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 aumento da demanda, surge a necessidade de 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. 

Os pesquisadores da UFSC desenvolveram um reator de plasma que elimina a etapa prévia de mistura dos reagentes, podendo chegar a uma 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 essa produção, 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.

Multidisciplinariedade

A multidisciplinaridade do projeto foi essencial para o desenvolvimento. 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 envolveu o Laboratório de Combustão e Catálise Aplicadas (LAC) e o 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 (BR10202402527) 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 pesquisa e inovação 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). 

Próximos passos

Os próximos passos envolvem testar diferentes matérias-primas e entender o efeito do plasma na qualidade do produto gerado com a nova tecnologia. Além disso, pretende-se avançar o uso do reator com a associação de 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 a importância do reator está também vinculada à possibilidade da 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.