PROPOSTA PARA A IMPLANTAÇÃO DE UMA MINI-USINA DE BIODIESEL A PARTIR DE ÓLEO DE COZINHA USADO NO M

VII Semana de Engenharia Ambiental

01 a 04 de junho 2009 Campus Irati

PROPOSTA PARA A IMPLANTAÇÃO DE UMA MINI-USINA DE BIODIESEL A PARTIR DE ÓLEO DE COZINHA USADO NO MUNICÍPIO DE IRATI – PR Autores: Suelen Fujimori (Engenheira Ambiental) e-mail: [email protected] Fabiane Cristina Ceruti (Professora do curso de Engenharia Ambiental) e-mail: [email protected]

Resumo

A alternativa de utilização de resíduos de óleo de soja e gordura vegetal hidrogenada oriundos de frituras como matéria-prima para o biodiesel é importante para diminuir o descarte incorreto no meio ambiente e evitar diversos impactos ambientais. O objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade de implantação de uma usina de biodiesel, a partir da transformação de óleo de cozinha, no município de Irati - PR. Para a quantificação de rejeito de óleo de cozinha usado pela população foi utilizada a metodologia de Madalozo que resultou em 8.807 L/mês, considerando a população urbana e rural do município. A geração de óleo obtida nos estabelecimentos comerciais do município foi de 2.500 L/mês. Com base nessas quantidades foi proposta a utilização de uma mini usina de biodiesel para a transformação de óleo de cozinha usado em biocombustível. Foram propostas as seguintes aplicações da usina para o município: substituição do cultivo de fumo, utilização do biodiesel na frota de veículos da prefeitura, formação de um consórcio com os demais municípios da região e parcerias com empresas para a redução de custos, um programa de educação ambiental para a reciclagem do óleo de cozinha nas escolas. Palavras-chave: reciclagem; biodiesel, combustível; óleo vegetal Introdução

As crescentes preocupações econômicas e ambientais, além das estimativas das reservas de energias fósseis não ultrapassem os próximos 50 anos, têm incentivado a busca de novas fontes de energias alternativos tais como, energia eólica, energia solar e os biocombustíveis.

Os primeiros relatos do uso de óleos vegetais como combustíveis remonta-se a 1900, quando Rudolph Diesel seria quem os utilizaria pela primeira vez. Em seus experimentos, utilizou óleo de amendoim para fazer seu motor de ignição, prevendo o futuro dos biocombustíveis (PARENTE, 2003).

No Brasil os primeiro estudos começaram a ser realizados na década de 70, mas sem muito sucesso devido à queda do preço do petróleo. No início dos anos 90, começou-se a pesquisar também a viabilidade de utilização dos óleos e gorduras residuais como matéria-prima para a produção do biodiesel, por possuírem valor energético considerável após sua transformação, aliado ao fato da possível reciclagem desse material poluente.

A reciclagem de óleos vegetais industriais vem ganhando espaço cada vez maior, não simplesmente porque os resíduos representam matérias primas de baixo



custo, mas principalmente porque os efeitos da degradação ambiental decorrente de atividades industriais e urbanas estão atingindo níveis cada vez mais alarmantes. (FIGUEIREDO, 1995; ZHANG et al., 2003). O óleo de cozinha quando descartado de maneira incorreta causa graves danos ambientais, de acordo com Bottura Jr. (2008) cada litro de óleo lançado no meio ambiente pode contaminar um milhão de litros d’água, e isso encarece os processos de tratamento de água para abastecimento. Pelo fato do óleo de cozinha usado ser menos denso que a água, não se diluiu ao entrar em contato com a mesma, dificultando a troca de gases entre a água e a atmosfera, causando danos a vida aquática, e também, ao ser colocado nas redes coletoras de esgoto, provoca a retenção de sólidos, entupimentos e problemas de drenagem. Numa ETE pode chegar a encarecer até 45% a mais o tratamento dos efluentes.

Nos últimos anos, a preocupação com o aquecimento global do planeta e a decorrente necessidade de diminuir os níveis de CO2 na atmosfera, tornou-se mais uma motivação importante para as pesquisas sobre combustíveis alternativos. Assim, o reaproveitamento de resíduos gerados nas empresas, indústrias e residências para produção de biodiesel em função do crescimento da população consumidora, é uma possibilidade de incremento da produção e da conscientização sobre a importância da preservação ambiental, tendo em vista a grande necessidade de buscar alternativas energéticas limpas como forma de contribuir para um desenvolvimento sustentável menos poluente (NETO, 1999).

A utilização de resíduos de óleo de soja e gordura vegetal hidrogenada oriundos de frituras como matéria-prima para o biodiesel tem sido bastante estudada e sua viabilidade técnica comprovada (MENDES et al., 1989; COSTA NETO; ROSSI, 2000; RABELO, 2001). Através de levantamentos sobre a oferta de óleos residuais possíveis de serem coletados, o Brasil revela um potencial de oferta superior a 30 mil toneladas por ano (HOLANDA, 2005).

O processo de produção de biodiesel a partir de óleo de cozinha não se modifica muito do processo obtido de outras matérias-primas. Primeiro é necessário fazer a limpeza do óleo, a partir de processos físicos: filtragem e decantação. A filtração é utilizada para retirar os materiais sólidos e a água presente no óleo, após a decantação ocorre o processo químico de transesterificação entre um ácido graxo e um álcool, como resultado da reação tem a formação de glicerina e o diesel.

Em Indaiatuba (SP), foi construída em 2007 a primeira usina de biodiesel a partir de óleo vegetal saturado. O projeto denominado Programa Ambiental de Reciclagem de Óleo de Fritura Usado, entrou em atividade com o propósito de mudar as realidades ambientais e sociais (geração de trabalho e renda) da cidade e poder contribuir como exemplo para outros municípios brasileiros.

Para certificar a viabilidade e a possibilidade de comercialização do biodiesel, a Prefeitura de Indaiatuba utiliza 100% do combustível em 28 veículos e máquinas do Serviço Autônomo de Água e Esgotos e relata que o desenvolvimento dos motores têm se mostrado excelente, com vantagens no que se refere à própria lubrificação do motor.

No final de 2007, a usina contabilizou a produção de mais de 60 mil litros de biodiesel fabricados com o óleo saturado. Em cada litro de óleo saturado produzido pela usina de biodiesel urbano de Indaiatuba, é estimado que 15% seja transformado em adubo, 10% em glicerina e 75% em combustível não poluente. Em menos de um ano a população e os proprietários de estabelecimentos que utilizam óleo, aderiram ao projeto com a doação do óleo de cozinha usado, contribuindo para o resultado positivo



e diminuição da contaminação do meio ambiente. Em Indaiatuba, trabalha – se baseado em uma política de consórcio intermunicipal entre 18 cidades para garantir fornecimento contínuo do óleo e também uso de outras fontes como gordura animal.

Além dos aspectos positivos que a reciclagem de óleo de cozinha usado causa ao meio ambiente, outro fator relevante é que este resíduo pode ser mais uma fonte de renda aos catadores, a exemplo do município de Irati (PR), onde óleo usado coletado é vendido a 0,10 centavos o litro, ou outro exemplo é o município de Birigui (SP) que a cada 5 litros de óleo fornecidos, a Biom (empresa responsável pela coleta) oferece algum produto de limpeza como detergente, amaciante, sabonete ou mesmo uma nova lata de óleo vegetal por apenas 20% do preço do produto adquirido no supermercado.

Deste modo, este trabalho teve como objetivo geral estudar a proposta de implantação de uma usina de biodiesel, a partir da transformação de óleo de cozinha, no município de Irati - PR. Os objetivos específicos são: a) Caracterizar e realizar um levantamento de dados do município sobre rejeito de óleo

de cozinha usado; b) Quantificar a geração de rejeitos de óleo de cozinha no município pela população e

pelos estabelecimentos comerciais; c) Escolher um modelo de usina de Biodiesel para implantação no município; d) Propor aplicações práticas e outras medidas para o aproveitamento da usina no

município. Metodologia Caracterização e levantamento de dados de rejeito de óleo de cozinha usado do município de Irati - PR

O presente trabalho foi realizado no município de Irati - PR, que se situa na região Centro-Sul do Estado do Paraná, a 160 Km da capital, na intersecção do paralelo 25º 27’ 56’’ de latitude Sul com o meridiano 50º 37' 51" de longitude Oeste, com uma população estimada em 2007 de 54.151 habitantes (IBGE, 2008). Sendo a população urbana de 75,10% e a população rural 24,90%.

Para obter informações sobre a geração de rejeitos de óleo de cozinha usado no município foram realizados entrevistas com funcionários da área ambiental da prefeitura. Também foram entrevistados integrantes da cooperativa de catadores dos agentes ambientais de Irati (COCAAIR). Quantificação da geração de rejeitos de óleo de cozinha no município de Irati -PR Estimativa da geração de rejeitos pela população

Para quantificação do potencial de rejeito de óleo de cozinha no município de Irati foi utilizada a metodologia proposta por Madalozo (2008), a qual apresenta que se considerando apenas a variável habitantes, basta multiplicar o número de habitantes pelo percentual de 18,89 do consumo médio mensal de óleo de cozinha, determinado pelo IBGE para cada Estado, conforme a Equação 1. E de acordo com dados do IBGE, o consumo médio mensal de óleo de soja no estado do Paraná é de 0,861 L/hab-1. ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DE REJEITO (L.mês-1) = Pop. estimada em 2007 (hab) x 18,89% x 0, L.hab-1 (Eq. 1) Geração de rejeitos por estabelecimentos comerciais



Os dados para quantificação do óleo usado gerado pelos estabelecimentos comerciais foram fornecidos pela Prefeitura municipal de Irati, que em parceria com a empresa Mercofrig desenvolveu um programa de coleta de óleo usado com o objetivo de assegurar que este tipo de resíduo tenha destinação ambientalmente correta. O programa atualmente conta com 50 estabelecimentos cadastrados entre restaurantes, lanchonetes, panificadoras e instituições. Escolha de uma usina de biodiesel

A escolha de uma usina para o município foi baseada em comparação com outras usinas instaladas no Brasil em municípios de mesmo porte. Considerou-se fatores como capacidade provável de produção diária de biodiesel, operação simplificada e baixo custo de instalação. Aplicações práticas para o município na implantação da usina

Com base em modelos existentes em outros municípios e pela própria base econômica de Irati, foram sugeridas algumas aplicações para utilização do biodiesel que poderia ser produzido pelo município e também a sua importância social.

Resultados Quantificação da geração de rejeitos de óleo de cozinha no município de Irati - PR Geração de rejeito de óleo de cozinha usado pela população por mês

No levantamento de dados sobre rejeitos de óleo de cozinha na prefeitura e na cooperativa não foi possível determinar a quantidade real de óleo descartada pela população. Desde junho de 2007 existe no município um programa de coleta de óleo usado nas residências juntamente com o lixo reciclável, mas ainda não possui dados sobre a quantidade coletada mensalmente.

Foi utilizada então, a equação 1 para quantificar a geração de rejeito de óleo de cozinha usado pela população por mês. A quantidade foi de 8.807 L.mês-1 considerando a população urbana e rural do município.

O resultado obtido em comparação com municípios de grande porte como é o caso de Ponta Grossa (PR), que tem uma população estimada para 2007 de 306.351 habitantes, foi pequena, pois de acordo com Madalozo (2008) Ponta Grossa tem a geração de 54.224 L.mês-1 de rejeito de óleo de cozinha. Isto se deve a diferença entre as populações dos dois municípios, pois os cálculos são feitos considerando apenas a variável habitante. Geração de rejeitos de óleo usado por estabelecimentos comerciais por ano

Por meio de dados fornecidos pela prefeitura municipal de Irati, no período de um ano foi coletado aproximadamente 30 mil litros de óleo usado em restaurantes, lanchonetes, panificadoras e instituições.

A geração pelos estabelecimentos comerciais pode ser considerada alta em comparação com Ponta Grossa, que segundo Madalozo, tem a geração de 2005,34 L.mês-1 e Irati 2.500 L.mês-1. Este fato pode estar associado a uma maior abrangência do programa de coleta na cidade de Irati.

Escolha de uma usina de biodiesel



A escolha da usina foi baseada na capacidade de geração de resíduo de óleo de cozinha em Irati. Com uma possível coleta de 11.300 L.mês-1 estimada pelo rejeito da população e dos estabelecimentos comerciais, propõe se a utilização de uma mini - usina compacta de extração de óleo vegetal (Figura 1).

Figura 1. Mini-usina compacta de extração de óleo vegetal sugerida para o

município de Irati – PR

A mini-usina é produzida pela empresa Biobrasil, tendo como dimensões 1,2 m de largura por 2,5 m de comprimento e altura máxima de 3,5 m, durante o funcionamento. O local de instalação necessita possuir uma rede elétrica de 220 V, sendo o consumo horário da mini-usina de 45 kw.

O custo aproximado de cada mini-usina esta orçado em R$ 170.000,00. O equipamento deve ser preferencialmente instalado de forma compacta, em espaço comunitário, ou construído como unidade móvel, com capacidade prevista de processar até 100 Kg.h-1 de matéria prima..

A proposta para implantação desta mini-usina é um estimulo ao próprio programa de coleta seletiva existente no município. Esta usina de biodiesel poderá ser instalada no mesmo espaço físico onde hoje atua a cooperativa de catadores (COCAAIR), que se localiza no jardim aeroporto e sua sede tem aproximadamente 300 m2.

Outra alternativa possível quanto à localização da usina, seria sua implantação em ambiente rural, onde poderia operar também com outras oleaginosas como soja, girassol, amendoim, canola, nabo forrageiro, gergelim e manona e, as sobras poderiam ser aproveitadas em propriedades agrícolas sob forma de ração e adubo, sendo mais uma opção de fonte de renda para os pequenos agricultores do município.



Aplicações práticas para municípios na implantação da usina de biodiesel Umas das aplicações mais relevantes na implantação da usina de biodiesel no

município de Irati é estimular a população para substituição do cultivo de fumo, por alguma matéria prima para obtenção de biodiesel.

Este biodiesel produzido pode ser utilizado na própria frota de veículos da prefeitura, como por exemplo nos caminhões da coleta seletiva e da coleta de lixo urbano. Sugere-se também um consórcio com os demais municípios da região para a diminuição de custos e obtenção de matéria prima para produção de biodiesel com óleo de cozinha usado.

Outra sugestão é a criação de parcerias com empresas, entidades e órgãos governamentais para a captação e reciclagem de óleo residual e criação de legislação específica que incentivem projetos sócio-ambientais.

A educação ambiental é amplamente discutida nos dias de hoje. Através da educação ambiental são criados valores referentes ao homem, o meio ambiente e a interação entre eles, buscando a preservação ambiental para a atual e para as futuras gerações (LIMA, 2004). Sugere-se ao município um projeto de reciclagem do óleo de cozinha nas escolas, visando promover a conscientização de crianças e comunidade sobre a importância de exercer a cidadania frente às necessidades sociais. Por meio das atividades de educação ambiental, as crianças perceberão a relevância de ações cotidianas tais como a reciclagem de materiais e a conservação dos recursos naturais.

Conclusões

• A quantificação de volume exato de rejeito de óleo de cozinha usado pela

população é de grande dificuldade, principalmente quando não há um programa específico para coleta desse rejeito nos municípios;

• A coleta de rejeito de óleo de cozinha produzido pelos estabelecimentos comerciais é mais abrangente que a coleta residencial, disponibilizando assim maior volume de matéria prima para produção de biodiesel;

• A mini-usina de produção de biodiesel pode se tornar uma fonte alternativa de renda e emprego para cooperativa de catadores do município e para os pequenos produtores rurais;

• Para um melhor desempenho do projeto quanto à abrangência do recolhimento do óleo de cozinha usado é de grande interesse que se conscientize a população por meio de projetos de educação ambiental.

• Estas aplicações levam o município a um desenvolvimento sustentável, fazendo com que o material que é comumente descartado seja utilizado como matéria prima para geração de energia. Referências BOTTURA JUNIOR, W. Da Cozinha Para a Usina. Biodieselbr, Curitiba, n. 4, p. 16-23, abr/mai. 2008.

COSTA NETO, P. R.; ROSSI, L.F.S. Produção de Biocombustível Alternativo ao Óleo Diesel Através da Transesterificação de Óleo de Soja Usado em Frituras. In: Revista QUÍMICA NOVA, n.23, ano 4, 2000. p. 531.



FIGUEIREDO, P. M. A sociedade do lixo: os resíduos, a questão energética e a crise ambiental. 2. ed. São Paulo: Unimep, 1995. HOLANDA, A. Biodiesel e inclusão social. Brasília: Câmara dos Deputados, coordenação de publicações, 2005. IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: < http://www.ibge.com.br/cidadesat/topwindow.htm?1 >. Acesso em: 27 out. 2008. LIMA, P.C.R., O biodiesel e a inclusão social. Consultoria Legislativa. Brasília: Câmara dos Deputados. 2004.

MADALOZO, J. A. O potencial de uso do rejeito de óleo vegetal para produção de boidiesel em Ponta Grossa – PR. 2008. 100 f. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós Graduação em Geografia, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2008.

MENDES, A.P.C.S. et al., Emprego de Óleos Vegetais Para Fins Carburantes. Belo Horizonte: Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais (CETEC). 1989.

NETO, P. C. et al. Produção de biocombustíveis alternativo ao óleo diesel através da transesterificação de soja usado em frituras. 1999. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós Graduação em Química, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 1999.

PARENTE, E. de Sá. Biodiesel: uma aventura tecnológica num país engraçado. Tecbio. Fortaleza. 2003.

RABELO, I. D. Estudo de desempenho de combustíveis convencionais associados a Biodiesel obtido pela transesterificação de óleo usado em fritura. 2001. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, CEFET – Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Curitiba, 2001.

ZHANG, Y. et al. Biodiesel production from waste cooking oil: Process design and technological assessment. Bioresource Technology, v.89, n.1, p.1-16, 2003.

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