Mariana Melo / Agência USP de Notícias
Os fatores que garantem corrosividade ao biodiesel e a inviabilidade de algumas técnicas de análise exigidas pela Agência Nacional de Petróleo (ANP) foram avaliadas pela pesquisadora Isabella Pacifico Aquino, no trabalho Avaliação da corrosividade do biodiesel por técnicas gravimétricas e eletroquímicas, realizado no Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica (Poli) da USP. A engenheira e sua orientadora, Idalina Vieira Aoki, determinaram que produtos resultantes da degradação do biodiesel comprometem a integridade dos metais presentes no circuito de combustível dos motores automotivos, além de tanques de armazenamento.
Para evolução dos estudos, dois tipos de biodiesel foram analisados: uma amostra da Petrobras, correspondente ao biodiesel comercial, e uma amostra de biodiesel produzida no laboratório pelas pesquisadoras a partir de óleo de soja e etanol. Nas duas amostras, técnicas eletroquímicas e gravimétricas foram aplicadas para avaliar a corrosão em amostras de diferentes metais em contato com o biodiesel.
Degradação
O processo de degradação do biodiesel acarreta na formação de ácidos orgânicos, hidroperóxidos e mais água. O fenômeno varia conforme a quantidade de duplas ligações que a molécula de ácido graxo formadora do biodiesel apresenta: quanto mais ligações insaturadas, mais instável o biodiesel é. Além disso, temperatura elevada, incidência de luz, e principalmente, como determinado pelas pesquisadoras, a presença de ar — oxigênio — e íons metálicos aumentam a degradação do biodiesel e sua consequente corrosividade.
Mesmo o biodiesel aditivado com antioxidantes demonstrou elevada degradação na presença de íons metálicos. “Trabalhar com um biodiesel produzido por nós e um biodiesel comercial possibilitou comparar que, na presença de íons metálicos, a degradação ocorre também com alta intensidade, mesmo na presença de antioxidante” afirmou a professora Idalina. Segundo ela, “essas circunstâncias são comuns, por exemplo, nas condições de armazenamento do biodiesel, como em tanques metálicos, pois além do contato do biodiesel com as partes metálicas que vai gerar íons, a presença de ar (oxigênio) no caso do tanque estar vazio leva à degradação acelerada do biodiesel e à consequente corrosão do metal.”
Análises
Além de desenvolver biodiesel próprio, Isabella precisou validar a sua amostra a partir das análises referenciadas pela ANP. Os testes realizados para caracterizar a qualidade do biodiesel foram análise do teor de água, teor de acidez, estabilidade à oxidação, viscosidade e a sua composição química foi determinada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-MS).
Para avaliar a corrosividade, Isabella utilizou as técnicas gravimétricas segundo as normas ASTM G1 e G31. ASTM (American Society for Testing and Materials) que é um órgão norte-americano que determina normas técnicas e estes testes foram empregados para avaliar a corrosão provocada pelo biodiesel para diferentes metais como aço-carbono, alumínio, cobre e zinco. Isabella e Idalina desenharam e encomendaram a construção de um novo modelo de cela para realizar os testes segundo a norma ASTM G31.
Segundo as pesquisadoras, houve dificuldades em utilizar as técnicas eletroquímicas nas análises, pois o biodiesel é um meio muito resistivo e, por isso, difícil de analisar com corrente elétrica. A única técnica eletroquímica que respondeu foi a espectroscopia de impedância eletroquímica. Para contornar este problema, os eletrodos comuns (de grande área exposta) foram substituídos por microeletrodos.
Durante os teste, as pesquisadoras concluíram que um dos testes exigidos pela ANP para medir a corrosividade do biodiesel, ASTM D130, não tem sentido, pois envolve o manchamento de uma chapa de cobre em biodiesel, o que só ocorre em produtos de petróleo que contenham enxofre, como o diesel.
Idalina disse que o maior impacto dessa pesquisa é abrir caminhos para mais investigações com a técnica de impedância eletroquímica empregando arranjo de microeletrodos. Além disso, é preciso rever algumas publicações equivocadas sobre corrosão de metais em biodiesel. Nos aspectos práticos, o trabalho aponta para a necessidade de avaliar os procedimentos no transporte e armazenamento de biodiesel. Parte dos resultados deste trabalho será publicada na revista Fuel, revista científica internacional que divulga trabalhos que envolvem tecnologia na área de combustíveis e energia.
Mais informações: e-mail isabella.pacifico@gmail.com, com Isabella Pacifico Aquino