Pesquisadora propõe destinação mais nobre ao glicerol para viabilizar o processo de produção do biodiesel

UFABCiência: Qual o tema da sua pesquisa?

Thalita: Desde o início da minha trajetória na área da pesquisa, segui pela área ambiental. O meu projeto de iniciação científica tratava da utilização de cascas de arroz (resíduos da agroindústria) como adsorventes para o tratamento de efluentes da indústria têxtil. No mestrado, segui utilizando cascas de arroz como matéria-prima para obtenção de carvões sulfonados, que foram empregados como catalisadores na reação de conversão do glicerol (subproduto da produção do biodiesel) em produtos de maior valor agregado. No doutorado, mantive a linha de converter glicerol (resíduo da indústria do biodiesel), porém com enfoque na produção de materiais (catalisadores) que fossem ativos nesse processo, obtidos por metodologias mais simples e concordantes com os princípios da Química Verde, além de apresentarem menor dependência de metais nobres.

UFABCiência: Por que escolheu estudar esse tema?

Thalita: A minha entrada na área ambiental foi um tanto casual (na época da iniciação científica), mas logo encantei-me e resolvi seguir nessa área na pós-graduação. Dessa forma, minhas pesquisas de mestrado e doutorado tiveram como enfoque a conversão do glicerol. Com a crescente preocupação com as questões ambientais e a tentativa de diminuir a dependência de fontes de combustíveis de origem fóssil, observou-se nos últimos anos uma crescente produção de biocombustíveis, dentre os quais podemos destacar o biodiesel no Brasil. Essa alta na produção do biodiesel resultou num elevado excedente de glicerol, seu principal subproduto, no mercado. Dessa forma, encontrar alternativas para a conversão desse resíduo em outros compostos de maior valor agregado tem sido visto como uma interessante maneira de viabilizar a produção do biodiesel e dar um destino mais nobre a esse resíduo de sua produção, minimizando seu descarte e evitando mais um problema ambiental.

UFABCiência: Como realizou? 

Thalita: Ao longo do mestrado, foquei na obtenção de carvões sulfonados, utilizando cascas de arroz como matéria-prima para prepará-los. Esses carvões atuaram como catalisadores das reações de eterificação e esterificação do glicerol na presença de um álcool (terc-butanol), as quais produzem compostos que podem ser utilizados como aditivos do próprio biodiesel.

No doutorado, o enfoque foi na reação de oxidação do glicerol, que produz compostos utilizados como insumos na indústria de química fina (como as indústrias farmacêutica e de cosméticos). Os materiais comumente utilizados como catalisadores da reação de oxidação do glicerol têm em sua fase ativa metais nobres, como ouro, platina e paládio. Em grande parte dos trabalhos da literatura, observa-se que esses metais apresentam-se na forma de nanopartículas, e a atividade dos catalisadores geralmente é atribuída a esse tamanho reduzido das partículas metálicas. Visando produzir catalisadores ativos na reação de oxidação do glicerol que apresentassem menor custo, foi proposta a substituição parcial dos metais nobres por cobre e níquel, priorizando uma metodologia de obtenção das nanopartículas metálicas que fosse concordante com a Química Verde. Nesse sentido, considerou-se a utilização de reagentes atóxicos e otimizou-se o tempo de síntese das nanopartículas metálicas, diminuindo-o significativamente ao se empregar radiação microondas, em substituição ao método de aquecimento por fontes convencionais. Ainda considerando o emprego dos princípios da Química Verde, priorizou-se o uso de agentes oxidantes de caráter atóxico na reação de oxidação do glicerol, tais como ar sintético e peróxido de hidrogênio.

UFABCiência: Quais foram os resultados alcançados?

Thalita: No mestrado foi possível produzir cinco diferentes carvões sulfonados, sendo que o material tratado com ácido sulfúrico concentrado levou aos melhores resultados em termos de catálise, produzindo maior quantidade dos produtos desejados na reação de eterificação e esterificação do glicerol frente aos demais materiais preparados no projeto e com atividade similar ao catalisador comercial usado nesse tipo de reação. Esse comportamento foi justificado por uma maior incorporação de grupos sulfônicos na estrutura do carvão obtido a partir das cascas de arroz, grupos esses responsáveis pela conversão catalítica do glicerol aos seus produtos de eterificação e esterificação.

Com relação ao doutorado, observou-se vantagem no desempenho catalítico dos materiais à base de nanopartículas de platina e níquel, preparados por meio da metodologia em que foi empregada radiação microondas na síntese. Observou-se a formação de liga metálica entre os dois metais (platina e níquel), atribuindo-se a melhor atividade catalítica desses materiais a essa característica. Dessa forma, foi possível produzir materiais ativos na reação de oxidação do glicerol por meio de uma metodologia mais eficiente em termos de tempo de síntese e que apresentavam menor quantidade de metal nobre em sua composição, salientando a utilização de agente oxidante atóxico para que a reação ocorresse.

UFABCiência: Quais as dificuldades encontradas?

Thalita: Ambos os projetos (mestrado e doutorado) envolviam três etapas fundamentais: preparo, caracterização e aplicação dos materiais na reação de interesse. A principal dificuldade foi relativa à caracterização dos materiais obtidos ao longo do mestrado e do doutorado, uma vez que nem todas as técnicas de caracterização estavam disponíveis na Universidade. Entretanto, foi possível estabelecer parcerias e realizar as análises necessárias em outros locais.

UFABCiência: Deixe uma frase que sintetize a importância da contribuição dos seus trabalhos de pós-graduação para o universo científico e o cotidiano das pessoas.

Thalita: Encontrar alternativas para a conversão do glicerol, principal subproduto da produção do biodiesel, viabiliza a produção desse biocombustível, que substitui parcialmente o diesel advindo do petróleo e é menos poluente quando comparado ao combustível de origem fóssil.

Perfil

Thalita Soares Galhardo

Doutora em Ciência e Tecnologia/Química (2017), Mestre em Ciência e Tecnologia/Química (2013), Bacharel em Química (2011) e em Ciência e Tecnologia (2010) pela Universidade Federal do ABC. Técnica em Química pela Escola Técnica Estadual Júlio de Mesquita (2006).