O documento discute os principais tipos de combustíveis industriais, incluindo combustíveis fósseis como carvão e petróleo, e combustíveis renováveis como etanol e biodiesel. Ele explica as origens, composições químicas, usos e impactos ambientais desses diferentes combustíveis.

1. Combustíveis Industriais
Os combustíveis industriais têm importância extrema em praticamente todo o processo
produtivo.
Combustão: Reação química em que ocorre a queima de um combustível, fornecendo
energia e gerando resíduos que podem ser aproveitados ou não.
A utilização de um combustível, pode ser acompanhada de chama ( pode ser visível ou
não), gerando calor.
Fazem parte do processo de combustão:
A) Combustível : Pode ser formado por várias substâncias com capacidades caloríficas
conhecidas que sofrem oxidação.
B) Comburente : Componente do processo de combustão que sofre redução.
Os principais elementos químicos encontrados na grande maioria dos combustíveis são
Carbono e Hidrogênio.
Os combustíveis fósseis também possuem enxofre na composição.
Algumas reações possíveis nos combustíveis são :
 C + O2 ----> CO2 - Dióxido de Carbono
 2C + OS2 ----> 2CO - Monóxido de Carbono
 2H2 + O2 ----> H2O
 S + O2 ----> SO2 - Dióxido de Enxofre
 SO2 + 1/2O2 ---> SO3 - Trióxido de Enxofre
Os combustíveis industriais podem ser separados em 2 grandes grupos:

2. A) Fosséis: Originados da decomposição de material orgânico. Exemplos:
a) Carvão Mineral
b) Petróleo e Derivados (Óleo Diesel, Querosene, Gasolina, etc).
B) Renováveis: Materiais que de alguma forma retornam ao ciclo da
natureza. Exemplos
a) Biodiesel a partir de óleos vegetais
b) Etanol
c) Biomassa ( bagaço de cana, esterco, resíduos de outras matérias orgânicas).
Outra possível classificação dos combustíveis, pode ser:
A) Sólidos: Madeira, Coque, Resíduos Vegetais e Animais, Carvão Vegetal.
B) Líquidos: Derivados de Petróleo, outros vegetais, biodiesel, álcool.
C) Gasosos:
a)Gás Natural ( C1 - C2) : Metano CH4; Etano C2H6.
b) Hidrogênio H2
c) GLP ( C3-C4) - Propano C3H8; Butano C4H10.
Outras fontes de energia alternativa importantes, devem ser considerados como: Eólica,
Geotérmica, Hídrica, Solar, Das Marés e Ondas.
Fatores que influenciam na escolha de um combustível industrial:
1. Disponibilidade em grandes quantidades
2. Baixo Custo
3. Tecnologia associada deve estar disponível

3. 4. Rapidez de Produção
5. Eficiência Energética
Combustíveis Fosséis
1. Carvão Mineral
O carvão é originado de matéria-prima orgânica ( florestas soterradas há milhões de
anos através do ação de :
a) Pressão
b) Temperatura
c) Micro-Organismos
A matéria orgânica associada as três conduções anteriores com intensidades diversas
proporcionou as diferentes classificações de TURFA, LINHITO, HULHAS e
ANTRACITO.
O carvão é constituído basicamente por C,H e O,com pequenas quantidade de S e N.
Os carvões diferem um do outro pelo gru de Carbonificação ou RANK.
Quanto maior o RANK do carvão, maior teor de carbono, maior sua idade e conteúdo
energético.
Material %C ( Base Seca)
Lenho 49-50
Turfa 50-64
Linhito 67-75
Hulha 82-92
Antracito 92-96
A turfa e o linhito são materiais mais recentes, mantendo algumas características
dos vegetais de origem.

4. O linhito é caracterizado pela sua compactação e eliminação da água. Conforme o
carvão vai envelhecendo, aumento o teor de C e diminui o de H e O, aumentando o
poder calorífico.
O antracito possui o menor teor de matéria volátil e H.
Como há um grande número de processo na formação, possibilita a formação de vários
carvões diferentes.
Hoje, o carvão é o combustível ais abundante o de maior ida útil. Representa 30% da
participação da matriz energética mundial, e 4% na produção de energia elétrica.
Maiores Produtores : China, EUA, Índia, Indonésia e Austrália.
No Brasil, os maiores reservas são de Hulha ( carvão betuminoso) com maiores teores
de material numeral, enxofre e menor teor de carbono quando comparado com o carvão
internacional.
O carvão, apesar de muito utilizado nas indústrias tem muitos problemas :
A) Sociais :
1) Trabalho escravo na produção do carvão;
2) Saúde dos trabalhadores ( Câncer, Doenças Respiratórias; Risco de Morte
- Explosão e Desabamento da mina).
B) Ambientais:
1) Queima do carvão produz CO2 e material particulado:
C(s) + O2(g) --> CO2 (g)
O CO2 é o maior responsável pelo aquecimento global. O material particulado causa
doenças no pulmão.
2) Como todo combustível fóssil, o carvão contêm enxofre S, que na queima, produz os
óxidos SOx.

5. S(s) + O2(g) --> SO2(g) - Dióxido de Enxofre
SO2(g) + 1/2 O2(g) --> SO3(g) - Trióxido de Enxofre
Estes óxidos reagem com a água da atmosfera produzindo ácidos , responsáveis pela
Chuva Ácida.
SO2(g) + H2O --> H2SO3 (aq) - Ácido Sulfuroso
SO3(G) + H2O --> H2SO4 ( aq) - Ácido Sulfúrico
A chuva ácida pode causar:
 Acidificação dos ambientes aquáticos ----> Morte dos Peixes
 Perda das folhas das árvores --> Morte de Florestas
 Acidificação do solo ---> Prejuízos à agricultura
 Destrução parcial de construções e movimentos
 Petróleo vem de PETROS ( pedra) e OLEUM ( óleo).
Sua formação ocorreu a milhões de anos com a decomposição da matéria
orgânica e ação do calor e pressão devido a diversas camadas de terra sobre
florestas, animais e restos de matérias orgânica.
É um líquido viscoso de cor variando do verde-escuro ao preto.
 Sua composição é constituída basicamente por hidrocarbonetos ( substâncias
formadas por C e H), e quantidades menores de enxofre S, oxigênio O e alguns
metais.

 Sua formação é semelhante no petróleo on-shore e off-shore.

6. 
PETRÓLEO
O Petróleo é uma substância líquida inflamável, com densidade menor que a água ( 0,77
- 0,98 g/mL). Constituído por petróleos leves, médios e pesados.
Tem poder calorífico de 9700 a 11700 Kcal/g.
As séries de petróleo mais importantes são:
Resumindo:
 Petróleo de base parafínica ( pesado) :
Do metano CH4 até a Parafina C35H72.
Na destilação, produz-se gasolina de baixa octanagem, bom óleo diesel,

7. lubrificante muito viscoso. °API<22
 Petróleo de base aromática ( médio) :
Produz gasolina de alta octanagem °API entre 22 e 30.
 Petróleo de base asfáltica ou naftélico ( leve) :
Produz gasolina de alta octanagem API>30
 Petróleo de base mista : Mistura de hidrocarbonetos parafínicos e aromáticos
Na Refinaria de Petróleo ocorrem três processos:
 Destilação Fracionada : Separação inicial dos componentes do Petróleo;
 Conversão Química : Processo de modificação da estrutura dos componentes
do Petróleo, de modo a obter compostos mais valiosos economicamente.
Exemplo: Polimerização, Craqueamento Térmico e/ou Catálitico, Reforma
Catalítica;
 Tratamento: Geralmente processos químicos para remoção de componentes
indesejáveis.
Exemplo: Dessulfurização para remover parcialmente o Enxofre.
Principais frações combustíveis produzidos:
 Gás Natural : C1-C2
 GLP: C3-C4;
 Gasolina: C5-C10;
 Querosene para aviação - C10-C16;
 Diesel Combustível para tratores, caminhões, navios : C14-C20;
 Óleo Combustível para fornos e caldeiras industriais: C20-C70.
Composição Barril de Petróleo:
 40% Diesel
 18% Gasolina
 14% Óleo Combustível
 8% GLP
 8% Nafta
 4% Querosene
 85 Outros.
Principais Combustíveis

8. 1. ÓLEO DIESEL
Formado principalmente por :
C (86%);
H ( 13%);
S, N2, O2.
Poder Calorífico = 10.100 Kcal/g
Hoje o Diesel, representa 49% do consumo rodoviário nacional ( ANP, 2013).
Problemas Ambientais:
 Alta emissão de Nox que produz chuva ácida: 2NO2 + H20 --> HNO2 + HNO3
HNO2 - Ácido Nitroso
HNO3 - Ácido Nítrico
 Queima de Enxofre ( S), que também forma chuva ácida na combustão:
S + O2(g) --> SO2(g) - Dióxido de Enxofre
S + O2(g) --> SO3(g) - Trióxido de Enxofre
SO2 (g) + H2O -> H2SO3 - Ácido Sulfuroso
SO3 (g) + H2O --> H2SO4 - Ácido Sulfúrico
H2O - Na atmosfera
Liberação de material particulado
2. GASOLINA
Segundo a ANP representa 32,1% do consumo nacional.
Teor de Enxofre máximo: 50mg/Kg
Teor de Etanol: 25%
Problemas Ambientais --> Idem ao Óleo Diesel.
3. ÓLEO COMBUSTÍVEL
Frações pesadas residuais do Petróleo.
Utilização: Caldeiras, Aquecedores, Fornos, Secadores, Aquecimento Doméstico.
Possuem alta viscosidade.

9. 4. GLP
Composição : Propano: C3H8 e Butano: C4H10.
 Poder Calorífico 11.000 Kcal/g
 Apresenta alto índice de octanagem
 Menor consumo de gasolina
5. GÁS NATURAL
Mistura de gás combustíveis formado principalmente por Metano CH4 e Etano
C2H6. Sua origem e a partir da degradação da matéria orgânica.
Deve neste século 21, ser o principal combustível para substituir progressivamente o
Petróleo. Houve um aumento de sua oferta a partir de 1999 com o gasoduto Brasil-
Bolívia.
Ocorre como gás associado ao Petróleo ou não associado.
Inicialmente, em uma unidade de Processamento de Gás Natural - UPGN é feita uma
secagem do gás úmido, removendo-se também contaminantes. A mistura final é
predominantemente Metano CH4 e Etano C2H6, como o primeiro gás na proporção de
80-95%. Em uma das etapas, separa-se também Propano C3H8 e Butano C4H10,
constituindo o GLP.
Utilização:
1. Geração de Energia nas Termoelétricas
2. Combustível em veículos leves (carros) e pesados ( ônibus e caminhões).
Nas áreas urbanas, é distribuído por tubulações subterrâneas para utilizar-se nos fogões
residenciais, aquecimento de água e calefação ( regiões frias).
Combustíveis Renováveis ou Biocombustíveis
O que é matriz energética?
Quantidade de recursos disponíveis em uma região ou país para gerar energia.
Em 2006, estimava-se que a matriz energética mundial envolvia 14% de Renováveis
( Biomasssa, Hidráulica, Solar, Eólica, Geotérmica).
No Brasil. graças ao uso extensivo de hidrelétrica a fração de energia renovável é
45%.
Na busca por "Combustíveis Limpos e Renováveis", o Brasil começou na década de
70 o Próalcool e mais recentemente o biodiesel.

10. Biocombustíveis
São combustíveis produzidos a partir de material da origem biológica não fóssil.
Esta matéria biológica orgânica é conhecida com Biomassa, que pode ou não se
transformar a partir de reações químicas para se tornar combustível.
Quando queimados, liberam energia que produz trabalho, através da conversão da
energia química das ligações em energia térmica.
Vantagens dos Biocombustíveis
 São renováveis, isto é, são provenientes de fontes que podem ser repostas em
velocidade e quantidade proporcionais a sua utilização sem esgotar.
 São biodegradáveis devido à existência de micro-organismos na natureza
responsáveis pela decomposição ;
 Como consequência do anterior, diminuem o impacto ambiental com sua
utilização, descarte e possíveis acidentes;
 Contribuem pouco para o efeito estufa, devido ao CO2, que é liberado na
combustão e, são reabsorvidos na próxima safra da Biomassa.
Porque o crescente interesse pelos Biocombustíveis?
 Combustíveis fósseis são extremamente poluentes e tem suas reservas finitas;
 Aumento do preço dos derivados de Petróleo;
 Aumento da população -> Aumento do Consumo -> Demanda maior de
Combustíveis;
 Diminuição da reserva de combustíveis fósseis;
 Problemas Geopolíticos;
 Petróleo em poços profundos exigem altos investimentos.
Assim, Biomassa é toda matéria orgânica que pode ser usada como fonte de energia
renovável.

11. Exemplo: Organismos terrestres e aquáticos, estrume, óleo, lixo ( resíduos orgânicos)
urbanos, industriais ou florestais.
Tabela - Exemplos de Biomassa
Principais Biocombustíveis de Biomassa no Brasil : Etanol e Biodiesel.
Aumento do interesse mundial --> Após o protocolo de Kyoto no início da década
de 90 ----> Visando reduzir a emissão de gases estufa.
Brasil : 2º Produtor Mundial de Álcool e 1° Produtor em Etanol
EUA : Álcool a partir do milho e celulose de madeira.
Vantagens mais Importantes dos Biocombustíveis
 Alternativa economicamente viável
 Energia de fonte renovável
 Diminui a dependência do Petróleo
 Pode ser produzido em uma quantidade maior de país quando comparado ao
Petróleo ( 120 - Produzem Biomassa e 15 - Grandes produtores Biomassa
aproximadamente)
 Emite menos gases poluentes, e material particulado, do que o diesel e a
gasolina

12.  CO2 produzido consumido na fotossíntese
 Pode ser produzido por muitas matérias-primas na superfície
 Impulsiona novas tecnologias
 Atrai Investimentos.
Desvantagens dos Biocombustíveis
 A necessidade de grande quantidade de matéria prima, pode levar ao
esgotamento do solo, destruição da flora e fauna regional, risco de erradicação
de espécies animais e vegetais.
 Não é levado em conta no balanço de massa de emissão de CO2, algumas
variáveis como: Energia necessária para irrigação, energia para aplicação de
adubos, energia para transporte e armazenamento de matéria prima, etc.
 Como utiliza-se espaço agrícola destinado à produção de alimentos, estes podem
sofrer aumento considerável.
Álcool Combustível
O Álcool é uma substância orgânica, cuja característica é o grupo funcional -OH ligado
a um carbono saturado.
R - OH ( Ligação Simples) ,
onde R é uma cadeia de carbonos.
Como álcoois combustíveis, podems citar:
A) Metanol CH3-OH : Não é preferencialmente usado devido a sua toxicidade.
B) Etanol ou Álcool Etílico CH3-CH2-OH: É o álcool combustível utilizado no
Brasil.
No Brasil, o álcool pode estar em duas formas:
- Álcool Anidro : Aditivo para gasolina.

13. - Álcool Hidratado : Usado diretamente como combustível do carro ou misturado com
a gasolina como "flex fuel".
- Álcool Hidratado: Até 7% de água na composição;
- Álcool Anidro : Máximo de 0,7% de água na sua composição.
No Brasil, o álcool na gasolina, é usado como antidetonante.
Em valores de 2015, o Brasil produzi 37 milhões de toneladas de álcool.
O processo mais utilizado para a produção do etanol é o da fermentação.
Açúcar -> Álcool através de micro-organismos (leveduras) que fazem uma reação
de fermentação.
Matérias-Prima para o Etanol
Mais Importantes - Cana-de-Açúcar, Milho ( Glicose) e Madeira (Celulose)
A cana-de-açúcar e mais importante, porque o milho que contém amido, e a madeira
que contém celulose, necessitam de um tratamento prévio para obtenção do álcool.
 Brasil -> Cana-de-Açúcar
Sacarose -> Glicose + Frutose --> Etanol
 EUA -> Milho
Amido --> Glicose - Etanol
 Europa --> Beterraba
Sacarose -> Glicose + Frutose --> Etanol
Obs.: O Amido é um polímero de glicose.
Questão Ambiental
A queima do etanol é pouco poluente, com produção de calor e pouca fuligem.
Problemas:
 Dependência de adubos e agrotóxicos
 Uso extensivo de água na produção

14.  Possível esgotamento do solo pela monocultura
Combustão do Etanol - H3C - CH2 - OH
C2H6O + 3O2 --> 2CO2 + 3H2O
BIODIESEL
Diesel --> Parafina obtida do Petróleo
Biodiesel --> Éster obtido da reação de um álcool com um (tri)éster presente na
biomassa.
É um combustível obtido de óleos vegetais ou gordura animal que, quando usado na sua
totalidade, é denominado B100.
É um substituto atóxico do óleo diesel de fonte mineral, podendo ser usado em
caminhões, tratores, ônibus, além de motores para geração de energia elétrica.
Na legislação brasileira, o diesel é mistura com biodiesel na proporção de 95: 5%,
ou seja, B5. Pode-se utilizar até B20, sem grande modificação mecânica no motor.
Matéria-Prima
 Soda ( 85% no Brasil);
 Amendoim
 Girassol
 Canola
 Alga
 Milho
 Sebo
 Mamona
 Óleo de Fritura
 Carcaça de Frango

15. Vantagens do Biodiesel
 Biomassa de matéria-prima, absorve o CO2 através da fotossíntese
 Aproveitamento de materiais que seriam descartados na produção do Biodiesel

 Cont. P+L

 Produção Mais Limpa x Fim-de-Tubo

 As ações nas empresas fim-de-tubo, dedicam-se à solução do problema sem
questioná-la, enquanto, no P+L, há um estudo direcionado para as causas da
geração dos resíduos e seu entendimento.
PRODUÇÃO MAIS LIMPA
Últimos 50 anos
A cadeia de geração de resíduos:
Métodos fim-de-tubo ----------> evoluindo -----------> Produção Mais Limpa
O que fazer com os resíduos Como fazer para não gerar
resíduos ( P+L)

16. Mudança de Paradigma
Resíduo como um problema ------------------------------> Passa a servisto ----------------
---------------> Oportunidade de Melhoria
" O resíduo não é inerente ao processo, mas, um claro indicativo de sua ineficiência".
Identificação e análise do resíduo ---------------------> Proporciona -------------------------
-----> Avaliação da implantação P+L
Abordagem Convencional ( Fim-de-tubo)
 Resíduo é gerado
 O que devo fazer com ele?
 Onde devo dispor?
Abordagem da P+L
 Resíduo é gerado
 De onde ele vem?
 Como ele é gerado?
 Quando ele é getado?
O que é P+L?
Produção mais limpa é a aplicação de estratégias:
 Técnicas
 Econômicas
 Ambientais
Integra a :
 Processos
 Produtos
O fim da eficiência do uso

17.  Matéria-prima
 Água
 Energia
Através da:
 Não geração
 Minimização
 Reciclagem
De:
 Resíduos e
 Emissões gerados
Como benefícios:
 Ambientais
 De saúde ocupacional
 Econômicos
PRODUÇÃO MAIS LIMPA
Produção Mais Limpa x Fim-de-Tubo
As ações nas empresas fim-de-tubo, dedicam-se à solução do problema sem questioná-
la, enquanto, no P+L, há um estudo direcionado para as causas da geração dos resíduos
e seu entendimento.

18. PRODUÇÃO MAIS LIMPA
Porque no processo produtivo tradicional ( fim de tubo), existem custos adicionais?
 Gerenciamento de resíduos sólidos
 Gerenciamento de efluentes líquidos
 Gerenciamento de emissões atmosféricas
 Monitoramento Ambiental
 Projeto de tratamento de resíduos
Pensando-se a longo prazo, a implantação da P+L diminui sensivelmente os gastos
anteriores.
Figura: Evolução das empresas rumo à P+L.

20. Cont. Processos Químicos - 01/10
Benefícios Ambientais e Econômicos
 Eliminação dos desperdícios
 Minimização ou eliminação das matérias-primas impactantes para o meio
ambiente
 Redução de resíduos e emissões
 Redução de custos e gerenciamento resíduos
 Incremento na saúde e segurança do trabalho
Contribuir para
 Melhorar a imagem da empresa
 Aumento da Produtividade
 Conscientização Ambiental dos funcionários
 Redução de gastos com multas ambientais
Resumindo:
Benefícios ambientais da P+L
 Eliminação/redução dos resíduos

21.  Produção sem poluição
 Eficiência Energética
 Saúde e segurança no trabalho
 Produtos ambientalmente adequados
 Embalagens ambientalmente adequadas.
Cont. Processos Químicos - 01/10
Benefícios Ambientais e Econômicos
 Eliminação dos desperdícios
 Minimização ou eliminação das matérias-primas impactantes para o meio
ambiente
 Redução de resíduos e emissões
 Redução de custos e gerenciamento resíduos
 Incremento na saúde e segurança do trabalho
Contribuir para
 Melhorar a imagem da empresa
 Aumento da Produtividade
 Conscientização Ambiental dos funcionários
 Redução de gastos com multas ambientais
Resumindo:
Benefícios ambientais da P+L
 Eliminação/redução dos resíduos
 Produção sem poluição
 Eficiência Energética
 Saúde e segurança no trabalho
 Produtos ambientalmente adequados
 Embalagens ambientalmente adequadas.
Cont. Etapas da Implementação
ETAPA 3
Elaborado:
 Balanço Material

22.  A identificação das causas dos resíduos
Itens avaliados
4
 Análise de Entrada e Saída de Materiais
 Quantificação das entradas
 Quantificação das saídas
 Dados da situação ambiental da empresa
 Dados referentes à estocagem, armazenamento e acondicionamento de entradas
de saídas
Identificação das causas da geração de Resíduos
A) Operacionais
 Consumo de água e energia não conferidos
 Sobrecarga de equipamentos
 Falta de manutenção preventiva
 Etapas desnecessárias no processo
 Falta de informação técnica e tecnológica
B) Matérias-Primas
 Uso de matérias primas de menor custo, abaixo do padrão de qualidade
 Falta de especificação da qualidade
 Deficiência no suprimento
 Gerência de compras inadequada
 Armazenagem inadequada
C) Produtos
 Proporção inadequada entre resíduos e produtos
 Design impraticável do produto
 Embalagem inadequada
 Produto composto por matérias-primas perigosas
 Produtos de difícil desmontagem e reciclagem
D) Capital

23.  Escassez de capital ( para investimentos)
 Foco exagerado no lucro, sem preocupação com geração de resíduos e emissões
E) Causas relacionadas aos resíduos
 Inexistência da separação de resíduos
 Desconsideração pelo potencial de reuso de determinados resíduos
 Não há recuperação de energia nos resíduos e emissões
F) Recursos Humanos
 Não qualificados
 Falta de segurança no trabalho
 Treinamento inexistente ou inadequado
 Trabalho sob pressão
 Dependência de terceirização
G) Fornecedores/Parceiros Comerciais
 Compra de matérias primas sem padronização
 Foco no lucro.
H) KNOW-HOW/Processo
 Má utilização dos parâmetros do processo
 Tecnologias de produção ultrapassadas
Prof. Marco Bumba
Estudos de Casos
Alguns Dados de P+
Fonte:
JCG SILVA FILHO, AB SICSÚ. Produção Mais Limpa: uma ferramenta da
Gestão Ambiental aplicada às empresas nacionais.

24. Balanço de Massa emReações Químicas
Recordando:
Fenômeno Químico: Muda a composição química das substâncias. As reações químicas
são fenômenos químicos.
Reação Química
A + B+.... ---------> X+Y+...
REAGENTES PRODUTOS
1C2H6O(L) +3O2(g) ----> 2CO2(g) + 3H2O(g)
1,2,3, 6 --> São coeficientes estequiométricos
ESTEQUIOMETRIA: É a teoria das proporções com que as espécies se
combinam.

25. 1 Molécula + 3 Moléculas ----> 2 Moléculas + 3 Moléculas
ETANOL OXIGÊNIO GÁS CARBÔNICO ÁGUA
1MOL 3 MOLS 2 MOLS 3MOLS
ETANOL OXIGÊNIO
GÁS
CARBÔNICO
ÁGUA
1 x 6*10^23
Moléculas
3 x 6*10^23
Moléculas
2 x 6*10^23
Moléculas
3 x 6*10^23
Moléculas
Massa Molar: É a massa de 1 mol de substância
C=12g/mol
H = 1g/mol
O = 18g/mol
C2H6O = 2*12+6*1+16=46 g/mol
O2 = 2*16 = 32g/mol
CO2 = 12+2*16 = 44g/mol
H2O = 2*1+16 = 18g/mol