INDIOMAS

segunda-feira, 12 de novembro de 2012

Apresentação


Este blog foi criado por um grupo de estudantes do primeiro período de engenharia ambiental e sanitária da faculdade Pitágoras de Governador Valadares MG, com a intenção de difundir os conhecimentos adquiridos durante a elaboração de um trabalho e mostrar os acontecimentos ocorridos durante  a feira acadêmica (13/11/2012) ocorrida na faculdade Pitágoras.
O titulo do blog e o conteúdo principal esta relacionado ao objeto de nossas pesquisas e preparos para o evento, e fotos tirados do evento.
Alem de repassar detalhes sobre as pesquisar e sobre a feira, este blog devera servir para tirar duvidas deixar comentários, criticas e elogios.


Todo o material disponibilizado desta pagina é fruto de pesquisas e testes e as imagens apresentadas na pesquisa foram feitas pelos elaboradores do projeto.   

sexta-feira, 9 de novembro de 2012

1 INTRODUÇÃO


O atual contexto ambiental, social e comercial, tem sugerido o uso de energias que sejam eficazes, ao mesmo tempo em que tenha uma baixa concentração de resíduos e poluentes.
Dentre as alternativas de energia mais utilizadas atualmente estão os combustíveis fosseis, derivados do petróleo, que alem de ser um recurso finito geram uma grande quantidade de Monóxido de carbono, hidrocarbonetos e oxido de nitrogênio durante sua queima. Estes gases poluem a atmosfera diminuindo a qualidade do ar e estão entre os principais causadores do efeito estufa e aquecimento global.
Tem-se ainda a necessidade de criar um fim correto e útil ao óleo residual, que geralmente é descartado na rede de esgoto ou solo.
O biodiesel é feito a partir de óleos vegetais ou gorduras animais, tendo a necessidade de um álcool (metanol, podendo ser utilizado o etanol) e um catalisador (NAOH, soda caustica). O processo químico para que se obtenha biodiesel é chamado de Trans-esterificação catalítica de triglicerídeos, que é a transformação de óleo em combustível, separando o que será combustível, do que é glicerina.
O mesmo processo feito com o óleo vegetal limpo, também pode ser feito com o óleo saturado, tornando a fabricação de biodiesel ainda mais viável e barata, uma vez que a matéria prima será de custo reduzido e o processo de produção é parecido com a produção convencional.
O biodiesel, no geral, é bem mais eficaz que o diesel fóssil, pois toda a glicerina foi retida, eliminando os resíduos da queima e evitando o entupimento dos bicos injetores do motor, polui consideravelmente menos, já que não libera dióxido de carbono e nem hidrocarbonetos, e se fabricado com óleo saturado, terá custo reduzido e será uma solução para o destino do óleo residual.  

2 JUSTIFICATIVA


Cada vez mais se vê a necessidade de se criar novas fontes de energia, que seja renovável e não cause agressões ao meio ambiente (ar, solo e água).
Com base na necessidade de dar um fim útil e economicamente lucrativo ao óleo sujo e saturado, que já não é utilizado na cozinha e o apelo ambiental que pede novas fontes energéticas que sejam sustentáveis, custem menos e tenham eficácia.
Atualmente o diesel fóssil que é comercializado, alem de ser um dos maiores emissores de dióxido de carbono e outros gazes poluentes, deixa resíduos no motor das maquinas e veículos pesados, reduzindo a vida útil dos motores e prejudicando o ar da atmosfera. Outro ponto que torna esta pesquisa plausível é o fim que o óleo saturado leva, muitas vezes é lançado no solo ou na rede de esgoto, muito embora algumas vezes este óleo seja encaminhado a pequenas cooperativas que convertem o óleo em barras de sabão, processo que não é muito lucrativo, já que muita gente não considera este produto eficaz ou de boa qualidade.   

3 PROBLEMA


Como eliminar o óleo saturado sem agredir o meio ambiente, e como ré utiliza-lo de modo lucrativo?

4.1 OBJETIVOS GERAIS


4 OBJETIVO
4.1 OBJETIVOS GERAIS
           Apontar um fim sustentável e lucrativo para o óleo saturado, alem de sugerir um substituto para o biodiesel e para o diesel comum, que seja mais barato e tão eficiente quanto os que já são comercializados atualmente eliminando consideravelmente a quantidade de óleo lançados nos esgotos e solo e posterior mente reduzir as emissões de gazes poluentes com a utilização do biodiesel que será fabricado com o óleo saturado.

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS


          Entender através de pesquisas bibliográficas o processo de fabricação do biodiesel comum, viabilizar a produção de biodiesel a partir do óleo limpo. Pesquisar e elaborar o processo químico de um modo seguro e prosseguir com os procedimentos (limpeza e refino da matéria prima) ate o resultado final: Biodiesel funcional e feito a partir de óleo saturado.             
            Alem disto, pretende-se mostrar a viabilidade econômica deste projeto, e porque ele é tão eficaz.

5.1.1 DEFINIÇÃO BÁSICA


5 MÉTODOS E PROCEDIMENTOS

5.1 BIODIESEL
5.1.1 DEFINIÇÃO BÁSICA
O biodiesel pode ser visto como um combustível derivado do óleo vegetal ou de gorduras animais, sendo este usado em motores de injeção interna e queima por compressão. Um produto renovável, biodegradável substitui o diesel fóssil (Lei nº 11.097 de 13 de janeiro de 2005).   

5.1.2 DEFINIÇÃO TÉCNICA E FUNDAMENTAÇÃO QUÍMICA


  Para a produção de biodiesel é necessário um álcool e um catalisador, Podendo ser utilizado o etanol e o NAOH.
Os óleos e as gorduras animais são triglicerídeos, compostos por três cadeias de ácidos graxos (também chamados de ácidos gordos, possuem quantidade par de átomos de carbono) unidos a uma molécula de glicerina.
O processo químico consiste na transesterificação destes triglicerídeos, transformando as moléculas triglicerídeas em moléculas alcalinas. Este processo se da através das ligações feitas na mistura, equilibrando a mistura e separando a glicerina dos demais carbonos. O álcool deve ser misturado com o NAOH separadamente em pote de vidro ou de plástico HDPE, pois a mistura do acido com o álcool pode casar a dispersão de alguns gases que são nocivos a pele (recomenda-se precauções, como luvas e mascaras). A mistura no acido com o álcool é chamado de metroxido, este metroxido deve ser misturado ao óleo aquecido a 60ºc, recomendando que a temperatura nunca ultrapasse 70 e nem seja inferior a 40 pois passando a temperatura estabelecida, o metroxido pode evaporar, e em temperaturas inferiores, o tetroxido não causa a reação desejada. A mistura deve estar sendo misturada a todo o momento e a temperatura controlada constantemente.
 É necessário também estar atento as quantidades que serem atribuídas a cada elemento, para estabelecer as quantidades.


imagem 1

Como é mostrado na figura um as proporções serão sempre de 3\1 (três moléculas álcool, par uma de triglicerídeo). Sendo assim poderá ser utilizado na mistura 200ml de Etanol, para 1 litro de óleo saturado e 3,5 gramas de NAOH (soda caustica).
As proporções serão sempre equilibradas, como na tabela abaixo.


5.2.1 CONSTRUÇÃO DE MINE REATOR


Para que o teste seja feito de modo acessível, serão utilizados materiais e equipamentos de fácil acesso e que permitam a produção do biodiesel de modo fácil e barato, comprovando assim o propósito inicial que é a produção de biodiesel de modo sustentável, barato e mais fácil.
Podem ser utilizados para o experimento os seguintes materiais: Furadeira, suporte para furadeira, broca misturadora, tubo fino e flexível de silicone ou borracha, galão de três litros e garrafa de um litro que seja fabricada de HDPE (plástico, que resiste a altas temperaturas e a reação dos compostos), termômetro culinário, massa epóxi e uma panela de aço, onde o galão devera se encaixar. Recomenda-se o uso de duas garrafas pet (cheias de água) para apoiar o galão na panela, que também vai estar com água.
O óleo dentro do galão será aquecido pela condução térmica da água que estará na panela, para o óleo dentro do galão. A garrafa de um litro deverá possuir duas tampas, pois nela será feita a mistura de etanol e NAOH, por tanto, uma tampa devera estar integra e na outra será feito dois furos (breve isto será melhor explicado). 
para que a explicação da montagem fique mais didática, separaremos o reator em partes, após cada uma ser montada, o conjunto delas formaram o reator.

Ler: I- CONDUTORDE METROXIDOII- MISTURADORE RESERVATORIO

I- CONDUTOR DE METROXIDO


Para esta parte utilizaremos o tudo de borracha, a garrafa de um litro e suas duas tampas.
Primeiro se deve fazer os furos na tampa (imagem 2).

imagem 2
 Por um dos furos (furo A) ira passar um pedaço de tubo, que irá ate o final da garrafa, este tubo servira para que haja entrada de ar, e no outro furo (furo B) o tubo ficara mais superficial com relação a tampa e servira para a passagem do metanol, da garrafa para o galão (imagem 3).

Imagem 3
Neste compartimento também será feita a mistura de Etanol com NAOH, a mistura deve ser feita com a tampa que não possui furos, o etanol deve ser colocado primeiro, e depois o NAOH, o recipiente deve ser tampado com a tampa sem furos. Após tampado, deve-se agitar ate que ambos os compostos se misturem. Após o NAOH dissolvido completamente, espere aproximadamente 2 minutos para que a solução se estabilize, e troque a tampa sem furos pela que já esta furada, com os tubos anexados e bordas vedadas com massa epóxi.    

II- MISTURADOR E RESERVATORIO

            Deveram ser feitos dois orifícios no galão (imagem 5) ,um na tampa (furo C) (imagem 4) e outro na parte superior do galão, no lado oposto a tampa (furo D). O furo oposto à tampa (furo D) será o encaixe para a outra ponta do tubo que parte do furo B da primeira tampa (imagem 2). 
imagem 4

imagem 5
         O furo C devera ser reforçado com massa epóxi, pois é neste furo, onde será, encaixado a broca misturadora.
            A mangueira que parte do furo B devera se encaixar do furo D, como mostra a imagem 6.
imagem 6
Todos os orifícios ligados a tubos deveram ser vedados cuidadosamente com massa epóxi para que não haja vazamentos.

5.2.2 PRODUÇÃO DO COMBUSTÍVEL


Primeiramente, tense a necessidade de controlar o PH do óleo saturado, e de se retirar toda a água existente nele.
O processo de secagem do óleo consiste em aquecê-lo, ate que chegue a 60°, nesta temperatura, se existir molécula de água no óleo, elas vão começar a se evaporar, o modo de identificar esta evaporação são os respingos e o fervor que se nota. Após toda a água evaporada, esta reação se extingue.
Após o óleo seco esfriar, deve-se controlar o PH do óleo. O óleo usado precisa de mais catalisador que o óleo novo para neutralizar os ácidos graxos livres (AGL) que se formam ao cozinhar, e interferem na transesterificação. Deverá ser feita uma medição para determinar o conteúdo de AGL que tem no óleo e quanta soda será necessária para neutralizá-los. Isto é, determinar o pH, o nível de ácido-base. O valor 7 é neutro, valores inferiores são ácidos, e valores maiores básicos. O melhor é usar um medidor de pH eletrônico, ou tiras de medição do pH (papel tornassol), ou solução de fenolftaleína. O método do papel é mais fácil, porem pouco exato. Não tendo estes recursos pode-se usar uma solução de fenolftaleína. A fenolftaleína fica incolor com pH inferior a 8,3, rosa ou magenta com pH. Entre 8,4 e 8,5 e vermelho no pH 10,4. O primeiro é preparar uma solução de soda cáustica a 0,1 %.Para isto dissolver uma grama de soda cáustica num litro de água destilada. A mistura da solução com o óleo deve ser feita com uma seringa graduada, e a reação leva de 10 a 15 segundos para ocorrer.
O metroxido devera ser vertido no galão, isto será feito através do tubo que liga o furo B ao furo D. o tubo e o recipiente, não deveram ser retirados após despejado todo o metroxido, esta estrutura também ira servir para a condensação dos gases que são eliminados a partir da mistura.
Os compostos deveram ser misturados aproximadamente uma hora e a temperatura devera ser aferida constantemente com o termômetro culinário, a temperatura não poderá ser superior a 60 min. e nem inferior a 50 min. A broca misturadora estará acoplada a furadeira e ela fará a mistura.
Após feita a mistura, o reator devera ser retirado da água e posto para descansar em lugar sombreado e sem ser balançado ou misturado. Certa de 2% desta mistura se transformará em glicerina após 23 horas de repouso, caso não exista glicerina ou a quantidade seja diminuta, possivelmente a mistura não foi feira tempo o bastante, muito embora a mistura que não gerou glicerina funcione como combustível, a glicerina existente no combustível, poderá se transformar em resíduos durante a queima, causando assim resíduos, que podem entupir os bicos injetores.
A glicerina gerada pode ser reutilizada na produção de parafina e verniz, muito embora não seja usada para estes fins, devida sua coloração escura. 

5.2.3 VIABILIDADE


Para a produção do biodiesel comum, seria necessária a fabricação da sua matéria prima inicial, O óleo vegetal.  
            A produção do óleo vegetal vai dez do plantio do oleaginoso (mamona, dendê, girassol, canola, milho...), manutenção da lavoura, irrigação, colheita ate a prensagem e refino. Todo este processo gera gastos, estes gastos são embutidos também no preço do biodiesel.
            O combustível feito a partir o óleo residual terá seu custo reduzido, pois a matéria prima principal já estará pronta, e os únicos gastos necessários serão o de secagem e controle de PH que é consideravelmente menor que os custos da fabricação do óleo vegetal limpo.

5.2.4 VANTAGENS


Quantidade reduzida de poluentes, Matéria prima variada e de baixo custo, Substitui o diesel comum, Boa lubrificação do veiculo, Limpeza dos bicos injetores e válvulas do motor.

5.2.5 DESVANTAGENS


Desprende as crostas de diesel comum, troca dos retentores da bomba, injetora, Pode ser utilizado apenas em veículos de grande porte, Emissões de NOx  (óxido de nitrogênio), Cristalização em baixas temperaturas.

6 CONCLUSÃO


È possível fazer diesel a partir do óleo descartado, com custos reduzidos e de modo seguro, este projeto foi elaborado para a criação de um protótipo, porem a partir deste protótipo, existe a base para a criação de um reator maior, possibilitando a produção do combustível em escalas maiores.
            Consideramos este produto um ideal substituto para o diesel fóssil e um redutor de custos para o biodiesel. Talvez a partir deste conceito de criação de diesel a partir do óleo residual o mesmo se polarize e se torne mais usual, já que em comparação com os dieseis que já são comercializados atualmente este tem eficácia equivalente e vantagem com relação a manutenção do veiculo e preservação da qualidade da atmosfera.
Atualmente os biodieseis comercializados são chamados de B3, B4 e B5, tendo respectivamente 3%, 4% e 5% apenas de biodiesel na mistura, e sendo o restante diesel comum. Atualmente se estuda o uso e a liberação do diesel B100 (100% biodiesel) para o comercio, muito embora já tenha sido provado empiricamente que tem um bom funcionamento no motor, já que este produto já é usado por algumas pessoas, que o fabricam e usam em geradores e maquinas pesada.

7 REFERENCIAS


FERRARI, Roseli Aparecida; OLIVEIRA et. al. BIODIESEL DE SOJA – TAXA DE CONVERSÃO EM ÉSTERES ETÍLICOS, CARACTERIZAÇÃO FÍSICOQUÍMICA E CONSUMO EM GERADOR DE ENERGIA, Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Ponta Grossa, 11\2004. 5 panas. Disponível em: < http://www.scielo.br/pdf/%0D/qn/v28n1/23031.pdf.>. Acesso em: 31/10/2012.

VIEIRA, Itamar. Biodiesel. 2006. 38 slides. Disponível em: < http://www.escoladaenergia.abae.pt/investiga/docs/pdf/Biodiesel-producaocaseira.pdf>. Acesso em: 01/10/2012. Apresentação em PowerPoint.

BATISTA, Joao da Silva. et. al. Poluentes do diesel. Disponível em:. < http://www.ppgem.ct.utfpr.edu.br/dissertacoes/FILHO,%20Joao%20Batista%20da%20Silva.pdf%20poluentes%20diesel>. Acesso em: 15/09/2012

RESOLUÇÃO ANP Nº 7, DE 19.3.2008 - DOU 20.3.2008. Disponível em:. < http://www.udop.com.br/download/legislacao/comercializacao/juridico_legiscalcao/res_7_comercializacao_biodiesel.pdf>. 15/09/2012.