Etanol, gasolina, octanagem: O que isso tem a ver com o preço do combustível? Parte I

Desde a crise do petróleo na década de 1970, o preço do combustível para automóveis tem sido um importante indicador econômico para a economia familiar e para alguns setores empresariais, como a indústria de transportes. Com o surgimento dos combustíveis alternativos no Brasil, especialmente o etanol, havia a expectativa de que uma solução viável houvesse sido encontrada para o sistema de transportes rodoviários, até então refém das oscilações do preço do petróleo e instabilidades políticas dos seus produtores. Mesmo no caso dos motores abastecidos por gasolina, o etanol adicionado a esta permitia uma margem de segurança maior nestas flutuações.

Entretanto, os alarmantes aumentos no preço do combustível para o consumidor final, surpreendentemente acarretados em especial pelo preço do etanol, e não do petróleo, tornaram-se o foco das atenções nas últimas semanas. Para compreender melhor porque isto acontece, é útil compreender um pouco da química envolvida nestes combustíveis. Neste post, faz-se uma breve análise do etanol e da gasolina, em seu uso como combustível automotivo. Em um post seguinte, discutem-se os aspectos econômicos que implicam nesta alta dos preços.

O termo "gasolina" refere-se a um conjunto de substâncias orgânicas, majoritariamente hidrocarbonetos parafínicos de cadeia composta por 4 a 12 carbonos. Estas substâncias são constituintes naturais do petróleo cru, mas também podem ser obtidas através do processamento de moléculas orgânicas de cadeia maior.

Uma vez que a composição da gasolina pode diferir nos percentuais de cada substância, é natural que suas propriedades também variem. Uma das mais importantes propriedades da gasolina automotiva é a chamada "octanagem". A octanagem da gasolina é uma medida de sua capacidade de resistência a auto-detonação devido a compressão sofrida no interior do motor. Por isso é também chamada de "índice antidetonante" (IAD). O nome "octanagem" vem do fato que a escala adotada para medir esta resistência é comparativa a uma mistura de iso-octanos (alcanos de 8 carbonos), ao qual se atribui o valor 100. (Fonte: Departamento de Engenharia Mecânica, UFMG). Para melhor entender por que isto é importante, veja o vídeo abaixo:

Torna-se evidente, nesta animação, que é necessário que a mistura ar-gasolina resista à compressão sofrida no interior da câmara de combustão, até o momento em que o pistão atinja seu ponto máximo, quando então a ignição gerada pela vela realizará a explosão que "empurrará" o pistão novamente para baixo, transmitindo esta energia ao virabrequim.

No entanto, ocorre que muitas vezes a proporção ideal de hidrocarbonetos necessários para atingir-se a octanagem certa da gasolina não é economicamente vantajosa. Dessa forma, a mistura de hidrocarbonetos puros na refinaria muitas vezes não atinge o nível mínimo estabelecido pela legislação da Agência Nacional de Petróleo (ANP). Este problema é contornado com a adição de antidetonantes, ou substâncias que elevam o índice de octanagem da gasolina.

Os anti-detonantes mais utilizados mundialmente são os chamados "oxigenados", ou compostos orgânicos que contém oxigênio em sua fórmula química. Nos Estados Unidos e Europa, o Metil Terc-Butil Éter (MTBE) era o antidetonante padrão, entretanto restrições ambientais ao seu uso fizeram com que este fosse substituído pelo Etil Terc-Butil Éter (ETBE). No Brasil, graças à cultura agrícola fortemente baseada na cana-de-açúcar, o oxigenado mais utilizado é o etanol. Este, inclusive, pode ser utilizado diretamente como combustível automotivo, na forma de etanol hidratado, conforme o programa PROALCOOL, ministrado pelo governo brasileiro. (Veja site Economia & Energia)

O etanol, ou álcool etílico, é uma substância simples, obtida a partir da fermentação da sacarose. Possui algumas vantagens sobre os demais antidetonantes, como a baixa complexidade do processo produtivo - uma vez que a fermentação da cana-de-açúcar é um processo natural - e o fato de a matéria-prima ser renovável. No entanto, possui também desvantagens, como a sazonalidade da colheita e a concorrência entre os diferentes usos da matéria-prima: produção de açúcar ou de etanol.

No Brasil, o etanol (anidro) é aprovado pela ANP para ser utilizado como antidetonante na gasolina, em proporção de 20 a 25%. Entretanto, com a recente alta do preço do etanol, foi adotada medida provisória para que se aceite a proporção de até 18%.

Portanto, através do considerado acima, fica evidente a relação entre etanol e gasolina como combustíveis automotores. No entanto, a recente alta do preço do combustível, citada no parágrafo anterior, exige uma consideração mais detalhada. Esta análise será feita em um post futuro.