Etanol: Guia Completo sobre o Combustível da Cana

O que é o Etanol? Definição e Composição

Combustível ecologicamente correto, o etanol não afeta a camada de ozônio, já que é obtido a partir da cana-de-açúcar, que ajuda na redução do gás carbônico da atmosfera através da fotossíntese nos canaviais. Além disso, o plantio e cultivo da cana-de-açúcar aumentam a umidade do ar e a retenção das águas da chuva. Seguindo recomendações específicas, pode ser misturado ao diesel e à gasolina, ou ser utilizado sem aditivos, sem que o motor sofra danos.

Conforme determinado na Resolução ANP nº 36, o etanol anidro combustível (AEAC), que é adicionado à gasolina, recebe adição de corante laranja, enquanto que o etanol hidratado combustível (AEHC) deve apresentar-se "límpido e incolor".

Em atendimento ao artigo 13 desta Resolução (retificada pela Resolução nº 39, Art. 2º), fica estabelecida a obrigatoriedade dos revendedores varejistas de combustíveis automotivos fixarem nas bombas de AEHC, para perfeita visualização do consumidor, adesivo com logotipo da ANP com os seguintes dizeres em letras vermelhas Arial tamanho 42 em fundo branco:

"Consumidor, este etanol combustível somente poderá ser comercializado se estiver límpido e incolor." Denúncias: 0800-900-267.

O Etanol pertence à classe dos álcoois, o que significa que é um composto orgânico que apresenta o grupo funcional hidroxila (-OH) preso a um ou mais carbonos saturados.

Fórmula do Etanol

A fórmula química do etanol é C₂H₆O (ou C₂H₅OH).

Produção do Etanol

Há processos complexos para a obtenção da substância, porém, o mais difundido é a fermentação de açúcares de plantas ricas em açúcar ou amido, como cana-de-açúcar, milho, beterraba e sorgo, sendo a cana-de-açúcar a mais simples e produtiva.

A forma mais simples e antiga, descoberta pela humanidade há milhares de anos antes de Cristo, é a fermentação. Através dela, é produzido o álcool utilizado para todos os fins, inclusive como combustível. Essa técnica consiste, basicamente, em adicionar ao caldo da cana-de-açúcar microrganismos que quebram moléculas de açúcar (C₆H₁₂O₆), transformando-as em duas moléculas de etanol (2 C₂H₅OH) mais duas moléculas de gás carbônico (2 CO₂).

Nas usinas produtoras de etanol, a cana-de-açúcar passa por diversos processos até se obter os álcoois anidros e hidratados. Os principais passos são:

1. Lavagem: A cana-de-açúcar, chegando às usinas em sua forma pura, é colocada em uma esteira rolante. Lá, ela é submetida a uma lavagem que retira poeira, areia, terra e outros tipos de impurezas. Na sequência, a cana é picada e passa por um eletroímã, que retira materiais metálicos do produto.
2. Moagem: Nesse processo, a cana é moída por rolos trituradores, produzindo um líquido chamado melado. Cerca de 70% do produto original transformam-se nesse caldo, enquanto os 30% da parte sólida se transformam em bagaço. Do melado, continua-se o processo de fabricação do etanol, enquanto o bagaço pode ser utilizado para a geração de energia na usina.
3. Eliminação de Impurezas: Para eliminar os resíduos presentes no melado (restos de bagaço, areia, etc.), o líquido passa por uma peneira. Em seguida, ele segue para um tanque para repousar, fazendo com que as impurezas se depositem no fundo – processo chamado decantação. Depois de decantar, o melado puro é extraído e recebe o nome de caldo clarificado. O último processo de extração de impurezas é a esterilização, em que o caldo é aquecido para eliminar os microrganismos presentes.
4. Fermentação: Após estar completamente puro, o caldo é levado a dornas (tanques), no qual é misturado um fermento com leveduras (fungos, sendo mais comum a levedura Saccharomyces cerevisiae). Esses microrganismos se alimentam do açúcar presente no caldo. Nesse processo, as leveduras quebram as moléculas de glicose, produzindo etanol e gás carbônico. O processo de fermentação dura diversas horas e, como resultado, produz o vinho, chamado também de vinho fermentado, que possui leveduras, açúcar não fermentado e cerca de 10% de etanol.
5. Destilação: Estando o etanol misturado ao vinho fermentado, o próximo passo é separá-lo da mistura. Nesse processo, o líquido é colocado em colunas de destilação, nas quais ele é aquecido até se evaporar. Na evaporação, seguida da condensação (transformação em líquido), é separado o vinho do etanol. Com isso, obtém-se o álcool hidratado, usado como etanol combustível, com grau alcoólico em cerca de 96%.
6. Desidratação: Com o álcool hidratado preparado, basta retirar o restante de água contido nele para se fazer o álcool anidro. Essa é a etapa da desidratação, na qual podem ser utilizadas diversas técnicas. Uma delas é a utilização de um solvente que se mistura apenas com a água, com os dois sendo evaporados juntos. Outros sistemas, chamados peneiras moleculares e pervaporação, utilizam tipos especiais de peneiras que retêm apenas as moléculas da água. Após ser desidratado, surge o álcool anidro, com graduação alcoólica em cerca de 99,5%, utilizado misturado à gasolina como combustível.
7. Armazenamento: Nesta etapa, o etanol anidro e hidratado são armazenados em enormes tanques, até serem levados por caminhões que os transportam até as distribuidoras.

Os resíduos produzidos durante toda a fabricação do etanol também podem ser aproveitados pelas indústrias. Os resíduos sólidos, como bagaço, podem ser reutilizados energeticamente como biomassa. Já o dióxido de Carbono (CO₂), derivado do processo de fermentação, pode ser utilizado na produção de refrigerantes.

Existe também a possibilidade de extrair os açúcares para produção de etanol da biomassa da cana, ou seja, da palha e do bagaço que, atualmente, sobram da produção "comum".

Outros Processos de Produção de Etanol

Além da fermentação, existem outros processos mais complexos para se produzir o etanol. Dois exemplos são:

• Hidratação do Etileno: Consiste em uma síntese química entre as moléculas de água (H₂O) e as moléculas do etileno (C₂H₄), resultando no etanol (C₂H₆O). O etileno é um gás incolor obtido no aquecimento da hulha (tipo de carvão mineral). Esse método, controlado em laboratório, utiliza ácidos como catalisadores, como o ácido sulfúrico (H₂SO₄) ou o ácido fosfórico (H₃PO₄), que possibilitam que a reação aconteça. Esse método não é muito utilizado no Brasil, porém estima-se que 80% do etanol produzido nos Estados Unidos seja por hidratação de etileno.
• Redução do Acetaldeído: O acetaldeído (composto orgânico de fórmula C₂H₄O), também chamado de etanal, possui estrutura molecular muito semelhante ao álcool etílico, diferindo apenas pela ausência da hidroxila (HO). Com a ação de um agente redutor, o acetaldeído ganha um íon de hidrogênio (H⁺) que se liga ao oxigênio, formando a hidroxila e, consequentemente, o etanol. A matéria-prima desse processo costuma ser o acetileno (gás incolor de fórmula C₂H₂), que em processo de hidratação produz o acetaldeído, que finalmente produz o etanol.

Tipos de Etanol e Suas Aplicações

O etanol pode ser usado como combustível de veículos de três maneiras principais: etanol comum (hidratado), etanol aditivado e etanol misturado à gasolina (anidro). Embora sejam a mesma substância (C₂H₆O), eles diferem na graduação alcoólica, no uso de aditivos ou na adição de substâncias ilegais (etanol adulterado).

Etanol Hidratado (Etanol Comum)

Nos postos de combustível, o álcool hidratado é aquele vendido como etanol comum, ou apenas etanol. Esse é o mesmo tipo de álcool utilizado na produção de bebidas, alimentos, cosméticos, aromatizantes, produtos de limpeza, remédios e vacinas, mudando nesses casos o processo de pós-fabricação. No Brasil, ele é feito principalmente através da fermentação da cana-de-açúcar, mas pode ser obtido também através de outros vegetais, como milho e beterraba, ou em processos químicos controlados em laboratório.

Para ser vendido, o álcool precisa cumprir uma série de pré-requisitos, chamados de especificações, estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo (ANP). Entre as especificações, consta que ele precisa ser:

• Límpido e transparente;
• Isento de impurezas;
• Com graduação alcoólica entre 95,1% e 96%;
• PH neutro;
• Com uma tolerância extremamente pequena de minerais e metais como ferro, sódio e cobre.

Agentes comerciais que descumpram esses quesitos podem sofrer sanções administrativas ou pecuniárias (multa).

Até hoje, o Brasil é o único país que utiliza o etanol hidratado puro como combustível, o E100 (100% etanol nominal, embora também haja água na mistura). O primeiro carro movido 100% a álcool foi lançado no país em julho de 1979: o Fiat 147. A maior mistura vista no exterior ocorre na Suécia, que utiliza em alguns ônibus o E95, com 5% de aditivos para melhorar a ignição. Em carros de passeio, os Estados Unidos e alguns países da Europa usam o E85 em motores flex. Uma das dificuldades em consolidar o etanol hidratado no mercado internacional é o frio, pois o etanol perde sua capacidade de gerar combustível em temperaturas abaixo dos 13 °C.

Por ser produzido nacionalmente e ter baixo custo, o preço do etanol é sempre menor que o da gasolina. Nos períodos de entressafra da cana-de-açúcar, intervalo em que o produto não é colhido (o que acontece no verão e meses próximos), o etanol fica mais caro, pois a oferta do produto é menor. O álcool é mais viável economicamente quando seu preço é 30% mais barato em relação à gasolina.

Etanol Anidro (Mistura na Gasolina)

Além do álcool comum, o etanol também está presente como combustível em sua mistura com a gasolina. O etanol misturado é o etanol anidro, etanol com graduação alcoólica próxima a 100%. Seu processo de fabricação é o mesmo do álcool hidratado, com a diferença que após a fermentação ocorre sua desidratação (retirada da água utilizando o método da destilação). Além do uso combustível, o etanol anidro também tem grande utilidade industrial, estando presente em solventes, tintas e aerossóis.

A legislação sobre a especificação do produto é a mesma do álcool hidratado: Regulamento Técnico ANP nº 3/2011, anexo da Resolução ANP Nº 7 de 9 de fevereiro de 2011. Uma grande diferença entre os dois é na coloração. Para ser diferenciado facilmente, é obrigatória a adição de um corante laranja no álcool anidro. Em relação à sua graduação alcoólica, o álcool anidro precisa ter no mínimo 99,6% de álcool puro.

A presença do álcool anidro na gasolina oferece diversas vantagens:

• Aumenta o número da octanagem do combustível (resistência a detonações não controladas), aumentando o tempo de vida útil do motor.
• Diminui a emissão dos gases de efeito estufa, pois o etanol é um combustível renovável.
• Diminui os custos, visto que o país tem uma alta capacidade de produção de etanol e precisa importar gasolina para atender todo o mercado interno.

Até 25%, o etanol pode ser misturado à gasolina sem a necessidade de nenhum ajuste no motor.

Desde 1º de outubro de 2011, vigora no país a adição obrigatória de 20% de álcool anidro à gasolina, conforme Portaria MAPA Nº 678/2011. Há grande possibilidade de essa mistura, até metade de 2013, subir para 25%.

Além do Brasil, diversos países, como México, Índia, Argentina, Colômbia, Japão, alguns países da União Europeia e alguns Estados dos EUA, utilizam a mistura de álcool anidro à gasolina, de forma opcional ou obrigatória. Essas misturas geralmente são de 5% ou 10%, sendo o Brasil o país que utiliza a maior proporção.

O preço do álcool anidro segue princípios semelhantes ao do álcool hidratado. Por isso que, em períodos de entressafra, o preço da gasolina também pode aumentar.

Histórico da Proporção da Mistura de Etanol na Gasolina

Desde 1931, com o Decreto nº 19.717, o Brasil utiliza na gasolina a mistura de álcool anidro. A proporção dessa mistura sofreu mais de 50 variações ao longo dos anos, começando com um mínimo de até 5% e atingindo o máximo de 25% em alguns períodos da década de 2000.

Quando a mistura começou a ser utilizada, era válida apenas para gasolina importada, que precisava conter álcool produzido nacionalmente. A mistura obrigatória para a gasolina de qualquer procedência começou em 1938, com porcentagens definidas em conjunto pelo Conselho Nacional do Petróleo (CNP) e Instituto do Açúcar e do Álcool (IAA), que regulamentavam a medida por estados e regiões brasileiras ou em âmbito nacional. Com a extinção das entidades, no início da década de 90, o poder executivo passou a regulamentar a questão diretamente, através de decretos e medidas provisórias, até a mistura passar a ser definida desde 2001 pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), conforme Decreto nº 3.966 de 10/10/01. Com essa entidade, foram lançadas até o momento nove portarias, com a última datando de 31/08/11 e estabelecendo a mistura de 20% a partir de 01/10/11, que vigora atualmente. O governo já sinalizou que a mistura deve aumentar para 25% até o fim do primeiro semestre de 2013.

Etanol Aditivado

Uma outra opção de combustível oferecida ao consumidor no início desta década foi o álcool hidratado aditivado. O produto segue o mesmo princípio da gasolina aditivada: é o combustível comum com adição de substâncias que melhoram sua qualidade.

No caso do álcool, uma das grandes vantagens do combustível aditivado é a melhora de sua lubrificação. A taxa de água presente no álcool hidratado faz com que sua capacidade lubrificante seja menor que a do álcool anidro, o que pode reduzir o tempo de vida útil do motor. Com a adição de lubrificantes, essa deficiência é minimizada. Uma outra vantagem do etanol aditivado é em relação ao rendimento, que melhora cerca de 3% em comparação ao álcool comum.

O único tipo de etanol aditivado comercializado no Brasil até hoje é o Shell V-Power, desenvolvido pela multinacional. Com um preço em média 7% mais caro que o álcool comum, o etanol aditivado pode ser mais viável economicamente por consumir menos combustível na mesma distância rodada. Isso vai depender muito de cada veículo e da variação do preço entre os etanóis, sendo recomendável que se teste e calcule o rendimento dos dois para saber qual deles fica mais em conta.

Combustíveis aditivados precisam utilizar os aditivos permitidos pela regulamentação da ANP, sendo necessário também um relatório com as melhorias que justificam seu selo de aditivado. O combustível também é submetido às especificações da Agência, devendo seguir os mesmos critérios dos combustíveis comuns.

Etanol Adulterado (Prática Ilegal)

A adição intencional de substâncias proibidas ou em quantidades ilícitas ao etanol caracteriza o chamado etanol adulterado. Essa prática ocorre para tornar o combustível mais barato, dando mais lucro aos comerciantes.

Uma das formas mais comuns de adulteração é misturar álcool anidro com água e vender como etanol hidratado. Essa adulteração é chamada de álcool molhado, e é vantajosa ao comerciante por ele pagar menos impostos na compra do produto. Uma das formas de o cliente perceber a adulteração é através da coloração do etanol comum, que precisa ser transparente. Coloração laranja constitui um forte indício de que o combustível está adulterado.

Entre os principais prejuízos que isso causa ao automóvel, estão:

• Resíduos em bicos injetores e válvulas;
• Danos nas velas de ignição e na câmara de combustão;
• Perda de potência e aumento de consumo;
• Batida de pinos.

Essa prática também pode causar um enorme malefício ao meio ambiente. Combustíveis adulterados podem ter, entre outras substâncias, altas doses de metanol, solvente industrial altamente tóxico, cujo limite no etanol pode ser de no máximo 1%.

O órgão responsável pela fiscalização e aplicação de penalidade quanto à adulteração dos combustíveis é a ANP, que pode aplicar multa aos agentes econômicos responsáveis pela adulteração. Uma outra penalidade possível é a obrigação do reprocessamento do combustível, que deverá ser refeito até atender as normas de qualidade. Combustíveis fora das especificações não são necessariamente combustíveis adulterados, sendo essa classificação aplicada somente quando há intencionalidade de adulteração.