0,70 m3 4,50E +09
Água 4,03 m3 2,00E +07
Óleo combustível (Diesel) 119,33 L 4,45E +09
Saídas Quantidade Quantidade (J)
Óleo de soja bruto 1.006,87 kg 3,90E +10
Farelo de soja 4.424,00 kg 6,60E +10
Efluentes líquidos (carga orgânica, óleo, água) 4,03 m³ 2,00E +07
Emissões (CO, NO2, NOx, VOC, SO2, CH4) 0,198 kg -
* Fator de conversão para base energética baseado em CAVALETT (2008).
Tabela 4 - Etapa de refino do óleo: quantificação das entradas e saídas.
Entradas Quantidade Quantidade (J)
Óleo de soja bruto 1.006,87 kg 3,90E +10
Energia elétrica 12,67 kWh 4,50E +07
Óleo diesel 4,32 L 1,60E +08
Lenha 0,70 m3 4,50E +09
Mão-de-obra 1,28 h 2,90E +06
Água 0,82 m3 4,05E +06
Ácido fosfórico (H3PO4) 0,50 kg -
Hidróxido de sódio (NaOH) 4,51 kg -
Terra clarificante 3,52 kg -
Cimento para construção 9,6E +05 kg 3,60E +12
Equipamentos (aço, ferro e metal) 34.000 kg 2,70E +12
Componentes do ar para combustão (ar, O2, N2) 46,64 kg -
Saídas Quantidade Quantidade (J)
Óleo de soja degomado 1.006,87 kg 3,98E +10
Efluente líquidos 0,82 m3
4,05E +06
Emissões (CO, NO2, NOx, VOC, SO2, CH4, CO2, N2) 50,24 kg -
* Fator de conversão para base energética baseado em CAVALETT (2008).
Tabela 5 - Etapa de transesterificação do óleo: quantificação das entradas e saídas.
Entradas Quantidade Quantidade (J)
Óleo de soja degomado 1.006,87 kg 3,98E +10
Óleo combustível (Diesel) 64,37 L 2,40E+09
Metanol 188,28 L 3,01E +09
Metilato de sódio 16,70 kg 6,52E +08
Eletricidade 0,89 kWh 3,20E +06
Água 514,51 m3 2,50E +09
Mão-de-obra 0,68 h 1,55E +06
HCl 8 kg -
NaOH 4,21 kg -
Lenha 0,70 m3 4,50E +09
Cimento para construção 2,00E +05 kg 7,50E +11
Equipamentos (aço, ferro e metal) 4470 kg 3,57E +11
Componentes do ar para combustão (ar, O2, N2) 669,73 kg -
Saídas Quantidade Quantidade (J)
Biodiesel 1.000 kg 3,20E +10
Glicerina 113,64 kg 1,38E +09
Efluente líquidos 514,5 m3
2,50E +09
Emissões (CO, NO2, NOx, VOC, SO2, CH4, CO2, N2) 753,93 kg -
* Fator de conversão para base energética baseado em CAVALETT (2008).
Os resultados do Simapro® apresentam-se somente sob a forma de caracterização e
o método de avaliação de impacto escolhido foi o Eco-indicador 99.
O resultado da etapa agrícola é apresentado na Figura 2. Os herbicidas contribuem
visivelmente nas categorias de impacto do tipo carcinogênicos, radiação, camada de ozônio
e minerais. Isso se deve as características cancerígenas de alguns herbicidas, seu potencial
reativo e devido a seu processo de fabricação.
O diesel usado tem grande representatividade, principalmente, na categoria do tipo
camada de ozônio e respiração orgânica devido ao seu grande uso no preparo e cultivo do
solo e na colheita da soja, gerando emissões durante sua queima nos motores. Já, os
fertilizantes ricos em nitrogênio contribuem fortemente no que diz respeito mudança
climática, acidificação/eutrofização e combustíveis fósseis, pois seu potencial reativo na
atmosfera, solo e água é elevado podendo causar a contaminação principalmente da água
causando a mortandade de peixes pelo excesso de crescimento de algas e redução de
oxigênio (eutrofização) e contribuir para o aumento do efeito estufa. Para sua produção o
uso de combustíveis fósseis é elevado.
Podem-se reduzir tais consumos dessas matérias-primas a partir do aprimoramento
de técnicas de plantio e do desenvolvimento tecnológico de insumos menos agressivos ao
meio ambiente.
Figura 2 - Etapa agrícola: Caracterização.
No que diz respeito à etapa de transporte dos grãos, como as entradas principais são
mão-de-obra e diesel, as categorias de impacto foram afetadas apenas pelo consumo de
diesel e sua queima no motor do caminhão. Não será apresentado resultado obtido no
software por ser considerado desnecessário e um tanto óbvio.
A Figura 3 mostra o resultado para a etapa de extração do óleo de soja, sendo que o
diesel usado representa a maior parcela em todas as categorias de impacto ambiental, pelo
fato do processo ser amplamente mecanizado e dependente de tal combustível.
Focando no hexano, este atua de forma expressiva na categoria de carcinogênicos,
respiração orgânica, mudança climática e combustíveis fósseis, fato que pode ser explicado
por seu processo de exploração e por ter efeitos nocivos à saúde humana.
Seu uso poderia ser reduzido se utilizado um solvente menos agressivo, no entanto,
fatores econômicos se sobressaem em detrimento de fatores ambientais. A mistura de outro
solvente, menos agressivo, ao hexano poderia ser uma alternativa de redução de seu uso,
mas carece de testes referentes à eficiência de extração do óleo contido no grão da soja.
Na Figura 4 e na Figura 5, estão apresentados os resultados da etapa de refino do
óleo bruto de soja e da etapa de transesterificação do óleo de soja degomado,
respectivamente.
Figura 3 - Extração do óleo de soja bruto: caracterização.
O consumo de diesel influencia em maior parte da contribuição nas categorias do
tipo respiração orgânica, radiação, camada de ozônio, ecotoxicidade, minerais e
combustíveis fósseis na etapa de refino do óleo, fato análogo à etapa de extração do óleo
bruto, pela dependência de tal combustível. Ainda na etapa de refino, o uso de ácido
fosfórico contribui na maior parte para o impacto do tipo carcinogênicos e uso da terra,
enquanto que o hidróxido de sódio evidencia-se mais fortemente na categoria de respiração
inorgânica e acidificação/eutrofização.
Na etapa final (transesterificação do óleo de soja refinado), pode-se perceber que o
diesel influencia em menos etapas (respiração orgânica, camada de ozônio e combustíveis
fósseis). Ainda, o catalisador usado no processo (metóxido de sódio) possui parcela
significativa nas categorias do tipo carcinogênicos, respiração inorgânica e radiação e o
metanol (reagente usado em excesso) tem parcela expressiva em carcinogênicos, radiação,
ecotoxicidade e acidificação/eutrofização. Na categoria uso da terra e minerais atua de
forma muito mais influente, podendo haver relação com sua exploração.
O uso de etanol ao invés de metanol poderia reduzir os impactos, mas em relação ao
custo se torna mais caro, por ser renovável e também por requerer maior quantidade que o
metanol. Dessa forma, uma análise criteriosa é necessária para optar pelo uso do etanol em
relação ao metanol.
Figura 4 - Refino do óleo de soja: Caracterização.
Por meio de simulações preliminares evidenciou-se que o uso de maquinários
agrícolas representou a maior contribuição em todas as categorias de impacto na avaliação
da etapa agrícola e a geração de efluentes representou a maior contribuição em todas as
categorias de impacto na avaliação das etapas industriais, no entanto, para facilitar a
comparação com as demais etapas do processo de produção de biodiesel optou-se por
retirar da análise essas contribuições.
Figura 5 - Transesterificação do óleo de soja degomado: Caracterização.
A fim de descobrir qual das etapas contribui de forma mais impactante para o meio
ambiente, foi realizada a comparação entre as etapas de produção do biodiesel.
Entre as 11 categorias de impacto contidas no método Eco-Indicador 99, a etapa
agrícola (produção de grãos de soja) é responsável por maiores danos em 7 categorias de
impacto, seguida da etapa de transporte dos grãos e transesterificação do óleo refinado de
soja (conversão a biodiesel) com maiores danos em 2 categorias de impacto cada uma.
A etapa de refino do óleo de soja (óleo de soja degomado), no geral, foi a que menos
impactou no meio ambiente, sendo inferior as demais em todas as categorias de impacto.
No que se refere a análise da eficiência energética, fez-se algumas considerações e
simplificações nos dados das Tabelas 1, 2, 3, 4 e 5 como a conversão para potencial
energético (em Joule) para padronizar as unidades e a quantificação energética dos
resíduos, efluentes e emissões foram desconsideradas, pois não implicam diretamente no
cálculo da renovabilidade e da eficiência energética do processo, sendo consideradas
perdas resultante da não conversão em energia útil (são perdas entrópicas do sistema).
Para o ácido fosfórico, hidróxido de sódio e terra clarificante, não foi encontrado o
fator de conversão energético e, portanto, não fizeram parte do cálculo. Crê-se que não
influenciariam significativamente nos resultados tendo em vista a comparação com o valor
energético de outras matérias-primas semelhantes.
O fator de renovabilidade encontrado foi de 70,77 %, provando que o processo de
produção de biodiesel no RS é renovável, pois se situa entre 0 < ERE < 100.
A relação energética de 3,42, obtida para este estudo, significa que para cada
unidade energética fóssil consumida é gerada 2,42 unidades de energia útil, resultando em
maior produção energética do que em consumo energético. O resultado mostra-se
compatível com os resultados denotados na Tabela 6, onde tais estudos se basearam na
produção de biodiesel a partir da soja e usando metanol como reagente.
Tabela 6 - Relação energética da produção de biodiesel de soja em rota metílica.
Autor Relação 𝐄𝐨𝐮𝐭/𝐄𝐢𝐧
CAPAZ (2009) 4,30
SOARES et al. (2008) 3,21
EPE (2005) 2,50
SHEEHAN (1998) apud NETO et al. (2004) 3,20-3,40
Presente estudo (2013) 3,42
4. Conclusão
Concluiu-se que na etapa agrícola o uso de herbicidas, diesel e fertilizante são os
responsáveis por maiores danos ao meio ambiente, enquanto que na fase de transporte dos
grãos ficou claro e evidente que o uso de diesel para abastecimento dos caminhões foi o
fator que culminou em maiores danos em todas as etapas contidas no método Eco-Indicador
99.
Na etapa industrial, tanto na fase de extração quanto de refino do óleo a utilização de
óleo diesel culminou em maiores danos na maioria das categorias de impacto. Destaca-se
para a etapa de refino o uso de ácido fosfórico que possuiu maior porcentagem na categoria
de carcinogênicos e uso da terra, enquanto que na transesterificação, salientam-se além do
diesel, o metóxido de sódio e o metanol como matérias-primas causadoras de maiores
danos ambientais.
Comparando o processo como um todo, a etapa mais potencialmente danificadora
ao meio ambiente foi a etapa agrícola, logo, em início, é indicado uma abordagem mais
ousada na análise dessa etapa a fim de promover uma redução de seu potencial poluidor.
Avaliando apenas as etapas industriais, a transesterificação do óleo refinado possui
maior potencial poluidor.
Avaliando a questão da eficiência energética da produção de biodiesel no RS,
encontrou-se renovabilidade no biodiesel e também eficiência energética na sua produção,
já que são geradas 2,42 unidades de energia útil.
Por fim, a aplicação da ACV é importante no intuito de identificar as etapas e fluxos
potencialmente poluidores de um processo e colaborar na tomada de decisões visando
minimização de impactos ambientais. Também, a ACV pode ajudar na valoração do produto.
Referências
AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS
(ANP). Disponível em: < www.anp.gov.br>. Acesso em: 20 de jun. 2012.
BRONDANI, M.; HOFFMANN, R. Uma revisão sobre a produção de biodiesel no Rio
Grande do Sul. In: 1° Fórum Internacional ECOINOVAR, 2012, Santa Maria, UFSM. Anais.
1 CD-ROM.
CALIFORNIA ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (CEPA).Detailed
California-Modified GREET Pathway for Brazilian Sugar Cane Ethanol.2009. Disponível
em: <http://www.calepa.ca.gov/>. Acesso em: 28 mai. 2013.
CAPAZ, R. S. ESTUDO DO DESEMPENHO ENERGÉTICO DA PRODUÇÃO DE
BIOCOMBUSTÍVEIS: ASPECTOS METODOLÓGICOS E ESTUDOS DE CASO. 2009. 121
p. Dissertação (Mestrado em Ciências em Engenharia de Energia) - Universidade de Itajubá,
Minas Gerais, Brasil.
CAVALETT, O. Análise do Ciclo de Vida da Soja. 2008. 245 p. Tese (Doutorado
em Engenharia de Alimentos) - Universidade Estadual de Campinas, São Paulo.
CHEHEBE, J. R. B. Análise do Ciclo de Vida de Produtos - Ferramenta Gerencial
da ISO 14000. Editora Qualitymark Ltda, Rio de Janeiro, Basil, 1998, 104 p.
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Potencial de redução de
emissões de co2 em projetos de produção e uso de biocombustíveis. Relatório do
Governo Federal - Ministério de Minas e Energia (MME/SPE), Convênio n° 039/2005, 66 p.,
2005.
FERRÂO, P. C. Introdução à gestão ambiental - A avaliação do ciclo de vida de
produtos. Lisboa: IST Press, 1998. 219 p.
GUPTA, R. B.; DEMIRBAS, A. Gasoline, Diesel and Ethanol Biofuls from Grasses
and Plants. Cambridge University Press, New York, USA, 2010, 230 p.
ISO 14040. Environmental management - Life Cycle Assessment - Principles
and framework, 2006.
KNOTHE, G.; GERPEN, J. V., KRAHL, J.; RAMOS, L. P. Manual de Biodiesel.
Editora Edgard Blücher, 1° edição, 2006, 333 p.
MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO AGRÁRIO. Disponível em:<
http://www.mda.gov.br/portal/>. Acesso em: 3 jun. 2013.
NETO, J. A. A.; CRUZ, R. S.; ALVES, J. M.; PIRES, M. M.; ROBRA, S.; PARENTE,
E. Jr. BALANÇO ENERGÉTICO DOS ÉSTERES METÍLICOS E ETÍLICOS DO ÓLEO DE
MAMONA. In: I CONGRESSO BRASILEIRO DE MAMONA - Energia e Sustentabilidade,
2004, Campina Grande. Disponível em:
<http://www.uesc.br/ecodiesel/trab_completos/122Balan%E7o_Energ%E9tico_Almeida.pdf>.
Acesso em: 5 de jun. 2013.
PAULILLO, F. L.; VIAN, F. E. C.; SHIKIDA, A. F. P.; MELLO, T. F. Álcool combustível
e biodiesel no Brasil: quo vadis?. Brasil. RER, v. 45, n. 03, p. 531-565, 2007.
PENEDO, G. M.; TIZZIANI, E.; BRANDÃO, L. E. T. Avaliação da Flexibilidade de
Escolha dos Insumos de Produção do Biodiesel através da Teoria de Opções Reais.
Revista Gestão.Org, v. 6, p. 300-320, 2008.
SOARES, L. H. B.; ARAÚJO, E. S.; ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA,
S. Eficiência energética comparada das culturas do girassol e soja, com aptidão para
a produção de biodiesel no Brasil. Circular Técnico 25, ISSN 1519-7328. Seropédica, RJ,
2008.