Brasil desenvolve combustível renovável para foguete

Sequência da reação química entre gota de peróxido de hidrogênio e o 

combustível formado por etanol, etanolamina e sais de cobre. A 

temperatura chega a 900 ºC e os gases fariam a propulsão 

de um satélite em órbita. O experimento foi realizado no Inpe, 

em Cachoeira Paulista

Léo Ramos Chaves/Revista Pesquisa Fapesp

Utilizar um combustível renovável para foguetes e satélites, com baixo índice de toxicidade, menos agressivo à saúde humana e mais amigável ao meio ambiente, é o objetivo de dois grupos de pesquisa brasileiros, um do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e outro no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), braço de pesquisa do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) do Comando da Aeronáutica.

No Inpe, cientistas do Laboratório Associado de Combustão e Propulsão (LCP), em Cachoeira Paulista (SP), desenvolveram um novo combustível espacial, também chamado de propelente, que tem entre seus ingredientes o etanol e o peróxido de hidrogênio, a popular água oxigenada. O projeto tem o apoio da FAPESP.

Um diferencial do combustível é que ele não precisa de uma fonte de ignição, como uma faísca, para entrar em combustão e fazer o motor funcionar. No IAE, em São José dos Campos (SP), a pesquisa foi realizada em conjunto com o Centro Aeroespacial Alemão (DLR), direcionada ao desenvolvimento de um motor para veículos lançadores de satélite que funcione com etanol e oxigênio líquido.

Os principais propelentes utilizados em foguetes e satélites são a hidrazina, que é o combustível, e o tetróxido de nitrogênio, a substância que provoca a reação de queima. Essas substâncias apresentam bom desempenho em propulsores, mas têm desvantagens. Além de serem caros, a hidrazina e seus derivados são cancerígenos, o que requer um cuidado muito grande com o seu manuseio. Já o tetróxido de nitrogênio pode ser fatal após alguns minutos de exposição, em caso de vazamento ou má manipulação.

A busca por um combustível espacial alternativo, menos nocivo à saúde e ao ambiente, não é uma exclusividade de instituições brasileiras. “Agências espaciais de vários países – entre elas a Nasa, dos Estados Unidos – fazem pesquisa nesse sentido”, afirma o engenheiro Carlos Alberto Gurgel Veras, diretor da Divisão de Satélites, Aplicações e Desenvolvimento da Agência Espacial Brasileira (AEB).

“Como o Brasil não domina o ciclo de produção dos propelentes tradicionais usados em motores de foguetes, desenvolver um combustível alternativo a eles seria um avanço significativo para o setor”, destaca Gurgel. Ter um combustível de fácil aquisição no país, em grande parte renovável e a preços baixos, faz parte do pacote de desenvolvimento tecnológico a ser conquistado pela indústria aeroespacial brasileira. Há mais de 20 anos, o Inpe desenvolve satélites de pequeno porte de coleta de dados ambientais e, em conjunto com a China, para sensoriamento remoto, destinados à captação de imagens da superfície terrestre. Todos foram lançados por foguetes estrangeiros.

O Brasil possui tecnologia de motores de propulsão com combustíveis sólidos para pequenos foguetes usados em experimentos científicos e tecnológicos. “Nosso principal objetivo é dominar as tecnologias necessárias para o desenvolvimento de um motor de foguete movido a propelente líquido. Para lançar satélites de grande porte é imprescindível o emprego desse tipo de propulsão”, afirma o engenheiro metalúrgico Daniel Soares de Almeida, gerente do projeto no IAE.

Embrapa desenvolve bio-óleo que substitui gasolina

O bio-óleo pode substituir a gasolina

Reprodução

O Brasil está perto de aumentar sua oferta de biocombustíveis. Depois do sucesso do etanol e do biodiesel, agora é a vez do bio-óleo.

Trata-se de um material viscoso, obtido a partir do eucalipto que pode ser convertido em produtos como gasolina, querosene de aviação e outros produtos químicos de origem renovável. Também pode ser utilizado diretamente em caldeiras para gerar energia.

A pesquisa para desenvolvimento deste novo produto já está em andamento, por meio de uma parceria firmada pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), uma instituição pública de pesquisa vinculada ao Ministério da Agricultura, com o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (ARS/USDA).

O trabalho começou em 2013, quando a analista Anna Letícia Pighinelli passou pouco mais de um ano no Eastern Regional Research Center (ERRC) do ARS/USDA, testando três variedades de eucalipto no processo de pirólise, que dá origem ao bio-óleo. Agora, o pesquisador Emerson Leo Schultz está no mesmo instituto, fazendo experimentos com a adição de catalisadores.

A pirólise é um processo termoquímico que consiste na degradação de matéria orgânica na ausência de oxigênio, gerando três produtos: biochar (sólido), bio-óleo (líquido) e gases. Schultz explica que a estratégia de adicionar catalisadores visa a melhorar propriedades do bio-óleo, tais com pH, estabilidade e poder calorífico. Isso porque eles realçam reações químicas responsáveis pela remoção do oxigênio da biomassa.

Os principais catalisadores utilizados atualmente em estudos foram desenvolvidos para o processamento do petróleo, que tem composição química diferente da biomassa, com teor de oxigênio muito menor. “Na pirólise catalítica, o desafio é remover o oxigênio contido na biomassa, produzindo compostos de interesse como combustíveis ou produtos químicos”, diz o pesquisador.
Ele explica que, embora muitos estudos já tenham sido feitos, ainda é preciso desenvolver novos catalisadores e começar a ampliar a escala dos testes, normalmente realizados em laboratório. 

No trabalho no ARS/USDA, que deve durar um ano, Emerson vai justamente trabalhar com o aumento de escala, conduzindo experimentos também em um reator de leito fluidizado desenvolvido pela equipe do pesquisador Akwasi Boateng. Trata-se de um grupo de pesquisa com anos de dedicação ao tema nos Estados Unidos, país que, junto com a Europa, concentra o maior número de trabalhos desenvolvidos na área.

Esse trabalho em conjunto com ARS/USDA está inserido em amplo projeto de pesquisa da Embrapa para desenvolver tecnologias de aproveitamento energético de espécies florestais, com destaque para o eucalipto. Por isso, três variedades da cultura foram escolhidas como biomassas a serem testadas: Eucalyptus urophylla, Eucalyptus grandis e Eucalyptus urograndis. 

A expectativa de Emerson é obter bio-óleo com propriedades melhores do que o proveniente da pirólise térmica.