Existe uma diferença fundamental entre queimar lenha e aquecê-la até que se quebre. Queimar é combustão. Precisa de oxigênio. Cria cinzas, fumaça e calor. A pirólise é diferente. É a decomposição química impulsionada pelo calor em um ambiente livre de oxigênio (ou quase livre de oxigênio).
Esta distinção é importante. Quando você queima algo, você está reagindo com o ar. Ao pirolisá-lo, você o está cozinhando. O processo começa no momento em que você aplica calor. É o primeiro passo na gaseificação e combustão, mas é o único método de processamento de materiais orgânicos à base de carbono.
A Mecânica do Calor e da Ausência
A taxa de pirólise aumenta à medida que a temperatura aumenta. As operações industriais muitas vezes ultrapassam os 430 °C (cerca de 800 °F). Operações menores e mais delicadas podem utilizar temperaturas muito mais baixas. O objetivo é o mesmo: quebrar ligações moleculares sem introduzir oxigênio.
O resultado é um mix de três produtos distintos. Você obtém componentes gasosos. Você obtém um resíduo sólido feito de carbono e cinzas. E você obtém um líquido conhecido como óleo pirolítico ou bio-óleo. Às vezes, esse líquido é chamado de alcatrão.
Dois exemplos históricos definem muito do nosso entendimento aqui. Aqueça madeira sem oxigênio e você obterá biochar, uma forma de carvão. Aqueça carvão e você terá cocaína. A Coca serve como combustível industrial e escudo térmico. Ambos são sólidos estáveis deixados para trás depois que as partes mais voláteis foram eliminadas como gás ou óleo.
Limpeza de contaminantes
A pirólise não se trata apenas de produzir combustível. É uma ferramenta poderosa para limpar bagunças. Especificamente, ele lida com contaminantes orgânicos.
O processo funciona de duas maneiras. Primeiro é a destruição. O calor decompõe contaminantes orgânicos complexos em compostos com pesos moleculares mais baixos. O segundo é a remoção. Os contaminantes são separados do material que poluíram, mesmo que não sejam totalmente destruídos.
Isto é útil para substâncias que “quebram” ou se decompõem sob o calor. Bifenilos policlorados (PCBs), dioxinas e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) são excelentes exemplos. A pirólise desmonta essas moléculas orgânicas perigosas.
Não funciona em tudo. Materiais inorgânicos como metais não podem ser removidos ou destruídos por este método. No entanto, a pirólise pode tornar esses metais inertes, estabilizando-os para que não sejam lixiviados para o meio ambiente.
Pneus e lama
As aplicações ambientais são onde a tecnologia se torna prática. Considere os pneus dos veículos. Eles são um enorme problema de aterro. Muitas regiões lutam com o volume. Quando queimados em incineradores tradicionais, os pneus liberam PAHs e metais pesados no ar.
A pirólise oferece um caminho mais limpo. Ao aquecer pneus na ausência de oxigênio, você os divide em três fluxos úteis. Você obtém gás e petróleo, que podem servir como combustível. Você obtém negro de fumo. Este resíduo sólido é valioso. Atua como enchimento em novos produtos de borracha. Funciona em filtros. É usado em células de combustível.
O lodo de esgoto é outro alvo. O tratamento de águas residuais deixa para trás material semissólido rico em nutrientes, mas também contaminantes. A pirólise pode remover poluentes orgânicos, como hormônios sintéticos, desse lodo. Também neutraliza metais pesados. O resultado é um material que pode ser usado com segurança como fertilizante.
Biomassa e Bio-Óleo
A promessa da tecnologia verde reside na biomassa. Materiais biológicos como madeira, cana-de-açúcar e outras culturas são potenciais substitutos para a energia baseada no petróleo.
A biomassa é complexa. Contém celulose, hemicelulose e lignina. A pirólise ataca essas estruturas. O calor faz com que a celulose e a hemicelulose se desintegrem. Uma parte da lignina também se decompõe. Essas moléculas menores saem como gás.
Quando você esfria esse gás, ele se condensa. Torna-se bio-óleo. A massa restante – principalmente a lignina que não vaporizou – permanece como biocarvão sólido. Gases não condensáveis também são produzidos.
Este processo cria uma fonte de combustível líquido a partir de resíduos agrícolas. Ele cria um sumidouro de carbono sólido na forma de biochar. Gera gás para energia. Tudo sem queimar a biomassa no sentido tradicional.
A química é simples. As aplicações são vastas. Estamos pegando coisas que normalmente jogamos fora ou queimamos e transformando-as em recursos através do calor e do silêncio. O resto depende de como o dimensionamos.
