Na rota do futuro: Pesquisa da UFRN resulta em novos caminhos para combustível de aviação

Uma pesquisa desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (PPGQ/UFRN) apresentou como resultado uma alternativa para transformar matérias-primas de origem vegetal em hidrocarbonetos renováveis, substâncias que podem ser utilizadas na produção de combustíveis e outros produtos da indústria química. Focada nas áreas da química e da energia, a nova tecnologia resultou no depósito de patente, em agosto, denominado Processos para obtenção de hidrocarbonetos renováveis via descarboxilação redutiva catalisada por metais de transição não nobres (Co, Mn, Fe, Cu).

A proposta utiliza quatro substâncias diferentes, os chamados catalisadores, baseados em cobalto, manganês, ferro e cobre, todos empregados na forma de sais comercialmente disponíveis. O uso deles também facilita o manuseio dos materiais em condições usuais de temperatura, contribuindo para uma operação mais simples. Na prática, os processos permitem converter os compostos oxigenados presentes nos óleos vegetais, como no óleo de cozinha, em hidrocarbonetos.

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Esses últimos fazem parte da mistura que dá origem a combustíveis, apresentando características semelhantes às moléculas encontradas em produtos convencionais. Por isso, podem servir como componentes ou intermediários para a produção de gasolina verde, diesel verde e combustíveis sustentáveis de aviação (SAF). “O que buscamos foi desenvolver uma rota que pudesse utilizar materiais mais acessíveis e condições mais brandas para realizar uma transformação que é importante para a produção de hidrocarbonetos renováveis”, explica o inventor Elon Fernandes Silva, que atuou no desenvolvimento experimental e na otimização das condições reacionais associadas aos catalisadores de cobalto.

Outra característica importante é a utilização de fontes alternativas de hidrogênio, reduzindo a dependência do hidrogênio gasoso convencional. Associada ao emprego de sais comercialmente disponíveis e à possibilidade de operação em pressão ambiente e temperaturas mais baixas, essa característica pode tornar a rota tecnológica potencialmente mais simples e acessível. “A ideia é que a tecnologia possa reunir eficiência química e uma operação menos complexa, utilizando recursos que já estão disponíveis comercialmente”, destaca Pedro Henrique do Nascimento Silva, inventor responsável pelo desenvolvimento experimental e pela otimização das condições relacionadas aos catalisadores de manganês.

A tecnologia, portanto, conecta diretamente a pesquisa em química à busca por alternativas renováveis para o setor energético. Desta maneira, está também relacionada com a lei que rege o Combustível Sustentável de Aviação (SAF) no Brasil, a Lei nº 14.993/2024, regulamentada também em agosto pelo Decreto nº 13.094. A legislação cria o Programa Nacional de Combustível Sustentável de Aviação (ProBioQAV), iniciativa do governo brasileiro focada na transição energética da aviação.

Setor de Transportes

A utilidade da descoberta pode ser percebida especialmente no setor de transportes. Em uma futura aplicação industrial, processos dessa natureza poderiam integrar unidades de produção de combustíveis renováveis ou biorrefinarias, utilizando óleos e outras matérias-primas lipídicas de origem vegetal para gerar moléculas que posteriormente podem ser empregadas na formulação de combustíveis. A possibilidade de aproveitar matérias-primas renováveis amplia o potencial da tecnologia diante da necessidade de reduzir a participação de fontes fósseis na matriz energética.

Segundo Lívia Nunes Cavalcanti, que participou da concepção da tecnologia, da coordenação científica e do aperfeiçoamento dos processos, a relevância da invenção está justamente na possibilidade de aproximar a pesquisa acadêmica de uma aplicação concreta. “A patente representa uma base tecnológica para transformar matérias-primas renováveis em produtos de interesse energético e químico, abrindo possibilidades para novas etapas de desenvolvimento e futura aplicação em maior escala”, afirma.

A cientista pontua que os resultados experimentais já demonstraram, em escala laboratorial, a viabilidade da desoxigenação redutiva de óleos vegetais e a obtenção de hidrocarbonetos renováveis com elevada seletividade e rendimento. Para Lívia, embora a tecnologia ainda esteja nessa etapa de desenvolvimento, as características dos processos, como o uso de catalisadores baseados em metais não nobres, materiais comercialmente disponíveis, pressão ambiente e fontes alternativas de hidrogênio, oferecem uma base para estudos de escalonamento e transferência tecnológica.

Além de Lívia, Elon e Pedro Henrique, também contribuíram para a pesquisa: Amanda Duarte Gondim, Aruzza Mabel de Morais Araújo, Carlos Alberto Martínez-Huitle, Elisama Vieira dos Santos, Jhonatan Ferreira Câmara e José Henrique Andrade da Silva. O grupo explica que os trabalhos atuais buscam ampliar a variedade de matérias-primas renováveis avaliadas, otimizar as condições de reação química e compreender, com maior profundidade, os mecanismos envolvidos na conversão. O objetivo é aperfeiçoar o desempenho dos processos e reunir informações que permitam avaliar sua transposição para escalas maiores. “A partir da invenção, podemos investigar novos materiais, novas condições e ampliar o conhecimento sobre a própria reação, criando caminhos para desenvolver metodologias correlatas”, explica Elon.

Para Pedro Henrique, além do potencial de aplicação, o depósito da patente representa um resultado importante da pesquisa acadêmica realizada na UFRN. “A proteção da propriedade intelectual cria possibilidades para futuras parcerias com empresas, transferência de tecnologia, desenvolvimento em maior escala e eventual exploração comercial. Ao propor uma rota para obtenção de hidrocarbonetos renováveis a partir de matérias-primas vegetais, a invenção reforça o papel da Universidade na produção de conhecimento, capaz de responder a desafios relacionados à transição energética, ao aproveitamento de recursos renováveis e ao desenvolvimento de alternativas para a descarbonização do setor de transportes”, destaca.

Imagens: Cícero Oliveira

Fonte: AGIR/UFRN