ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: ESTUDO DE PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS E EMISSÕES EM MOTOR ESTACIONÁRIO DE MICROEMULSÕES E DE MISTURAS MICROEMULSÃO/DIESEL
AUTORES: LOUZEIRO, H. C. (UFMA/UFPB) ; RIBEIRO, L. B. J. (UFMA) ; DIAS, C. S. (IFMA) ; MACIEL, A. P. (UFMA) ; SOUSA, A. G. (UFPB) ; SILVA, F. C. (UFMA)
RESUMO: RESUMO: As emissões de gases tóxicos podem reduzir-se com o uso de biocombustíveis, com
destaque para as microemulsões combustíveis, que podem ser usadas em misturas com o
diesel ou substitui-lo totalmente. Nesse trabalho foram preparados dois sistemas de
microemulsões, usando como componente o óleo de babaçu, álcoois e produtos da indústria
de aguardente. Os sistemas foram caracterizados como microemulsões por espalhamento de
luz e como combustíveis através de ensaios de viscosidade, massa específica e ponto de
fulgor. Em seguida foram estudadas as emissões da combustão desses sistemas em um motor
estacionário, comparando com o diesel. Os resultados foram satisfatórios, uma vez que
os combustíveis foram semelhantes ao diesel físico-quimicamente e emitiram menos CO
durante a combustão.
PALAVRAS CHAVES: palavras-chave: nanotecnologia, energia, meio ambiente.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: O uso dos derivados de petróleo como combustíveis pode causar impactos
ambientais significativos, como a emissão de gases tóxicos para a atmosfera, a
exemplo do CO e dos óxidos de nitrogênio. Sendo assim, o investimento em pesquisas
para o desenvolvimento de biocombustíveis é requerido, visando diminuir as emissões
de poluentes. Os óleos vegetais são podem ser usados como substitutos para o diesel
de petróleo, porém, sua utilização direta em motores pode apresentar problemas
decorrentes de suas propriedades fluidodinâmicas desfavoráveis. Entretanto, é
possível obter microemulsões combustíveis com propriedades físico-químicas
semelhantes ao diesel, utilizando os óleos vegetais como principal matéria-prima, que
podem ser usadas puras ou em misturas com o diesel. As microemulsões combustíveis são
sistemas estáveis, formados por nanogotas de água dispersas em óleo na faixa de 1 a
100 nm de diâmetro. De acordo com dados levantados na literatura, o uso de
biocombustíveis em motores contribui para menores emissões de CO em comparação com o
diesel (RIVAS et al., 2010). O objetivo desse trabalho foi caracterizar físico-
quimicamente e estudar as emissões da combustão de microemulsões e de misturas
microemulsão/diesel em um motor estacionário.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: Inicialmente, foi construído o diagrama de fases pseudoternário,
visando determinar a região de solubilidade, onde é possível a formação de
microemulsões. Como componentes das microemulsões foram utilizados álcool isoamílico
(Quimex), aguardente de cana comercial (Companhia Müller de Bebidas), álcool etílico
hidratado combustível (PETROBRÁS), óleo fúsel (CLEALCO) e óleo de babaçu refinado
(OLEAMA). A dimensão do diâmetro das gotas dos sistemas foi determinada por
espalhamento de luz dinâmico. Foram preparadas misturas de microemulsão com óleo
diesel (PETROBRÁS), na proporção de 5, 10, 20 e 30 %. Os sistemas foram avaliados
como combustíveis através de testes físico-químicos recomendados pela Agência
Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). Por último, foram
realizados medidas de emissões (CO e NOx) no motor sob aceleração constante.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir dos diagramas de fases pseudoternários foram
selecionadas as seguintes proporções dos componentes de dois sistemas de
microemulsões: 51 % de óleo de babaçu refinado, 1 % de aguardente e 48 % de álcool
isoamílico (sistema I) e 49 % de óleo de babaçu refinado, 5 % de etanol hidratado e
46 % de óleo fúsel (sistema II). De acordo com as análises por espalhamento de luz,
os sistemas apresentaram diâmetro de gotas com dimensão característica de
microemulsões, cujos valores para o diâmetro hidrodinâmico médio foram: 1,55 e 26,00
nm, para os sistemas I e II, respectivamente. A Tabela 1 apresenta os valores dos
ensaios físico-químicos, observou-se que os valores de viscosidade e massa específica
das misturas microemulsão/diesel foram próximos ao diesel, por outro lado, nas
microemulsões os valores desses parâmetros foram maiores, porém essas diferenças não
foram significativas.
Com relação ao ponto de fulgor os combustíveis do sistema I apresentaram valores
próximos ao diesel, porém nas misturas do sistema II os valores desse parâmetro foram
menores. Os valores de turbidez indicam que todos os combustíveis formam sistemas
homogêneos. Na Figura 1 encontram-se os resultados dos ensaios de emissão da
microemulsões e das misturas microemulsão/diesel. Verificou-se uma diminuição nas
emissões de CO (Figura 1(a)), fato que pode ser explicado pela presença de átomos de
oxigênio nos componentes das microemulsões. Porém, ocorreu uma elevação das emissões
de NOx (Figura 1(b)), esse resultado pode ser oriundo da aguardente e do etanol que
compõe as microemulsões, visto que durante sua produção há a adição de compostos
nitrogenados, necessários ao desenvolvimento de microrganismos responsáveis pelo
processo de fermentação (POLASTRO et al., 2001).
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Os parâmetros físico-químicos das microemulsões e das misturas
microemulsão/diesel não diferem significativamente do diesel, com exceção do ponto de
fulgor dos combustíveis do sistema II. Os ensaios das emissões gasosas resultaram numa
diminuição nas emissões de CO para a microemulsão e as misturas microemulsão/diesel,
ocasionada pela presença de compostos oxigenados na composição das microemulsões.
Entretanto, houve uma elevação nas emissões de NOx, fato decorrente da presença de
compostos nitrogenados na aguardente e no etanol que compõe as microemulsões.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao Banco do Nordeste e à FAPEMA.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS:
POLASTRO, L. R.; BOSO, L. M.; ANDRADE-SOBRINHO, L. G.; LIMA-NETO, B. S. e FRANCO, D. W. Compostos nitrogenados em bebidas destiladas: cachaça e tiquira. Ciênc, Tecnol. Aliment., 71: 78. 2001.
RIVAS, H.; GUTIERREZ, X.; GONZALEZ, M. A.; McGRATH, G.; CARRASQUERO, M.; LINARES, F. L.; GALIASSO, R. Water in hydrocarbon emulsion useful as low emission fuel and method for forming same. United States Patent, Patent nº US 7,704,288 B2, 2010.
