Química Integral

ENEM - Química dos combustíveis

Combustíveis renováveis por meio da Pirólise

A pirólise constitui uma reação de decomposição por meio do calor. Na indústria, esse método é chamado de calcinação. Por meio dele é possível produzir produtos como o bio-óleo ou alcatrão pirolítico e o carvão vegetal, que servem como alternativas de combustíveis.

Bio-óleo, obtido por meio da pirólise

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A reação denominada pirólise é um tipo de reação química de decomposição ou análise, na qual o calor do fogo decompõe uma substância, originando dois ou mais produtos.

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Seu nome é bem conveniente, pois deriva dos termos gregos piro, que significa “fogo” e lise, que significa “quebra”. Assim, a pirólise pode ser definida como “quebra pelo fogo”.
O calor é representado nas equações químicas pelo símbolo ∆. Esse símbolo pode ser visto no exemplo abaixo, em que o nitrato de cobre passa pelo processo de pirólise e produz um sólido preto, que é o óxido cúprico (CuO); produz também um gás vermelho, que é o dióxido de nitrogênio (NO₂); e o outro produto é o gás incolor oxigênio (O₂):

Outro exemplo é a decomposição do carbonato de cálcio, que quando aquecido produz o óxido de cálcio e o dióxido de carbono:

CaCO_3(s)   CaO_(s)  + CO_2(g)

Esse tipo de reação é muito utilizado na indústria, sendo que muitas vezes é denominado reação de calcinação. E também existe a separação entre pirólise rápida e carbonização, que é considerada uma pirólise lenta. A diferença entre os dois métodos é que a pirólise rápida ocorre em temperaturas moderadas (450°C - 550ºC) e a biomassa apresenta baixa granulometria; já a carbonização ocorre em baixas temperaturas (400-450ºC) e as partículas de biomassa são grandes.
Nessa era em que o temor de que as reservas de petróleo se esgotem e que a busca por novos combustíveis renováveis se intensifique cada vez mais, esse tipo de reação tem se tornado um aliado; pois é um método muito eficiente para a decomposição de material orgânico (biomassa), quando está em um meio de quase ou total ausência de oxigênio.
Por exemplo, por meio dessa decomposição térmica da biomassa um produto obtido é o bio-óleo ou alcatrão pirolítico, que pode ser usado no lugar do petróleo e do carvão mineral. O bio-óleo apresenta coloração marrom e sua constituição é aproximada à da biomassa que o originou. É uma mistura complexa de compostos or¬gânicos que, embora tenha natureza química diferente da do petróleo, pode ser considerada como petróleo de origem vegetal. Além disso, o bio-óleo produz menor quantidade de cinzas, não contém metais pesados como chumbo, mercúrio e também não libera enxofre.
Outro subproduto importante da pirólise da madeira é o carvão vegetal, que é um recurso energético, barato e renovável, usado em várias indústrias. Além disso, o lixo urbano também pode ser submetido à pirólise e, assim, conseguem-se vários subprodutos dele como o alcatrão, o óleo e o sulfato de amônia (que também poderão ser usados como matérias-primas e fontes de energia), além de diminuir o lixo presente em aterros sanitários.

A partir da pirólise de alguns resíduos do refinamento do petróleo, é possível aproveitar o petróleo quase que integralmente e propiciando uma grande economia. Esse processo consiste no também chamado craqueamento (oucracking) em que moléculas de cadeias longas são quebradas em moléculas menores.
O reator químico, chamado de reator pirolítico, nesse caso, é o elemento principal nos processos químicos aplicados e ele possui três zonas específicas, que são: zona de secagem, zona de pirólise e zona de resfriamento. Abaixo temos uma foto de um reator de pirólise:

Equipe Brasil Escola