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Entenda a diferença entre a pirólise lenta e rápida e os processos de pirólise térmica e catalítica

A pirólise, ou craqueamento, é uma tecnologia de transformação de um resíduo em um produto com potencial energético. Esse produto pode ser um gás, um líquido ou um sólido, a depender do tipo de pirólise. 

O processo ocorre em um sistema fechado, em alta temperatura e sem a presença de oxigênio, o que o diferencia da combustão. Ele também pode ser realizado a partir da ação de um catalisador, no caso da pirólise catalítica.

Os materiais que podem ser utilizados são elementos de origem orgânica, como troncos, restos de alimentos e folhas. Mas também materiais sintéticos, como plásticos que não podem ser reciclados.

No caso do plástico, a pirólise permite a inserção desse material no processo produtivo de novos plásticos, e até mesmo de combustíveis. Assim, a sua vida útil aumenta e ele pode ter outras finalidades.

Pirólise lenta

Carvão vegetal. Imagem de hansbenn em Pixabay

A pirólise lenta ocorre em temperaturas de aproximadamente 400ºC, e o seu produto final é o carvão vegetal, também chamado de biocarvão ou biochar. Esse tipo de processamento pode levar horas ou dias, sendo realizado por um processo térmico, com a inserção de calor, ou catalítico, pela ação de um catalisador.

A qualidade do carvão vegetal produzido está de acordo com a qualidade da matéria-prima utilizada. Portanto, quanto melhor a matéria-prima, melhor será o carvão vegetal. 

No caso do biochar, ele é produzido a partir do estrume, e pode ser utilizado para a geração de energia. Além disso, se utilizado no solo, atua como um sequestrador de carbono da atmosfera.

Pirólise rápida

Produção de biogás. Imagem de 1815691 em Pixabay

A pirólise rápida é um método destinado à produção de gases e líquidos. Essa técnica é utilizada para a produção de combustíveis e produtos químicos. A pirólise rápida acontece em uma temperatura de aproximadamente 500ºC, em um tempo estimado de 1 segundo.

O material é inicialmente submetido a alta temperatura, em um sistema fechado, sem a presença de oxigênio. Com isso, ocorre a vaporização, produzindo o gás. Para que seja produzido o líquido, após a vaporização ocorre o resfriamento rápido do material. Dessa forma, ele é condensado e transformado em líquido.

As vantagens dessa tecnologia são a produção direta de combustíveis, a densidade do produto final e o menor gasto de energia. Além disso, no caso da produção de líquidos, o transporte é mais fácil do que de sólidos e gases.

Pirólise térmica

A pirólise térmica é o processo em que o material é exposto a uma temperatura de aproximadamente 800ºC, em um longo período de tempo. Ele pode ser utilizado para a produção de gases, como o gás natural, um produto de origem fóssil utilizado para a geração de energia. Ele apresenta em sua composição o monóxido de carbono, o dióxido de carbono e hidrocarbonetos leves. 

Usos

Entretanto, esses gases apresentam riscos para o meio ambiente, poluindo a atmosfera. Uma alternativa é a produção de biogás. Esse produto, produzido a partir da matéria orgânica, é uma alternativa sustentável. Ele pode substituir o gás natural na produção de energia.

Outro uso para essa técnica é a transformação do plástico em petróleo, a partir da pirólise rápida. Assim, ele pode ser destinado à produção de combustíveis, para o abastecimento de automóveis.

Apesar disso, a transformação do plástico em petróleo não soluciona os problemas ambientais gerados pelo seu uso.  O uso dos derivados de petróleo contamina os corpos hídricos e o solo. Isso pode levar a problemas de saúde ou a morte de pessoas e seres vivos.

Quando emitido na atmosfera, na forma de gases liberados pela combustão, contribui para a elevação dos níveis de gases do efeito estufa na atmosfera. Como consequência, esses gases prejudicam a qualidade do ar e provocam doenças respiratórias na população, além de contribuírem para a crise climática. Por isso, a reciclagem é a  melhor destinação para  o plástico após o seu uso.

Uma alternativa ao combustível à base de petróleo é o biocombustível, uma fonte de energia renovável que também pode ser produzida a partir da pirólise rápida. O biocombustível é produzido a partir de matéria orgânica, como cascas de alimentos e folhas. 

O produto final desse processo pode ser utilizado para a substituição de combustíveis fósseis. Apesar disso, é uma alternativa mais cara do que o combustível convencional. Os biocombustíveis ainda podem ser utilizados como fertilizantes, resinas e até mesmo aromatizadores artificiais de alimentos.

Pirólise catalítica

A pirólise catalítica consiste no uso de uma substância com potencial de realizar a pirólise, um catalisador. Os catalisadores têm a capacidade de fragmentar o material em partes menores. Dessa forma, o tempo e a temperatura necessária para que a pirólise aconteça se torna menor.

Outra vantagem dessa técnica é a capacidade de selecionar o catalisador desejado. Dessa forma, é possível escolher um catalisador que produza o produto final desejado, como uma quantidade maior de gases ou de combustível. 

Além disso, alguns catalisadores, como o Al-MCM-41, tem a vantagem de produzir menos resíduos durante a pirólise, resultando em menores danos ambientais.

A pirólise catalítica pode ser usada para os mesmos processos que a pirólise térmica, como a transformação de plástico em petróleo. Entretanto, esse processo tem um custo maior, pois depende do investimento em um catalisador.