Medição de propriedades de blendas de biodiesel etílico + diesel contaminadas com acilgliceróis parciais sob ação de estresse térmico e oxidativo

• Processo: 25/13508-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2026
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Roberta Ceriani
• Beneficiário: Roberta Ceriani
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Vinculado ao auxílio: 21/11380-5 - CPTEn - Centro Paulista de Estudos da Transição Energética, AP.CCD
• Assunto(s): Biodiesel Termodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodiesel | Compostos oxigenados | propriedades excedentes | Termodinâmica

Resumo

Os desafios ligados às mudanças climáticas exigem modificações nas cadeias de produção e consumo de energia, em especial na transição dos combustíveis fósseis para fontes mais sustentáveis, como os biocombustíveis. No Brasil, uma das estratégias para a transição energética está regulada pelo Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB) que, através de seus marcos regulatórios e resoluções do Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), recomenda um aumento gradativo de adição de biodiesel ao diesel fóssil comercializado em todo país. Essa estratégia visa não apenas reduzir a dependência de combustíveis não renováveis, mas também fortalecer uma economia mais verde e alinhada aos desafios ambientais globais. Um dos principais gargalos no uso mais amplo do biodiesel está relacionado à presença de compostos minoritários oriundos do seu processo produtivo. A literatura tem demonstrado que os acilgliceróis parciais, especificamente os mono- (MAGs) e diacilgliceróis (DAGs), subprodutos da reação de transesterificação incompleta, exibem um comportamento termodinâmico problemático do ponto de vista prático. Em temperaturas mais baixas, esses compostos tendem a solidificar e formar precipitados. Essa precipitação afeta diretamente as propriedades físicas do biodiesel, podendo, em última instância, comprometer a integridade de componentes mecânicos em veículos automotivos. De fato, nos últimos anos, com o aumento do teor de biodiesel no diesel fóssil, os setores de transporte e automotivo têm reportado uma série de problemas mecânicos. Queixas sobre o entupimento de injetores e filtros, além da formação de borras nos tanques, tornaram-se mais frequentes, sublinhando a necessidade de aprofundar o conhecimento sobre a estabilidade do biodiesel. Esses problemas não apenas geram custos de manutenção elevados, mas também podem impactar a confiabilidade e a eficiência da frota, criando uma barreira considerável para a plena implementação do biodiesel como uma alternativa viável ao diesel fóssil. Apesar da importância do tema, há uma notável carência de dados sobre o comportamento termodinâmico de blendas de biodiesel e diesel que estejam contaminadas com acilgliceróis parciais. Além disso, a interação desses acilgliceróis com compostos oxigenados - como álcoois, ácidos carboxílicos, aldeídos e cetonas - formados pela oxidação do combustível, é pouco explorada, dificultando a compreensão dos efeitos na estabilidade dessas blendas nas condições de armazenagem em tanques, bem como a modelagem a partir de metodologias computacionais. Nesse sentido, a medição de propriedades termodinâmicas combinada com técnicas de caracterização da resposta das blendas ao estresse térmico, como a análise termogravimétrica (TGA), mostra-se uma abordagem promissora. A TGA permite avaliar a decomposição térmica de uma amostra em função da temperatura ou do tempo, fornecendo insights valiosos sobre a estabilidade do combustível e a presença de impurezas voláteis ou termicamente instáveis. Essas metodologias são capazes de fornecer os dados necessários para um entendimento mais completo das complexas interações moleculares presentes nessas misturas, preenchendo essas lacunas de conhecimento. O presente estudo visa medir propriedades termofísicas - volume e índice de refração de excesso e estabilidade térmica - de blendas de biodiesel + diesel, com diferentes níveis de contaminação de acilgliceróis e na presença de diferentes compostos oxigenados de cadeia curta. O principal objetivo é desvendar como as interações entre esses fatores - a presença de acilgliceróis, o nível de oxidação e os tipos de compostos oxigenados - afetam a estabilidade térmica do combustível. Ao gerar e analisar esses dados, o estudo contribuirá no entendimento das interações entre o biodiesel e o ambiente em que ele é armazenado e utilizado, e na mitigação dos problemas mecânicos relatados, contribuindo para a transição energética no Brasil. (AU)