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Biojet: rumo a uma aviação sustentável

A aviação é um setor essencial da economia mundial, mas também um dos mais estigmatizados por seu impacto ambiental. No entanto, sua eficiência energética tem melhorado consideravelmente nos últimos anos e seu compromisso com a sustentabilidade vem aumentando. O professor José Antonio Odriozola, catedrático de Química Inorgânica da Universidade de Sevilha, fala sobre os êxitos alcançados pelo setor e os desafios ainda a superar.

O setor da aviação sempre foi apontado como uma atividade poluente, mas há décadas tenta reduzir seu impacto ambiental, principalmente a partir da substituição dos combustíveis fósseis. José Antonio Odriozola, catedrático de Química Inorgânica da Universidade de Sevilha, explica que os primeiros avanços na pesquisa de combustíveis líquidos (Biomass to Liquids, BTL) obtidos a partir de biomassa aconteceram na Alemanha há um século, nos anos 1920, mas foram logo abandonados por não alcançar um preço competitivo para a época. Tivemos que esperar o século 21 para aproximar o potencial da realidade.

 “Em fevereiro de 2008, a Virgin Atlantic realiza o primeiro voo de teste entre Londres e Amsterdã com um Boeing 747 alimentado com um combustível que continha 20% de um biocombustível obtido de óleo de coco e babaçu. É importante mencionar que os BTL devem atender estritamente as especificações técnicas dos combustíveis derivados do petróleo e, nesse voo, ainda não estavam ajustados ao regulamento vigente. Desde este momento e até 2015 foram realizados testes envolvendo até 22 companhias aéreas, 2.500 voos comerciais com passageiros e uma grande variedade de biocombustíveis de diferentes origens, óleos de cozinha usados e de Jatropha, camelina e, algas, que atendem o regulamento”, afirma.

Com esta decolagem gradual dos biocombustíveis, em 2016, a United Airlines é a primeira companhia aérea a introduzir combustíveis de aviação sustentáveis (Sustainable Aviation Fuel, SAF) em suas rotas regulares, tornando-se uma referência para outras 44 empresas internacionais que começariam a fazer o mesmo, com sucesso, nos três anos seguintes. “Todos esses biocombustíveis, derivados de processos certificados, eram misturados com combustíveis convencionais presentes entre 90% e 50%”, menciona Odriozola. Em 2021 foram realizados, finalmente, voos de testes, com passageiros, impulsionados por 100% de SAF e em 2022, empresas como Boeing, ATR e Airbus se uniram nessa linha.

 

O impulso de um compromisso global

 Um dos passos mais promissores para um futuro sustentável do setor foi dado com o ‘Destination 2050’, um roteiro da aviação europeia para as emissões zero. A redução vem acompanhada, segundo explica o especialista, de um aprimoramento na eficiência dos motores, da otimização das operações e logísticas, de medidas econômicas e, principalmente, do uso de combustíveis sustentáveis, que permitem a redução do CO2 em até 80%. “As matérias-primas para sua produção são variadas e incluem gorduras animais e vegetais, óleos usados, resíduos sólidos urbanos e cultivos sem interesse na alimentação humana ou animal”, explica Odriozola. Estes combustíveis são somente considerados sustentáveis se sua origem não entrar em concorrência com cultivos destinados à alimentação, não competir por fontes de água e nem contribuir com os processos de desmatamento.

 “Atualmente existe uma grande variedade de tecnologias capazes de converter biomassa em biocombustíveis. Contudo, o grau de desenvolvimento de processos comerciais e outros, que ainda estão em fase de pesquisa e desenvolvimento, é muito variado”, garante o catedrático da Universidade de Sevilha. Nessas tecnologias o tipo de matéria-prima (biomassa) é determinante.

Os óleos provenientes de biomassa devem ser submetidos ao HEFA, um conjunto de processos químicos que, na presença de hidrogênio em alta pressão, permitem a eliminação de oxigênio, a ramificação das moléculas e seu craqueamento (redução até as dimensões requeridas pelos combustíveis de aviação).

  • A termólise catalítica (CHJ) realizada em altas temperaturas, mais de 450 °C e altas pressões, é um processo complexo que transforma os triglicérides dos óleos vegetais e das algas para produzir as moléculas de hidrocarbonetos aromáticos que a formulação dos combustíveis de aviação requer.
  • A biomassa sólida (resíduos sólidos urbanos e agrícolas) se transforma em combustível por meio de processos complexos (FT-SPK) que incluem a gaseificação, métodos catalíticos e ramificados a altas pressões e temperaturas.

“Os mais desenvolvidos e viáveis do ponto de vista econômico são os biocombustíveis obtidos pelo processo HEFA, embora grandes esforços estejam sendo feitos para ampliar o catálogo de técnicas que permitam a viabilidade do resto e, em particular, os derivados do processo FT-SPK parecem os mais promissores”, afirma o especialista.

 

O biojet, solução e futuro do setor

 O combustível obtido a partir de biomassa é conhecido também como biojet e conta com muitas formulações no mercado que já foram implantadas na maioria das companhias aéreas relevantes. “Como mencionei, a maioria dos voos foi realizada com combustível do tipo HEFA, fornecido por empresas como SkyNRG, Neste Oil ou Honeywell”, indica o professor. Além da significativa redução das emissões, que pode superar 90% em comparação aos combustíveis fósseis, o biojet não contém enxofre, responsável pela chuva ácida, e emite até 60% menos material particulado devido à menor concentração de compostos aromáticos. “O impacto no meio ambiente é incontestável, mas também contribui para a eliminação dos depósitos de resíduos sólidos urbanos, que produzem emissões de metano [um gás do efeito estufa ainda mais potente que o CO2) e lixiviados, que afetam o subsolo e potencialmente os aquíferos”, afirma o especialista, que destaca a sinergia que surge com o setor agrícola, aliada à otimização do gerenciamento de resíduos como “a base de novas indústrias no contexto rural, gerando valor econômico em vez de custos aos produtores”.

Além disso, a utilização de biocombustíveis incide positivamente em muitos outros aspectos relacionados com os Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável da ONU, já que:

Proporciona uma fonte de energia acessível e não poluente.

  • Favorece a implantação em todos os territórios de novas indústrias locais.
  • Promove a criação de novos postos de trabalho e de um crescimento econômico igualitário.
  • Gera maior qualidade de vida nas áreas rurais.

“Ou seja, a necessidade de substituir os combustíveis convencionais procedentes de fontes fósseis por biocombustíveis para frear o aquecimento global pressupõe, ao mesmo tempo, uma mudança de paradigma social que deve nos direcionar a sociedades mais justas”, afirma.

Para José Antonio Odriozola, é difícil que os objetivos de sustentabilidade adquiridos em escala global pelo setor aeronáutico sejam atingidos com outro tipo de combustível. “A mais longo prazo podemos pensar em aeronaves movidas a hidrogênio, mas os desafios para sua implementação são ainda muito grandes”, declara. Por outro lado, a propulsão elétrica enfrenta o elevado peso das baterias, o que torna sua utilização inviável. A densidade energética das baterias é muito baixa e com a tecnologia atual o peso necessário para obter a mesma densidade energética por quilo de peso torna sua utilização inviável. “Em resumo, com o horizonte de 2050 não existe alternativa para o biojet para alcançar o objetivo de zero emissões de gases do efeito estufa”, conclui.

Colaborou neste artigo…

José Antonio Odriozola é licenciado em Química pela Universidade de Sevilha, e Catedrático de Química Inorgânica na mesma universidade. É coordenador do Programa de Doutorado em Ciência e Tecnologia de Novos Materiais das universidades de Extremadura e Sevilha desde sua criação em 2009, e do painel de Ciência e Tecnologia de Materiais da Agência Nacional de Avaliação e Prospectiva (atualmente Agência Espanhola de Pesquisa) de janeiro de 2004 a dezembro de 2006.

Foi professor visitante das Universidades de Estrasburgo (França), Rennes (França), Universidade Nacional Autônoma do México, Huazhong University of Science and Technology (China), Beijing Forestry University (China).

Publicou mais de 400 artigos em revistas científicas internacionais e três livros; dirigiu 40 teses de doutorado e registrou 13 patentes para a Universidade de Sevilha, Petrobrás (Brasil), Acerinox (Espanha) e Cernix (França).

Ao longo de sua trajetória, dedicou anos ao estudo de processos catalíticos relacionados com a energia e o meio ambiente, em particular à síntese de novos combustíveis e produtos de alto valor agregado a partir de biomassa residual.

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