O diesel comercializado no Brasil, e utilizado em motores de ignição por compressão, resulta de uma mistura que contém 95% de óleo diesel e 5% de biodiesel, constituídos estes respectiva e essencialmente por misturas de hidrocarbonetos e ésteres. Os motores de ciclo diesel comercial são comumente utilizados em caminhões, máquinas e equipamentos agrícolas. É o que acontece em toda a cadeia de produção de cana-de-açúcar, em que o consumo maior do combustível se dá no processo de colheita e no transporte da cana do campo para a usina. Com o objetivo de reduzir o custo do combustível utilizado nessa cadeia produtiva, o engenheiro mecânico Ricardo Roquetto Moretti pesquisou a possibilidade de adicionar etanol anidro à mistura de diesel disponibilizado no mercado de forma a, utilizando os mesmos motores de compressão, manter-lhes consumo, rendimento e torque. Ele conseguiu o intento a partir de uma mistura do diesel constituída de 3% de álcool anidro e 97% do diesel comercializado.

Na verdade, a composição da mistura resultante passou a ter 92,15% de óleo diesel, 4,85% de biodiesel e 3% de etanol anidro. A economia estimada, em torno de 1,5% a 2,0% do custo, passa a ser significativa quando considerado o volume de combustível envolvido, diz o pesquisador, que se prepara para estudar, em nível de doutorado, as implicações da utilização da mistura, ao longo do tempo, no desgaste dos motores convencionais.

O pesquisador explica que a primeira parte do trabalho envolveu os testes de miscibilidade do álcool no diesel, em uma determinada gama de temperaturas, face à baixa proporcionalidade de mistura entre eles devido às diferenças estruturais das moléculas dos compostos envolvidos. A segunda preocupação foi garantir que a nova mistura mantivesse a mesma capacidade de explosão do combustível original, determinada através do índice de cetano, que é regulado por normas legais estabelecidas, a exemplo do que acontece com o índice de octanagem exigido na gasolina. A verificação tem pertinência porque o etanol altera o comportamento do diesel por não se tratar de combustível destinado a motores que utilizam vela de ignição, situação diversa da que ocorre no motor diesel, de ignição por compressão. Portanto, os testes de cetanagem visam garantir uma mistura que esteja de acordo com a norma brasileira.

Os testes de bancada foram realizados em um motor mecânico típico e grande, com 136 cavalos de potência, de emprego generalizado em caminhões, máquinas e equipamentos em usinas de açúcar e álcool. Os resultados obtidos mostraram que o consumo da mistura se manteve equivalente ao diesel disponível no mercado, mantidos torque e potência do motor, sem necessidade de alterações em sua arquitetura. A mistura mostrou-se efetivamente mais volátil que o diesel e, portanto, mais inflamável que ele, o que exige no manuseio os mesmos cuidados dispensados ao álcool.

O professor Waldir Antonio Bizzo, orientador do trabalho, esclarece que o próximo passo envolve testes de campo que possam apontar níveis de desgastes, períodos de manutenção e durabilidade do motor quando submetido em longo prazo ao uso da nova mistura. Trata-se de uma nova etapa da pesquisa que tem custos e demanda tempo. Se os resultados forem favoráveis, acrescenta ele, “a mistura proposta pode vir a se tornar padrão, referendado pela Agência Nacional do Petróleo, desde que a conjugação de outros fatores, como a relação de preços entre álcool e diesel, a viabilizem”.

Motivações

Ricardo Moretti conta que, já atuando como engenheiro mecânico em uma empresa privada, procurou a Unicamp para o curso de mestrado com a preocupação de aprimorar seu conhecimento teórico, o que considerava importante para seu desenvolvimento técnico. Preocupou-se também em realizar um estudo que envolvesse aplicação em sua área de atuação e que lhe permitisse simultaneamente aprender e desenvolver os elementos que caracterizam uma pesquisa básica.

Ao procurar o professor Bizzo, com quem pretendia realizar a pós-graduação, recebeu orientação sobre as disciplinas que deveria inicialmente cursar como aluno especial, que exigiria inicialmente sua presença na Universidade apenas para as aulas. Esse recurso possibilita que profissionais ligados à indústria possam realizar pós-graduação com mais liberdade e em tempo maior, do que o convencionalmente estabelecido para alunos que recebem bolsa de agências de fomento à pesquisa, e sem prejuízos de suas atividades profissionais. Iniciou então as disciplinas do mestrado em 2008, interrompeu-as em 2009 para trabalhar no interior da floresta amazônica, e retomou-as em 2010, dando sequência à pesquisa em que aliava os interesses acadêmicos aos da nova empresa em que estava trabalhando, fato que seu orientador considera comum em quem está na área de engenharia.

O docente esclarece que, quando procurado por profissionais interessados na pós-graduação, sugere um tema que seja de interesse da indústria, mesmo porque os engenheiros se destinam a ela. Por essa razão, afirma, “temos que ter compromisso aqui na Universidade com o desenvolvimento de tecnologias, porque se a indústria não tiver interesse na pesquisa, ela se constituirá no maior obstáculo ao envolvimento acadêmico do seu colaborador. Neste caso, a agenda é determinada pelo chefe, pelo diretor”.

Com efeito, Moretti é desde 2002 o primeiro aluno especial orientado pelo professor a concluir a dissertação. Há dez anos ele tenta conseguir que alunos especiais cheguem ao final do trabalho, mas a própria indústria em que esses profissionais atuam revela-se o maior obstáculo. As desistências ocorrem ou porque durante a pesquisa muda a chefia, ou o foco da indústria, ou o local de trabalho, ou o emprego, entre outras razões. Ele constata que a velocidade com que se alteram as necessidades da indústria é muito maior do que o tempo exigido na pesquisa e no desenvolvimento praticados na academia.

Universidade & indústria

Quanto à inovação e desenvolvimento, o professor Bizzo tem sérias criticas à postura adotada pela indústria brasileira. Para ele, a indústria nacional não possui tradição em pesquisa e
seus capitães não têm consciência da contribuição que a universidade pode oferecer-lhes. Mesmo os poucos segmentos industriais que alardeiam a manutenção de pessoal de P&D raramente os praticam, e o que possuem de fato são eficientes departamentos de engenharia. “A maioria das indústrias nacionais nem engenharia boa pratica, pois se atém aos problemas do dia a dia. A indústria nacional não passa de reprodutora de processos. É a minha visão e constitui uma crítica generalizada”, afirma. O docente lembra que pesquisa e desenvolvimento são de fato realizados por multinacionais em suas respectivas matrizes, embora reconheça que elas já comecem a sediar alguma coisa no Brasil.

Para Bizzo, o desenvolvimento de produtos e processos deve ser atribuição da indústria, a quem está afeita a produção, que pode e deve contar com a cooperação da Universidade. É o que ocorre nos países de tradição industrial nos quais em torno de 90% das pesquisas e desenvolvimentos se realizam nas próprias indústrias. Muito poucas empresas brasileiras fazem isso. Defende que as empresas mantenham departamentos de P&D e contratem doutores para que se capacitem a resultados eficazes. Lembra que o ex-reitor da Unicamp e atual diretor científico da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), professor Carlos Henrique de Brito Cruz, em relação à politica de inovação tecnológica, defende que cabe ao Estado criar condições adequadas para que a inovação se torne possível, intensificando, entre outras medidas, o financiamento da pesquisa. Para ele, é à empresa, lugar privilegiado de inovação, que cabe o desafio de envolver-se decisivamente com as atividades de pesquisa e desenvolvimento. A universidade deve servir de elemento de apoio a essas atividades.

Origens

O engenheiro mecânico Ricardo Moretti trabalha no departamento de Tecnologia da Raízen Energia S.A., uma joint venture envolvida com produção de etanol e açúcar, distribuição de combustível e cogeração de energia. O grupo tem interesse em um balizamento sobre a possibilidade de juntar ao diesel o próprio álcool anidro que produz, com vistas à redução dos custos de produção do setor sucroalcooleiro brasileiro, tornando-o mais competitivo e menos dependente do diesel utilizado na manutenção de sua frota. A possibilidade de adoção dessa nova mistura passa a existir desde que o álcool anidro seja ofertado com preço menor do que o diesel.

As expectativas do orientador e do pesquisador – que já esta cursando disciplinas com vistas a um doutorado – são de que o trabalho tenha continuidade. Eles consideram que o estudo se desenvolveu uniformemente do começo ao fim, atingiu seus objetivos e seguiu uma metodologia científica, circunstância que o professor Bisso julga importante porque, para ele, as empresas em geral não dão sequência às suas pesquisas por falta de metodologia. Moretti acrescenta otimista: “Minha empresa soube esperar o tempo necessário ao desenvolvimento acadêmico do trabalho, que espero tenha surtido o efeito por ela desejado, tanto que estou aqui me preparando para o doutorado”. Para ele, a experiência foi altamente positiva em termos do conhecimento adquirido e por ter conseguido chegar ao final da pesquisa com método desenvolvido e análises realizadas. Credita o sucesso ao seu orientador que antes da carreira acadêmica teve experiências na indústria, o que o credencia a um entendimento maior da realidade vivida pelas empresas.

Publicação
Dissertação: “Mistura diesel, biodiesel e etanol anidro, uma possibilidade para reduzir o custo da cadeia de produção da cana-de-açúcar”
Autor: Ricardo Roquetto Moretti
Orientador: Waldir Antonio Bizzo
Unidade: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM)