No Estado do Pará há três indústrias de beneficiamento de caulim com produção de mais de 2,5 milhões de toneladas/ano e um percentual de cerca de 30% de rejeito, constituído basicamente por caulinita e granulometria inadequada para a produção de papel. Pesquisadores da UFPA vêm usando este material para a síntese das zeólitas analcima e zeólita A, que são alumino silicatos porosos contendo na sua estrutura cátions de compensação com metais alcalinos e alcalinos terrosos trocáveis, os quais podem ser utilizados em processos de troca iônica e catálise. Da mesma forma, a
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Alunorte (maior produtor mundial de alumínio) apresenta como subproduto um volume considerável de hidróxido de alumínio que pode ser transformado facilmente em alumina (óxido de alumínio), considerado um importante agente na fabricação de zeólitas com aplicação em catálise. Assim, o projeto tem como um de seus objetivos a utilização de zeólitas (cujo processo é dominado por pesquisadores da UFPA) como catalisadores do processo de transesterificação dos óleos de compadre-do-azeite e comadre-do-azeite.
O Nordeste do Estado do Pará, região do Rio Capim, destaca-se nacionalmente por suas grandes reservas de caulim para cobertura de papel. Ela está localizada entre a rodovia Belém-Brasília (trecho entre Ipixuna e Mãe do Rio) e o médio curso do Rio Capim (Figura 2. 11). O principal nível do minério (caulim macio) está localizado em média, a 20m de profundidade, recoberto por um nível de caulim duro – considerado como estéril, em função do elevado teor de ferro – e sedimentos argilo-arenosos sotopostos (Formação Barreiras). No caso estéreis representam um custo adicional para retirada e separação do mesmo (CARNEIRO et al., 2003).
Figura 2.11 Mapa de localização com as principais operações de caulim na região de Capim.
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Carneiro et al. (2003) realizaram a caracterização mineralógica e geoquímica do caulim duro da região do Capim, assim como, sinterização com a finalidade de acompanhar as transformações químicas e físicas sofridas por este material, em função da queima, com objetivo de chegar a algum tipo de aplicação a um material até então considerado rejeito.
Conforme Do Nascimento et al. (2011) as argilas naturais têm a capacidade catalítica baixa para reações em ambiente polares ou não polares. Geralmente as propriedades estruturais destes materiais pode ser modificada pela ativação do ácido, antes porém, o caulim deve ser convertido em metacaulim, pois este, é mais susceptível a lixiviação ácida; a ativação ácida do metacaulim aumenta a área de superfície e volume de poros, e pode gerar locais de ácido de Brönsted e/ou de Lewis, características importantes para esta transformação catalítica.
Augumas propriedades das argilas, como a capacidade de troca iônica e aumento do espaçamento interlamelar, podem influenciar nas característica físico-químicas. Devido à grande área superficial das argilas, característica importante nos catalisadores heterogêneos, e a sua abundância na natureza, as argilas vêm sendo exploradas para aplicação como catalisadores em diversas reações, alguns tratamentos realizados em argilas, podem alterar sua estrutura cristalina de forma a melhorar seu desempenho como catalisador. Os processos mais utilizados para esta finalidade são, processos de intercalação e pilarização, tratamentos com ácidos minerais e impregnação com sais inorgânicos (REZENDE, 2006).
Do Nascimento et al. (2011) realizaram a caucinação do metacaulim a 850oC e ativou a 400W durante 15min, o mesmo, apresentou uma área superficial de 187m2g-1, obteve sítios acídicos com uma concentração de 4,32 mmolg-1 e uma conversão de 96,5% (115oC, 40min, a relação de ácido olêico:metanol de 1:60). Sabe-se que os rendimentos catalíticos são significativamente aumentados quando a temperatura da reação é elevada, para estes estudos, o desempenho do catalisador MF354M4W15, foi avaliado na esterificação do ácido oléico com metanol, utilizando uma razão molar de ácido:metanol de 1:60 a 70,85,100 ou 115oC durante 30 min. Como esperado o aumento da temperatura foi fundamental para a conversão do ácido no éster metílico na presença do catalisador. Quando as conversões foram realizadas a 70 e 100oC, por exemplo, a porcentagem de conversão aumentou de 58 para 95,2%.
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2.13 PODER CALORÍFICO
O conteúdo energético de um combustível é uma medida termodinâmica que representa a variação de energia liberada durante sua combustão completa, denominada de poder colorífico. Esta propriedade em um sistema de geração de calor, por exemplo, seria o principal fator a ser considerado em um combustível, a partir da qual seria avaliada a relação custo benefício de utilização de um ou outro combustivel. Alem disto, o poder calorífico é influenciado por um conjunto de propriedades do combustível, como: sua composição química original, presença de metais, água (umidade), entre outras. Propriedades estas que podem variar significativamente de um combustível para outro, em caso de substituição de fornecedores, origem do combustivel, ou mesmo em casos de adulterações, afetando o rendimento deste combustível no processo a que se destina (DA COSTA et al. 2009).
Os combustíveis geralmente são compostos por hidrogênio, cujo poder calorífico é de 28700 Kcal/kg, e pelo carbono, o qual o valor é de 8140 Kcal/kg. Desta forma, define-se que quanto maior a quantidade de hidrogênio na composição de um combustível, maior seu poder calorífico (SOUZA, 2010).
O biodiesel é menos energético se comparado ao diesel mineral, pois não contêm hidrocarbonetos aromáticos, elementos que conferem alto poder calorífico ao diesel. Entretanto, o biodiesel possue ésteres alquílicos com diferentes níveis de saturação, o que leva ao fato de o biodiesel ter menor poder calorífico, tendo como base o valor mássico, mas possuindo um maior valor por unidade de volume, aspecto este atribuido a sua maior densidade. Em motores utilizando biodiesel como combustíveis, observa-se uma redução de cerca de 8,9% na potência, baseando-se no fato de os mesmos funcionarem com um sistema de injeção por deslocamento volumétrico de combustíveis (KNOTHE et al. 2008).
Estudos para avaliar o desempenho operacional de motores utilizando biodiesel não apontaram indícios de aumento de desgaste, comprometimento de potência ou redução na durabilidade, no entanto vários autores observaram aumento no consumo de combustível à medida que se aumenta a proporção de uso do biocombustível. Comparando B0 com B100, Lopes et al. (2004), ensaiando trator agrícola, verificaram que o consumo de combustível específico aumentou 11%, entretanto não foram observados anomalias no funcionamento. Camara (2009), em experimento similar, evidenciou que, a partir de B25, houve aumento no consumo específico, chegando a