Esterco bovino é matéria prima para biocombustível Pesquisa

Pesquisadores de Sergipe mostram que é possível transformar as fezes de gado em combustível e em produtos da química fina

O que era ficção científica nos anos 80 está se tornando realidade. Vários estudos têm utilizado resíduos de diversas origens para viabilizar a produção de biocombustíveis. Uma pesquisa de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Federal de Sergipe (UFS), por exemplo, analisou a possibilidade de usar esterco bovino para esse fim.

É a primeira vez que as fezes do gado são estudadas como possível matéria-prima para a obtenção de combustível, através de processo termoquímico. O objetivo é ajudar a resolver, com a mesma solução, dois problemas da nossa época: oferecer uma alternativa de bio-óleo – que pode ser utilizado como combustível e como insumo para a indústria – ao consumo cada vez maior derivados do petróleo; e permitir o aproveitamento de mais de 1,68 bilhões de toneladas de esterco geradas pela pecuária brasileira por ano.

O Brasil tem o segundo maior rebanho bovino do mundo, com quase 200 milhões de cabeças de gado, segundo dados de 2016. “Perde apenas para a Índia, que não negocia seu rebanho por motivos religiosos”, explica Kathamania Vanessa Santana, autora da dissertação. Agora mestra, ela havia se graduado em Licenciatura em Química, pelo campus da UFS de Itabaiana, onde nasceu e reside.

A pesquisa de Kathamania Santana contribui para as pautas ambiental e energética (Foto: Adilson Andrade – Ascom/UFS)

Perspectivas de expansão

A pesquisadora destaca também que nosso país é o maior exportador de carne bovina do mundo – o segmento aponta para uma perspectiva de expansão cada vez maior. Em sua dissertação, Kathamania explica que cada animal expele cerca de 21 kg de esterco por dia, em média, o que resulta na expressiva quantia de 1,68 bilhões de toneladas de excrementos em um ano.

“Atualmente, o descarte final do esterco é como fertilizante para a agricultura”, informa Kathamania. “Mas, se isso for feito em uma quantidade muito grande, é poluente”, alerta. A pesquisa cita outros estudos que advertem para o potencial das fezes dos animais como emissores de sulfito de hidrogênio, amônia, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano e outros gases, se tornando poluidores através da fermentação dos dejetos sobre o solo. Além disso, os excrementos oriundos da pecuária intensiva podem conter antibióticos e outros resíduos farmacêuticos, que serão absorvidos pelo solo.

Um dos principais responsáveis pela emissão de carbono no planeta é a queima de combustíveis fósseis, como os derivados de petróleo – gasolina e óleo diesel, por exemplo – e o gás natural. Esses combustíveis são não-renováveis, ou seja, sua oferta é finita, pois eles levaram milhares de anos para serem formados, através da decomposição de organismos no subsolo. A extração, por outro lado, tem se intensificado cada vez mais.

Professor Alberto Wisniewski: tudo aquilo que é uma biomassa, que capturou carbono para crescer, pode ser transformado em combustível (Foto: Adilson Andrade – Ascom/UFS)

Balanço positivo

O professor do Departamento de Química da UFS, Alberto Wisniewski Júnior, que orientou Kathamania no mestrado, integra o Grupo de Pesquisa em Petróleo e Energia da Biomassa (PEB). Ele explica que o uso dos combustíveis fósseis se dá em um chamado “balanço de carbono positivo”, porque extrai a matéria do subsolo, queima nos veículos e na indústria, provocando a emissão de carbono para a atmosfera. “Você pega uma molécula que a natureza levou muito tempo para produzir, então a queima e a transforma em CO2 [gás carbônico] e água”, resume.

Os biocombustíveis, entretanto, são renováveis, ou seja, podem ser extraídos e produzidos continuamente. E sua produção utiliza matéria-prima que consome gás carbônico, como é o caso do etanol extraído da cana-de-açúcar, por exemplo – a queima do combustível produz gás carbônico, mas a planta utilizada na produção também consome o CO2, dando relativo equilíbrio à cadeia. “Chamamos esse processo, grosso modo, de ‘balanço de carbono neutro’”, pontua Wisniewski.

Bio-óleo: combustíveis e produtos da química fina

A pesquisa de Kathamania e Alberto alcançou resultados promissores. Através de um processo chamado pirólise, eles obtiveram produtos nos estados gasoso, sólido e líquido: respectivamente, biogás, biocarvão e bio-óleo. Todos esses elementos podem ser aproveitados.

“O biocarvão pode ser aproveitado para o melhoramento do solo e o biogás para alimentar o próprio sistema da pirólise”, expõe Kathamania. O bio-óleo, por sua vez, principal produto extraído do processo, mostrou, no caso do esterco bovino, muito potencial.

O bio-óleo pode ser utilizado na fabricação de biocombustíveis e de componentes da química fina. No primeiro caso, o produto apresentou alto valor calorífico, ou seja, capacidade de combustão que permite seu uso em motores de veículos e maquinários de indústrias, por exemplo. Esse potencial energético, afirma Kathamania, “corresponde a 59% do valor calorífico dos combustíveis derivados do petróleo e 78% do etanol”.

Infográfico: Marcilio Costa

Valor agregado

No entanto, a pesquisa identificou outro uso importante para o bio-óleo extraído do esterco: a fabricação de produtos da química fina. “Obtivemos uma quantidade significativa de fenóis, que são um composto muito importante para diversos segmentos da indústria, como a farmacêutica”, explana a pesquisadora. “É um elemento de alto valor agregado”, completa.

Alberto Wisniewski enfatiza que os bio-óleos produzidos a partir dos resíduos da biomassa podem, além de oferecer uma alternativa aos combustíveis fósseis, suprir uma cadeia de indústria. “Substituindo o mesmo tipo de insumo, que atualmente é oriundo do petróleo”, assinala. “Só que de uma fonte renovável”, frisa.

Transformando esterco em bio-óleo

A pirólise é um processo de transformação de um composto orgânico através de altas temperaturas. Para isso, é utilizado um reator de forno rotativo – o Grupo de Pesquisa PEB possui o equipamento para processamento de amostras .

O esterco utilizado na pesquisa foi colhido por Kathamania em uma fazenda da cidade de Itabaiana, exposto ao sol durante 15 dias, triturado e peneirado. Após o processo de pirólise, o bio-gás foi liberado e o biocarvão e bio-óleos separados para análise.

Wisniewski explica que o processo termoquímico utilizado na pirólise tem vantagens importantes no uso de esterco animal. “A bioquímica, que é muito utilizada na Europa, depende muito da qualidade do esterco, porque se o animal é tratado com antibióticos, os resíduos do medicamento saem nas fezes e impedem a proliferação de microorganismos que produzem o biogás”, esclarece. “Já a termoquímica não tem esse problema, porque ela acaba com o excesso de antibióticos, patógenos e tudo que possa comprometer os resultados”, defende.

Pirólise: o reator de forno rotativo é o equipamento usado para transformar o composto orgânico em biocombustível e outros elementos (Foto: Adilson Andrade – Ascom/UFS)

Pirólise: o reator de forno rotativo é o equipamento usado para transformar o composto orgânico em biocombustível e outros elementos (Foto: Adilson Andrade – Ascom/UFS)

Combustíveis fósseis e renováveis

Recentemente, o governo dos Estados Unidos anunciou a saída do país do Acordo de Paris, tratado firmado em 2015 que tem como meta a redução da emissão de carbono, para tentar manter o aquecimento global em nível tolerável – inferior a 2 graus Celsius (ºC) até 2100.

O Brasil é um dos signatários do pacto. O país se comprometeu a reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 37%, até 2025, abaixo dos níveis de 2005, e em 43%, até 2030, também abaixo dos níveis de 2005. Essa meta, porém, já havia sido traçada voluntariamente em 2009, através da Lei 12.187, que instituiu a Política Nacional sobre a Mudança do Clima (PNMC).

O país tem estimulado o uso do etanol, produzido a partir da cana-de-açúcar, como alternativa aos combustíveis fósseis nos veículos. Os Estados Unidos, por sua vez, têm utilizado o milho como matéria-prima de combustível renovável. A utilização de biomassa residual, por outro lado, busca evitar a disputa com a cadeia alimentar humana.

Ainda assim, determinados resíduos que têm sido processados para a produção de biocombustíveis podem ter outros usos importantes: o bagaço da soja, por exemplo, serve também na alimentação de animais. A utilização do esterco bovino, por sua vez, vai além. “É o resíduo do resíduo, dele não se tem outra alternativa”, salienta Alberto.

Esterco bovino, depois de secado, triturado e peneirado (Foto: Adilson Andrade – Ascom/UFS)

Futuro promissor

Qualquer matéria orgânica pode ser transformada em biocombustível. “Tudo aquilo que é uma biomassa, que capturou carbono para crescer, se desenvolver, pode ser usado para produção de biocombustíveis via termoquímica”, esclarece Wisniewski. O professor adota o filme De volta para o futuro em palestras, para ilustrar a revolução que representam os avanços nas pesquisas sobre ao uso de resíduos na produção de combustíveis.

Kathamania não acredita na substituição dos combustíveis fósseis pelos biocombustíveis. “Eu diria que é uma ilusão”, acentua, “nós trabalhamos, na verdade, é com a ideia de criar alternativas”. Segundo Wisniewski, os combustíveis oriundos de matéria-prima residual contribuirão muito, no futuro, para essa alternativa.

“Existe uma expectativa muito grande, dentro da área bioenergética, de que esses biocombustíveis de segunda geração [os que são produzidos a partir de resíduos] venham a tomar, até 2050, de aproximadamente 50% do mercado que o combustível fóssil tem atualmente”, conclui Alberto, otimista.

A dissertação está disponível, na íntegra, no Banco Digital de Teses e Dissertações (BDTD).

Redação com informações da Ascom/UFS