UFSC desenvolve reator para produção de biodiesel

Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) depositou patente nacional para um reator de produção de biodiesel desenvolvido em laboratórios da Universidade. Produzido pela pós-doutoranda Maira Oliveira Palm e pelos estudantes da graduação Júlia Rezende e Lucas Pavani, sob a supervisão do professor Rafael Catapan coordenador do projeto, e dos professores, Cátia Carvalho Pinto e Diego Duarte, do campus Joinville, o reator utiliza plasma não térmico de baixa frequência, o que permite o aumento de produtividade do processo e a eliminação de etapas tradicionais, o que pode dobrar a taxa de produção de biodiesel.

Os pesquisadores da UFSC desenvolveram um reator de plasma que elimina a etapa prévia de mistura dos reagentes e que pode atingir taxa de produção até duas vezes maior. O processo de produção de biodiesel, chamado de transesterificação, consiste na reação de um óleo ou gordura com um álcool para a transformação em biodiesel. Para produção do combustível são utilizados reatores que exigem fontes de aquecimento para operação na faixa de 80 °C e demandam etapas prévias à reação para a mistura dos reagentes, normalmente o óleo de soja e o metanol. Como alternativa aos reatores convencionais, o sistema desenvolvido na UFSC aproveita as descargas elétricas que ocorrem dentro do reator, promovendo a mistura dos reagentes, que não se misturam em condições normais. Desse modo, a emulsão do óleo e do metanol acontece simultaneamente à reação, o que pode acelerar a produção de biodiesel. Segundo Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais (Abiove), a demanda por biodiesel no Brasil deve dobrar até 2030, impulsionada pela Lei 14.993/2024, conhecida como Lei do Combustível do Futuro, e pelo compromisso global, a partir do Acordo de Paris, de zerar as emissões líquidas de gases de efeito estufa até 2050. Com o crescimento da demanda é necessário que tenham alternativas mais sustentáveis e adaptáveis para o futuro. Os pesquisadores acreditam no potencial do reator de plasma em reduzir o tempo de reação, o consumo de catalisadores e na qualidade do biodiesel produzido.

A ideia inicial de um reator de plasma semelhante surgiu quando Maira Oliveira Palm ingressou no doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. A partir de 2023, no pós-doutorado em Engenharia e Ciências Mecânicas, a ideia foi reformulada. O desenvolvimento do reator contou com a participação do Laboratório de Combustão e Catálise Aplicadas (LAC) e do Laboratório de Tratamentos de Superfície (LATS) da UFSC Joinville, em colaboração com os Programas de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, em Joinville, em Engenharia Ambiental e em Engenharia Mecânica, em Florianópolis. Participaram professores de diferentes áreas e os estudantes Lucas e Julia, da graduação em Engenharia Aeroespacial e Engenharia Ferroviária e Metroviária, respectivamente, com bolsas de Iniciação Científica. O depósito da patente foi realizado com apoio do Escritório de Inovação (Sinova/UFSC), e os pesquisadores aguardam o processo que ocorre no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).

O projeto de P&I tem apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (FNDCT/MCTI) e da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (FAPESC). As próximas etapas envolvem testes de diferentes matérias-primas para entender o efeito do plasma na qualidade do produto gerado com a nova tecnologia. Além disso, o grupo de pesquisadores pretende avançar no projeto usando o reator em associação com catalisadores heterogêneos, que podem ser reutilizados em diversos ciclos de reação e podem viabilizar a produção de biodiesel com menor custo. 

Maira e Rafael acreditam que o reator possa contribuir para a produção de biodiesel de maneira descentralizada e em pequena escala, tendo em vista o crescimento da demanda pelo biocombustível no mundo. O reator de plasma pode, ainda, se consolidar como uma alternativa sustentável ao incluir reagentes que normalmente são descartados pela indústria e ao utilizar energia elétrica sustentável. “Eventualmente, um reator de plasma pode ser uma oportunidade de eletrificação de processos. E se a eletrificação vier de fonte renovável, pode reduzir ainda mais a pegada carbono desse tipo de processo”, explica Rafael.