Projeto desenvolvido no Instituto de Química prevê prospecção de biomassas e catalisadores para testar a viabilidade da produção industrial do HVO, alternativa capaz de substituir derivados do petróleo sem necessidade de misturas ou alterações no motor.
A ampla adoção dos motores flex, que são movidos a gasolina ou etanol, nos veículos brasileiros, combinados à nossa expertise na produção do combustível derivado da cana-de-açúcar têm colaborado para minimizar as recentes variações dos preços do petróleo. Mas apenas para os condutores de automóveis.
Esses benefícios não alcançam os caminhões e ônibus do Brasil, dos quais 99% dos ainda são movidos a diesel, um derivado do petróleo. E, embora representem apenas 5% da frota em circulação, esses veículos são responsáveis por quase metade de toda a demanda de combustível líquido consumido no país.
Isso ocorre porque são esses veículos que percorrem as distâncias mais longas, seja para sustentar mais de 60% do transporte de cargas pelo país, seja para promover a mobilidade das pessoas dentro e entre as cidades. Além disso, em função de seu peso e tamanho, caminhões e ônibus necessitam de motores mais potentes, o que implica maior consumo de combustível.
Por isso, a redução da dependência de derivados do petróleo, como o diesel, se revela extremamente estratégica para proteger a economia brasileira da volatilidade no preço dos combustíveis fósseis, uma preocupação cada vez mais frequente em virtude das guerras e dos atritos geopolíticos que, periodicamente, impactam a economia global, e que tem sido tão intensos nos últimos meses.
No Instituto de Química da Unesp, no câmpus de Araraquara, pesquisadores têm estudado a produção de uma alternativa prática e sustentável ao diesel fóssil, chamado diesel verde, também conhecido pela sigla HVO, do inglês Hydrotreated Vegetable Oil (óleo vegetal hidrotratado, em português). O termo “verde” faz referência à forma como o combustível é produzido: a partir de óleos extraídos da biomassa, que podem ser de origem vegetal, como a soja ou a carnaúba, de resíduos, como o óleo de cozinha usado em frituras, ou mesmo de origem animal, como a banha de gordura bovina.
A matéria prima do diesel verde é a mesma de outro candidato a substituto do combustível fóssil, o biodiesel. Embora ambos tenham como matéria prima óleos derivados da biomassa, existem algumas diferenças relevantes entre os dois e que acabam determinando a sua viabilidade tecnológica e econômica [ver tabela].
A principal delas está no tratamento dado a esse óleo durante a sua produção. No caso do biodiesel, ele precisa passar por um processo de baixo custo e amplamente consolidado na indústria chamado transesterificação, que transforma a gordura em ácidos graxos com longas cadeias de carbono. Já a produção do diesel verde depende da hidrogenação, que coloca o óleo em contato com o hidrogênio sob alta pressão e temperatura, removendo o oxigênio da molécula e gerando hidrocarbonetos. Ao contrário da transesterificação, o processo tem um alto custo, é tecnicamente mais complexo, mas gera um combustível praticamente idêntico ao diesel fóssil.
A professora Sandra Pulcinelli, do Instituto de Química da Unesp, no câmpus de Araraquara, explica o processo. “Quando a matéria prima do biodiesel, os triglicerídeos, é submetida a outra reação química denominada hidroprocessamento gera-se um combustível que é mais rico em energia e emite menos CO2”, diz ela. Outras vantagens desse combustível são a possibilidade de uma queima melhor e uma maior estabilidade,o que permite o armazenamento por mais tempo.
Porém, embora possua várias qualidades, o HVO ainda tem uma desvantagem relevante em relação ao biodiesel e o diesel fóssil: o custo de produção ainda é elevado.
Prospectando as melhores alternativas para o diesel verde
Sandra é pesquisadora de um projeto que pretende colaborar com esse cenário, tornando o HVO uma alternativa viável técnica e economicamente. Intitulado Materiais aplicados na transformação de biomassa em diesel verde: do laboratório ao piloto, a iniciativa começou em 2025 e conta com um financiamento de R$ 5 milhões da Fapesp por um período de cinco anos.
A proposta prevê o desenvolvimento de uma plataforma tecnológica para transformar óleos de diferentes tipos de biomassa em diesel verde pronto para abastecer o tanque de caminhões e ônibus movidos à diesel. Essa, inclusive, é a principal vantagem do combustível em estudo no câmpus de Araraquara em relação ao biodiesel: abastecer veículos pesados em seu estado puro, sem a necessidade de misturá-lo ao diesel fóssil ou alterar os motores, o que na indústria é chamado de combustível drop-in.
Atualmente, praticamente todo o diesel que abastece os caminhões e ônibus brasileiros é misturado ao biodiesel. Desde 2025, essa proporção está em 15%, e conforme o cronograma previsto na Lei do Combustível do Futuro deve aumentar a cada ano até atingir 20% em 2030. As limitações para a proporção da mistura ocorrem porque o biodiesel é um líquido higroscópico, ou seja, possui a característica de absorver a umidade do ar. Por isso, a mistura, a depender da quantidade e do tempo de uso, pode prejudicar para os motores, gerando queixas dos fabricantes e proprietários de veículos pesados.
Apesar disso, pode-se dizer que o biodiesel já é uma tecnologia madura, que conta com um parque industrial estruturado, com mais de 50 plantas instaladas majoritariamente em regiões produtoras de soja, que é hoje a principal matéria prima do produto. Já o diesel verde ainda é uma tecnologia incipiente no país, com iniciativas esparsas e baixíssimos volumes de produção.
O projeto em andamento no câmpus de Araraquara tem entre seus objetivos fornecer subsídios técnicos e científicos para apoiar uma produção em escala comercial. A iniciativa está dividida em quatro partes. A primeira compreende a prospecção de biomassas condizentes com o contexto tropical brasileiro e economicamente viáveis para o fornecimento do óleo usado na produção do diesel verde. “Existe um desafio que é escolher uma fonte de matéria prima que seja tecnicamente praticável e que não vá competir com a produção de alimentos no país”, explica Sandra Pulcinelli.
Ao mesmo tempo, os pesquisadores também buscam novas alternativas de catalisadores que orientem as reações químicas, um ponto importante do projeto que terá o apoio do Grupo de Pesquisa em Catálise (GPCat), coordenado pelo professor Leandro Martins. Atualmente, as opções de catalisadores disponíveis no mercado são as mesmas usadas na indústria do petróleo, como o paládio ou platina, considerados materiais muito caros. “Queremos desenvolver alternativas baseadas em metais mais baratos, como o níquel ou o cobalto, de forma que sejam eficientes e também acessíveis”, afirma.
Conforme as matérias primas e os catalisadores se mostrem promissoras, o passo seguinte é testá-los na produção do HVO em escala de laboratório, usando reatores de bancada que parametrizam pequenos volumes de até 750 ml. Os dados obtidos nessa escala irão orientar as condições para a etapa seguinte do projeto: a produção piloto do combustível em um reator de 50 litros, recém adquirido pelo projeto com os recursos da Fapesp.
Por fim, o diesel verde produzido com o uso dos reatores de 50 litros será levado para testes de avaliação no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), por meio de uma parceria com o professor Pedro Lacava. Ali, no Laboratório de Combustão, Propulsão e Energia (LCPE), o combustível será testado em um motor real construído especialmente para uso em pesquisas, onde é possível obter dados de emissões de gases e desempenho do HVO em comparação com o diesel e biodiesel.
Além de docentes do IQ e do ITA, a equipe do projeto conta com pelo menos quatro pós-doutores, cinco doutorandos, mestrandos e alunos de iniciação científica, mas os planos da pesquisadora é agregar ainda mais colaboradores. “Estamos formando profissionais para atuarem em uma área de importância estratégica para o país e a expectativa é que no ano que vem os projetos dos alunos produzam os primeiros artigos”, afirma Sandra.
Da larva ao combustível
Entre as diferentes alternativas já em estudo pelos pesquisadores projeto, uma biomassa pouco convencional já desponta como candidata à matéria prima do diesel verde: larvas de mosca soldado-negro (Hermetia illucens), cujo organismo concentra um grande volume de lipídios. Durante a sua fase de crescimento, elas são consumidoras vorazes de material orgânico, sendo bastante usadas na compostagem de resíduos dessa natureza. Quando alcançam um tamanho ideal, o composto restante é usado como adubo orgânico, as larvas são processadas e sua proteína enviada para produção de ração animal. Outro produto desse processamento é um óleo ainda pouco valorizado, que os pesquisadores da Unesp estão testando para a produção do diesel verde.
“A larva do mosquito soldado-negro tem uma imensa capacidade de concentrar lipídios durante sua fase de crescimento. Basicamente, ela é o único ser vivo que consegue pegar o lixo orgânico e transformar em óleo”, explica o professor Rodrigo Costa Marques, integrante do projeto coordenado pela professora Sandra e orientador de uma tese de doutorado que estuda o uso da larva como matéria prima do HVO. O fornecedor para o estudo é uma fábrica localizada em Piracicaba que processa larvas que serão usadas por empresas de ração animal.
O projeto, que tem colaboração do ITA e da Universidade de Queensland, na Austrália, foi apresentado em junho, na 10a edição da Conferência Internacional de Biorrefinaria e Biomanufatura, realizada na Universidade de Tecnologia Química de Pequim, na China.
“As larvas da mosca soldado-negro são eficientes na transformação do lixo orgânico em lipídio. O catalisador desenvolvido no grupo funcionou bem e provamos que é possível produzir HVO a partir desse óleo”, afirma o pesquisador. Até agora, entre todas as candidatas em estudo no projeto, essa biomassa foi a primeira a gerar os primeiros volumes de diesel verde e ser parametrizada no reator de bancada. O próximo passo é levar esses parâmetros para o reator de 50 litros e testar a sua produção em condições e volume que possam ser testados em um motor real.
Entre as vantagens dessa tecnologia, explica Marques, está o fato de a matéria prima não competir com a produção de alimentos, como ocorre no caso do óleo de soja, e poder integrar a biorrefinaria com a compostagem de resíduos sólidos orgânicos e com a produção de ração animal. A produtividade é outro ponto forte: do ovo, passando pela fase de engorda e acúmulo de lipídios, até o abate, são apenas 12 dias.
Por outro lado, alguns desafios comuns à produção do diesel verde ainda permanecem, como o alto custo para a obtenção do hidrogênio para o processo de hidrogenação. Neste projeto, a fonte da molécula usada pelos pesquisadores foi o glicerol, um subproduto da fabricação do biodiesel, mas o ideal é utilizar o hidrogênio verde, onde a eletrólise (processo que separa a molécula de hidrogênio da água) é feita a partir de fontes de energia limpa, como solar ou eólica.
Com pouco mais de um ano de atividades, o projeto em andamento no câmpus da Unesp em Araraquara já indica possíveis caminhos para diversificar as fontes de biomassa para produção de biocombustíveis. Segundo a pesquisadora Sandra Pulcinelli, no próximo ano o grupo deve começar a publicar artigos com os resultados da avaliação das biomassas, dimensionando não apenas a viabilidade técnica, mas também os custos da tecnologia para uma produção em escala industrial.
Fonte: Jornal da UNESP | Marcos do Amaral Jorge
