Ufam transforma gordura industrial em combustível de avião

Laboratório da universidade produz bioquerosene, diesel verde e até combustível para navios a partir de resíduo descartado pelo Polo Industrial de Manaus.

Manaus produz cerca de 20 toneladas de gordura residual por dia. Esse material, que sai das caixas separadoras de indústrias, restaurantes e shoppings, costuma terminar em incineradores. Mas um grupo de pesquisa da Universidade Federal do Amazonas (Ufam) encontrou um destino muito mais nobre para ele: transformá-lo em combustível para aviões e navios.

O Grupo de Pesquisa em Tecnologias Biossustentáveis da Amazônia (GP-TECBIOAM) já conseguiu produzir, em escala laboratorial, frações de biogasolina, bioquerosene, diesel verde e até um combustível equivalente ao bunker usado em motores de grandes embarcações. A matéria-prima é a gordura coletada no Polo Industrial de Manaus (PIM), um resíduo que hoje tem baixo valor comercial e representa um passivo ambiental.

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Segundo Douglas Alberto Rocha de Castro, professor do Departamento de Engenharia Química da Ufam e líder do projeto, o processo replica em miniatura o funcionamento de uma refinaria de petróleo, mas com duas vantagens decisivas: usa um catalisador desenvolvido pela própria equipe e trabalha com matéria-prima 100% renovável e residual.

Da caixa de gordura ao reator

Antes de chegar ao reator, a gordura bruta passa por um tratamento rigoroso. É preciso remover água, areia e, principalmente, os saponificáveis, substâncias que formam sabão e que, nos primeiros testes, causavam expansão dentro do equipamento e prejudicavam o desempenho do catalisador.

“A gente realiza o processo de desaponificação da gordura, retira os sabões solúveis, faz lavagens com água para tirar o excesso de ácido e aí insere ela no reator de craqueamento”, explica Castro, que é doutor em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia pela Universidade Federal do Pará (UFPA) e atua desde 2024 na Ufam, onde também integra os programas de pós-graduação em Engenharia Civil e Mecânica.

Dentro do reator, acontece o craqueamento termocatalítico: a gordura é aquecida até que suas cadeias longas de carbono sejam quebradas em fragmentos menores, transformando um material com baixo poder energético em compostos parecidos com os derivados do petróleo.

No segundo estágio, os gases gerados atravessam um catalisador em leito fixo, desenvolvido pela equipe. É nessa etapa que o bio-óleo se aperfeiçoa: a concentração de hidrocarbonetos salta de cerca de 50% para 90%, e os compostos oxigenados, indesejáveis para combustíveis, caem drasticamente.

Rendimento de 70% da matéria-prima

Segundo o professor Castro, de cada 1 kg de gordura processada, o grupo obtém cerca de 700 gramas de bio-óleo, o que representa uma taxa de conversão de aproximadamente 70%. Esse rendimento é considerado promissor pela equipe e coloca o processo em patamar competitivo dentro da cadeia de biocombustíveis.

Depois do craqueamento, o bio-óleo ainda precisa passar por destilação fracionada, o mesmo princípio usado nas refinarias convencionais. O material é aquecido em colunas e separado por faixas de temperatura, cada uma correspondendo a um produto diferente.

Da destilação saem cinco produtos

A fração mais leve é a bionafta, usada como matéria-prima na petroquímica para produção de plásticos. A composição obtida em laboratório ficou próxima à da nafta convencional.

A biogasolina já apresenta parâmetros físico-químicos dentro das especificações da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). A equipe planeja testes com misturas a partir de 5% de biogasolina na gasolina comum, que devem ser realizados no Laboratório de Termociências da própria Ufam.

O bioquerosene ainda está em ajuste. O ponto de congelamento medido foi de 20°C negativos, enquanto o querosene de aviação comercial exige no mínimo 40°C negativos. O produto já atende a faixas menos exigentes de aviação de pequeno porte, mas ainda não pode ser chamado de SAF (Combustível Sustentável de Aviação) por questões regulatórias.

O diesel verde está entre os produtos mais próximos da especificação convencional. Viscosidade cinemática e outros parâmetros já estão dentro dos limites exigidos pela ANP.

O bio HFO, ou biobunker, foi obtido numa segunda etapa de destilação a vácuo e é o combustível equivalente ao usado em motores de navios. O produto foi obtido recentemente e ainda aguarda análises completas.

O resíduo que sobra no fundo da destilação a vácuo tem potencial como ligante asfáltico, um insumo usado na pavimentação de estradas. Ele já vem sendo testado no laboratório de pavimentação da Universidade e passa por ajustes para alcançar o ponto ideal. Ou seja: tudo é aproveitado no processo.

O segredo está no catalisador

Segundo Castro, o processo de craqueamento em si já é consolidado na literatura científica. O diferencial do grupo da Ufam, e também o principal desafio hoje, está no catalisador. “O ponto-chave é o catalisador. Se eu fizer o craqueamento sem ele, conseguimos um produto totalmente diferente”, afirma.

A equipe trabalha para otimizar a formulação do material, com o objetivo de registrar uma patente. O próximo passo é enviar os biocombustíveis produzidos para análise em laboratório credenciado pela ANP, o que formalizaria a validação da rota tecnológica.

Da bancada à planta piloto

A escala também é um obstáculo a ser superado. Hoje, os experimentos são feitos em dois reatores com capacidade de 200 mililitros de matéria-prima cada. Mas o grupo já está montando uma unidade semipiloto que vai permitir aumentar essa capacidade para 3 a 4 litros por batelada.

A intenção, porém, é ampliar ainda mais. Castro explica que o próximo passo é buscar investimentos para obter uma planta piloto capaz de processar entre 100 e 200 litros de material por operação, volume suficiente para escalonar o processo e testar a viabilidade em condições mais próximas da indústria. Esse avanço, porém, ainda depende de financiamento externo.

No presente estágio, o projeto é financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam). “Nós estamos submetendo o projeto em diversas agências de fomento nacional, como a Finep, Capes e CNPq, e também estamos tentando linhas de PD&I pelas empresas do ramo instaladas aqui no Polo Industrial de Manaus”, diz o pesquisador.

Entenda o processo

O craqueamento termocatalítico é uma reação química que quebra moléculas grandes de gordura em fragmentos menores, transformando-as em hidrocarbonetos semelhantes aos do petróleo. O catalisador acelera essa quebra e melhora a qualidade do produto final. A destilação fracionada, por sua vez, separa esses hidrocarbonetos por peso molecular, gerando diferentes tipos de combustível em faixas de temperatura específicas.

Perguntas frequentes

Qual a origem da gordura usada na pesquisa?

A matéria-prima vem de caixas separadoras de gordura de indústrias do Polo Industrial de Manaus, restaurantes e shoppings da cidade. São cerca de 20 toneladas produzidas diariamente e hoje destinadas à incineração.

O bioquerosene produzido já pode ser usado em aviões comerciais?

Ainda não. O produto atende a faixas menos exigentes de aviação de pequeno porte, mas precisa de ajustes no ponto de congelamento para se enquadrar como SAF (Combustível Sustentável de Aviação) e ser usado em aviação comercial.

Quando o processo poderá ser usado em escala industrial?

A equipe está montando uma unidade semipiloto e busca financiamento para uma planta piloto maior. A validação em laboratório credenciado pela ANP e o registro de patente do catalisador são etapas intermediárias necessárias antes da aplicação industrial.

Com informações da Ufam.

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