O etanol (álcool etílico) é um álcool derivado de cereais e vegetais que vem representando cada vez mais no Brasil, uma parcela significativa do consumo mundial, graças a seu grande atrativo de ser utilizado como combustível renovável limpo, cuja queima auxilia na redução dos gases causadores do aquecimento global. Além dos benefícios biológicos o etanol ainda possui um preço acessível e ajuda a manter a economia do país. É graças a esses e outros benefícios que iremos abordar nesse trabalho as principais características do etanol, analisando sua formação – que no Brasil é dada através da cana-de-açúcar-, sua toxicidade a fim de ter uma melhor noção sobre seu manuseio, seu o ciclo de produção realizado a partir da cana-de-açúcar, do milho, da beterraba, da madeira e da celulose, mostrando cada etapa desse ciclo através de explicações e fluxogramas, dente outros.
Para ter um melhor aproveitamento do etanol e ter um produto dentro dos parâmetros procuramos também entender o reuso e a reciclagem do produto não-utilizável e de como é feito o descarte do mesmo.
Outro aspecto importante sobre o etanol que analisamos foi acerca de seu mercado consumidor, identificamos os principais países exportadores, o quanto o etanol é consumido em cada um e qual a previsão para o futuro, como é feita a comercialização do etanol brasileiro, além de entender os futuros projetos para a exportação do mesmo.
quarta-feira, 30 de setembro de 2009
Toxicidade e medidas preventivas
Perigo a saúde (Azul): 0 - Estável: Não causa dano à saúde
Inflamabilidade (Vermelho): 3 - Perigo: Líquido inflamável com pressão de vapor abaixo de 38 ºC
Reatividade (Amarelo): 0 – Estável: Não reativo quando misturado com água
Risco específico (Branco): dado não disponível
A toxicidade pelo etanol mostra-se relacionada à dose, mas a tolerância varia amplamente entre os indivíduos. Níveis sangüíneos maiores do que 100 mg/dl definem, em termos legais, o estado de intoxicação e estão tipicamente associados com ataxia; com 200 mg/dl, os pacientes estão sonolentos e confusos. Com níveis acima de 400 mg/dl geralmente há depressão respiratória, podendo levar à morte.
Para prevenir tais riscos à saúde, principalmente durante o processo de produção e exportação do etanol, seu manuseio e armazenamento devem ser realizados com cuidado. O álcool deve ser mantido em um container (que é tóxico, pois contém resíduos) bem fechado, em local fresco, seco e bem ventilado. Deve ser guardado em locais longe de fontes de calor, de ignição e de substâncias oxidantes e incompatíveis. Nos locais de trabalho a quantidade de álcool etílico deve ser suficiente para apenas uma jornada, sendo que a substância pode ser armazenada também em recipientes de ferro, aço, cobre e alumínio. O vidro é recomendado apenas para pequenas quantidades.
Efeitos potenciais à saúde durante manuseio do etanol
►Inalação
Causa irritação às vias respiratórias. Em altas concentrações causa problemas no sistema nervoso central, dor de cabeça, inconsciência e coma. Pode causar efeitos narcóticos.
►Ingestão
Causa irritações gástricas, vômito e diarréia. Pode causar inconsciência, coma e morte.
►Contato com a pele
Causa dermatoses e irritações moderadas.
►Contato com os olhos
Causa severa irritação nos olhos. Pode causar conjuntivite e problemas na córnea.
►Exposição crônica
A exposição contínua a concentrações elevadas pode provocar irritação nas vias respiratórias, olhos, dor de cabeça, vertigens, náuseas e sonolência, podendo causar, em alguns casos, a perda total da consciência. Causa efeitos mutagênicos e fetais.
►Agravo de condições pré- existentes
Pessoas com desordens de pele, olhos, fígado, rim, problemas de respiração crônica ou problemas no sistema nervoso central podem ser mais suscetíveis aos efeitos dessa substância.
Causa irritação às vias respiratórias. Em altas concentrações causa problemas no sistema nervoso central, dor de cabeça, inconsciência e coma. Pode causar efeitos narcóticos.
►Ingestão
Causa irritações gástricas, vômito e diarréia. Pode causar inconsciência, coma e morte.
►Contato com a pele
Causa dermatoses e irritações moderadas.
►Contato com os olhos
Causa severa irritação nos olhos. Pode causar conjuntivite e problemas na córnea.
►Exposição crônica
A exposição contínua a concentrações elevadas pode provocar irritação nas vias respiratórias, olhos, dor de cabeça, vertigens, náuseas e sonolência, podendo causar, em alguns casos, a perda total da consciência. Causa efeitos mutagênicos e fetais.
►Agravo de condições pré- existentes
Pessoas com desordens de pele, olhos, fígado, rim, problemas de respiração crônica ou problemas no sistema nervoso central podem ser mais suscetíveis aos efeitos dessa substância.
Controle de qualidade
Define as características essenciais para o etanol anidro não-desnaturado a ser usado como mistura em combustível, ou seja saber a porcentagem de cada componente a ser usado assim como seu estado físico. O controle de qualidade define e padroniza também métodos, unidade e limites aceitáveis para cada parâmetro, para que dessa maneira todos os componentes possam estar no Sistema Internacional (SI), diminuindo erros nos compostos.
Realiza testes interlaboratoriais para conhecer a repetibilidade e reprodutibilidade dos métodos. Essa é a parte mais rigorosa, pois nos testes o controle é comprovado em seus parâmetros ideais, garantindo o selo de controle de qualidade ou alegando os erros encontrados, impossibilitando assim, que o produto adquira seu selo de controle de qualidade.
Existem desde métodos simples até complexos, para garantir o controle de qualidade da produção até a finalização do produto, alguns desses métodos podem ser realizados nas indústrias, assim diminui os erros quando for passar pelo controle. Os materiais a serem utilizados devem ter o certificado de referência para etanol anidro, isso garante a confiabilidade dos laboratórios.
Para garantir que o produto obtenha o controle de qualidade, ele passa por laboratórios qualificados que aumentam a confiabilidade do produto.
A empresa deve comparar a composição do etanol com o de outros países, devendo observar os processos realizados para cada tipo de etanol, pois dependendo da matéria-prima a qualidade é diferente assim como os processos realizados. As amostras desses etanóis também têm que ser analisados pelos métodos definidos em cada especificação, assim as empresas devem realizar comparação dos métodos, para ver o que compensa mais numa visão econômica.
Realiza testes interlaboratoriais para conhecer a repetibilidade e reprodutibilidade dos métodos. Essa é a parte mais rigorosa, pois nos testes o controle é comprovado em seus parâmetros ideais, garantindo o selo de controle de qualidade ou alegando os erros encontrados, impossibilitando assim, que o produto adquira seu selo de controle de qualidade.
Existem desde métodos simples até complexos, para garantir o controle de qualidade da produção até a finalização do produto, alguns desses métodos podem ser realizados nas indústrias, assim diminui os erros quando for passar pelo controle. Os materiais a serem utilizados devem ter o certificado de referência para etanol anidro, isso garante a confiabilidade dos laboratórios.
Para garantir que o produto obtenha o controle de qualidade, ele passa por laboratórios qualificados que aumentam a confiabilidade do produto.
A empresa deve comparar a composição do etanol com o de outros países, devendo observar os processos realizados para cada tipo de etanol, pois dependendo da matéria-prima a qualidade é diferente assim como os processos realizados. As amostras desses etanóis também têm que ser analisados pelos métodos definidos em cada especificação, assim as empresas devem realizar comparação dos métodos, para ver o que compensa mais numa visão econômica.
Propriedades físico-químicas
O etanol (álcool etílico) é o mais comum dos álcoois e caracteriza-se por ser um composto orgânico de fórmula estrutural CH3CH2OH, obtido por meio da fermentação do amido e outros açúcares como a sacarose existente na cana-de-açúcar.
Analogamente à água, os álcoois apresentam caráter polar, mais acentuado nos compostos de menor peso molecular. No caso dos álcoois, esse caráter se deve à presença do grupamento hidroxila, no qual o átomo de oxigênio, por ser mais eletronegativo que o de hidrogênio, atrai os elétrons compartilhados na ligação O-H, levando-os a assumir uma distribuição espacial assimétrica. Além disso, o ponto de ebulição desses compostos é relativamente alto, graças à presença da ligação tipo pontes de hidrogênio entre as moléculas.
Os álcoois são solúveis em água, embora a solubilidade diminua à medida que seu peso molecular aumenta. Alguns álcoois, como o etanol, são bons solventes de outros compostos orgânicos não solúveis em água.
Quanto ao caráter ácido-básico desses compostos, os álcoois podem atuar como bases fracas, em presença de ácidos fortes, tais como o nítrico e o sulfúrico, ou como ácidos, reagindo com metais mais reativos para formar alcoóxidos. O caráter básico dos álcoois se deve à presença de dois pares de elétrons que não participam da ligação entre os átomos de oxigênio e hidrogênio do grupamento hidroxila.
A viscosidade dos álcoois aumenta à medida que seu peso molecular cresce. Assim, enquanto o metanol é líquido a temperatura ambiente, o n-icosanol, com vinte átomos de carbono na cadeia, é sólido. Os álcoois são inflamáveis quando em presença de uma chama, em atmosfera de ar ou oxigênio, transformando-se totalmente em água e gás carbônico, com grande desprendimento de energia. Algumas características específicas do álcool etílico (etanol) são:
Estado Físico: Líquido
Forma: Límpido
Cor: Incolor
Odor: Característico
pH: Neutro
Temperaturas específicas:
- Ponto de Ebulição: 78,4ºC
- Faixa de destilação: 76,0 – 79,0 ºC (760mmHg)
- Ponto de fusão: -114,5 ºC
- Ponto de fulgor: 13,0 ºC
Limites de explosividade:
- Inferior (LEI): 3,3%
- Superior (LES): 19,0%
Pressão de vapor: 0,060 kgf/cm2 (20 ºC)
Densidade de vapor: 1,59 (ar=1)
Densidade: 0,806 – 0,810 g/cm3
Solubilidade: água: solúvel
Analogamente à água, os álcoois apresentam caráter polar, mais acentuado nos compostos de menor peso molecular. No caso dos álcoois, esse caráter se deve à presença do grupamento hidroxila, no qual o átomo de oxigênio, por ser mais eletronegativo que o de hidrogênio, atrai os elétrons compartilhados na ligação O-H, levando-os a assumir uma distribuição espacial assimétrica. Além disso, o ponto de ebulição desses compostos é relativamente alto, graças à presença da ligação tipo pontes de hidrogênio entre as moléculas.
Os álcoois são solúveis em água, embora a solubilidade diminua à medida que seu peso molecular aumenta. Alguns álcoois, como o etanol, são bons solventes de outros compostos orgânicos não solúveis em água.
Quanto ao caráter ácido-básico desses compostos, os álcoois podem atuar como bases fracas, em presença de ácidos fortes, tais como o nítrico e o sulfúrico, ou como ácidos, reagindo com metais mais reativos para formar alcoóxidos. O caráter básico dos álcoois se deve à presença de dois pares de elétrons que não participam da ligação entre os átomos de oxigênio e hidrogênio do grupamento hidroxila.
A viscosidade dos álcoois aumenta à medida que seu peso molecular cresce. Assim, enquanto o metanol é líquido a temperatura ambiente, o n-icosanol, com vinte átomos de carbono na cadeia, é sólido. Os álcoois são inflamáveis quando em presença de uma chama, em atmosfera de ar ou oxigênio, transformando-se totalmente em água e gás carbônico, com grande desprendimento de energia. Algumas características específicas do álcool etílico (etanol) são:
Estado Físico: Líquido
Forma: Límpido
Cor: Incolor
Odor: Característico
pH: Neutro
Temperaturas específicas:
- Ponto de Ebulição: 78,4ºC
- Faixa de destilação: 76,0 – 79,0 ºC (760mmHg)
- Ponto de fusão: -114,5 ºC
- Ponto de fulgor: 13,0 ºC
Limites de explosividade:
- Inferior (LEI): 3,3%
- Superior (LES): 19,0%
Pressão de vapor: 0,060 kgf/cm2 (20 ºC)
Densidade de vapor: 1,59 (ar=1)
Densidade: 0,806 – 0,810 g/cm3
Solubilidade: água: solúvel
Outras características do produto
Algumas características próprias do etanol são: apresenta pureza expressa em graus Gay Lussac, para uso doméstico tem 96 ºGL; é capaz de dissolver substâncias orgânicas; é um composto orgânico saturado; pode ser dissolvido em água em qualquer quantidade; quando queima gera uma chama com desprendimento de calor e não apresenta fuligem; seu peso molecular é 46; a massa especifica do etanol é 789,1 kg/m3; seu calor latente é 921096,00 J/kg; os valores Caloríficos são: 26990,90 J/kg (mais baixo) a 29,23 J/kg (mais alto); a razão ar-combustível é 9,0:1; e o índice de cetano presente é 10.
As usinas produzem o etanol (no Brasil essa produção é a partir da cana-de-açúcar) para ser usado principalmente como combustível de automóveis, pois este é menos poluente do que os outros combustíveis, principalmente os derivados do petróleo. A outra parte da produção da cana é destinada para a produção de açúcar e aguardente.
Esse álcool pode ser utilizado de diferentes formas como solvente em processos industriais, por exemplo, ou como anti-séptico, conservante, componente de diversas bebidas alcoólicas, usado até em desinfetantes domésticos e hospitalares, e como solvente de fármacos importantes. Mais recentemente, o etanol vem sendo muito usado como combustível renovável, formado a partir da biomassa.
As usinas produzem o etanol (no Brasil essa produção é a partir da cana-de-açúcar) para ser usado principalmente como combustível de automóveis, pois este é menos poluente do que os outros combustíveis, principalmente os derivados do petróleo. A outra parte da produção da cana é destinada para a produção de açúcar e aguardente.
Esse álcool pode ser utilizado de diferentes formas como solvente em processos industriais, por exemplo, ou como anti-séptico, conservante, componente de diversas bebidas alcoólicas, usado até em desinfetantes domésticos e hospitalares, e como solvente de fármacos importantes. Mais recentemente, o etanol vem sendo muito usado como combustível renovável, formado a partir da biomassa.
A utilização do etanol como combustível no contexto histórico
O álcool etílico vem sendo utilizado como combustível desde o nascimento dos automóveis, na tentativa de adaptar os motores recém inventados para a sua utilização, porém sofreu altos e baixos durante os anos, e só está recebendo devida atenção a pouco tempo.
A partir da crise do petróleo, na década de 1970, o Governo brasileiro, numa atitude isolada internacionalmente, criou o programa Pró-Álcool, e o etanol começou a receber as atenções como biocombustível de extrema utilidade. Enquanto o governo promovia estudos econômicos para a sua produção em grande escala, oferecendo tecnologia e até mesmo subsídios às usinas produtoras de açúcar e álcool, as indústrias automobilísticas instaladas no Brasil na época - Volkswagen, Fiat, Ford e General Motors - adaptavam seus motores para receber o álcool combustível. Daí surgiriam duas versões no mercado: motor a álcool e a gasolina.
O primeiro carro a álcool lançado foi o Fiat 147 em 1978. Dessa data até 1986, o carro a álcool ganhou o gosto popular dos brasileiros, sendo que a maioria dos veículos saídos das montadoras brasileiras naquele ano utilizavam esse combustível. A partir de então, o consumo de álcool apresentou queda gradual. Os motivos passam pela alta no preço internacional do açúcar, o que desestimulou a fabricação de álcool. Com o produto escasseando no mercado, o Governo brasileiro iniciou a importação de etanol dos Estados Unidos, em 1991, ao tempo que ia retirando, progressivamente, os subsídios à produção, promovendo a quase extinção do Pró-Álcool. A queda no uso deste biocombustível também se deveu, ao longo da década de 1990, a problemas técnicos nos motores a álcool, incapazes de um bom desempenho nos períodos frios, principalmente.
Durante a década, com altas inesperadas no preço do petróleo, o álcool seria misturado à gasolina, numa taxa em torno de vinte por cento, como forma de amenizar o preço da gasolina ao consumidor. No início do século XXI, na certeza de escassez e de crescente elevação no preço dos combustíveis fósseis, priorizaram-se novamente os investimentos na produção de etanol por um lado e, por outro, um amplo investimento na pesquisa e criação de novos bicombustíveis. Diante de uma situação nacional antiga e inconstante, justamente causada pelas altas e baixas do petróleo, as grandes montadoras brasileiras aprofundaram-se em pesquisas e, dessa forma, lançaram uma tecnologia revolucionária: os carros dotados de motor biocombustível, fabricados tanto para o uso de gasolina quanto de álcool – os conhecidos motores flex.
A partir da crise do petróleo, na década de 1970, o Governo brasileiro, numa atitude isolada internacionalmente, criou o programa Pró-Álcool, e o etanol começou a receber as atenções como biocombustível de extrema utilidade. Enquanto o governo promovia estudos econômicos para a sua produção em grande escala, oferecendo tecnologia e até mesmo subsídios às usinas produtoras de açúcar e álcool, as indústrias automobilísticas instaladas no Brasil na época - Volkswagen, Fiat, Ford e General Motors - adaptavam seus motores para receber o álcool combustível. Daí surgiriam duas versões no mercado: motor a álcool e a gasolina.
O primeiro carro a álcool lançado foi o Fiat 147 em 1978. Dessa data até 1986, o carro a álcool ganhou o gosto popular dos brasileiros, sendo que a maioria dos veículos saídos das montadoras brasileiras naquele ano utilizavam esse combustível. A partir de então, o consumo de álcool apresentou queda gradual. Os motivos passam pela alta no preço internacional do açúcar, o que desestimulou a fabricação de álcool. Com o produto escasseando no mercado, o Governo brasileiro iniciou a importação de etanol dos Estados Unidos, em 1991, ao tempo que ia retirando, progressivamente, os subsídios à produção, promovendo a quase extinção do Pró-Álcool. A queda no uso deste biocombustível também se deveu, ao longo da década de 1990, a problemas técnicos nos motores a álcool, incapazes de um bom desempenho nos períodos frios, principalmente.
Durante a década, com altas inesperadas no preço do petróleo, o álcool seria misturado à gasolina, numa taxa em torno de vinte por cento, como forma de amenizar o preço da gasolina ao consumidor. No início do século XXI, na certeza de escassez e de crescente elevação no preço dos combustíveis fósseis, priorizaram-se novamente os investimentos na produção de etanol por um lado e, por outro, um amplo investimento na pesquisa e criação de novos bicombustíveis. Diante de uma situação nacional antiga e inconstante, justamente causada pelas altas e baixas do petróleo, as grandes montadoras brasileiras aprofundaram-se em pesquisas e, dessa forma, lançaram uma tecnologia revolucionária: os carros dotados de motor biocombustível, fabricados tanto para o uso de gasolina quanto de álcool – os conhecidos motores flex.
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