CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DAS MISTURAS DE DIESEL, ETANOL E ÓLEO DE SOJA.

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Físico-Química

Autores

Moraes, S. (UFPA) ; Maciel, C.J. (UFPA)

Resumo

Neste trabalho foi realizada a misturas de amostras de diesel A, óleo de soja e etanol absoluto, nas proporções 5%, 10%, 15%, e 20% da mistura óleo de soja e 5% de etanol em diesel A e nas proporções 5%, 10%, 15% e 20% e da mistura óleo de soja e 10% de etanol em diesel A. O objetivo é avaliar possíveis variações em suas propriedades físico – químicas através das análises de massa específica á 20°C, viscosidade cinemática á 40°C e poder calorífico superior para por fim comparar os resultados obtidos com os estipulas pela ANP a um diesel B comercial.

Palavras chaves

Diesel; misturas; óleo de soja

Introdução

Como consequência das preocupações relacionadas aos problemas ambientais e a possível escassez de recursos petrolíferos, a sociedade cientifica tem buscado estudar a viabilidade de novas e renováveis fontes de energia, para uso como combustível, que possam diminuir a dependência do petróleo e contribuir para a minimização dos efeitos da poluição. A utilização de biodiesel, produzido a partir de óleos e gorduras vegetais, tem recebido muita atenção porque o biodiesel pode ser utilizado em motores diesel sem modificações importantes no motor (OZENER, 2012). O governo brasileiro incrementou o uso comercial de biocombustíveis na matriz energética prevendo a comercialização de misturas (Diesel/Biodiesel) com até 5% de biodiesel, chamado diesel B. Portanto o foco do trabalho avaliar o comportamento de misturas de diesel A, óleo de soja e etanol com proporções que variam de 5 a 20%. Todas as misturas preparadas serão caracterizadas com ênfase nas análises de Massa específica a 20°C, Viscosidade Cinemática a 40°C e Poder Calorífico Superior com a finalidade de investigar a influência das proporções nestas propriedades e por fim comparar os resultados obtidos com os de um diesel B comercial (diesel A adicionado de 5% de biodiesel).

Material e métodos

Foi utilizado o diesel B S10 cedido pelo Laboratório de Pesquisa e Análise de Combustíveis (LAPAC) da UFPA para realizar sua caracterização físico-química. Para a preparação das misturas utilizou-se o Óleo de Soja Comercial da Marca Sinhá, Álcool Etílico Absoluto (Nuclear P.A., pureza 99,5 %) e Diesel A fornecido gentilmente pela Transpetros. Os materiais utilizados foram: chapa magnética com agitação, pipeta graduada de 5 ou 10 mL, proveta de 50 mL, erlenmeyer de 120 mL com rolha, Becker de 100 mL, barra magnética e pera. As misturas foram preparadas da mesma forma, nas concentrações especificas para a amostra desejada, sob agitação constante, num sistema fechado e à temperatura ambiente durante um período de 30 min. A primeira etapa do trabalho constitui na preparação de quatro misturas nas proporções de 5, 10, 15 e 20% de óleo de soja em diesel A. A segunda etapa consistiu na preparação de duas misturas nas proporções de 5% e 10% de etanol em óleo de soja. A terceira etapa consistiu na preparação de oito misturas de diesel A, óleo de soja e etanol absoluto. Quatro nas proporções 5, 10, 15, e 20% da mistura óleo de soja e 5% de etanol em diesel A e quatro nas proporções 5, 10, 15 e 20% da mistura óleo de soja e 10% de etanol em diesel A. Para todas as misturas foram realizadas análises de Massa específica a 20°C, Viscosidade Cinemática a 40°C e Poder Calorífico Superior (PCS). Todas as etapas descritas foram realizadas no Laboratório de Pesquisa e Análise de Combustíveis (LAPAC) da UFPA. Por fim foi realizado um teste de volatilidade do etanol nas amostras de diesel A com 20% da mistura soja e etanol, tal com diferentes porcentagens de etanol (5% e 10%).

Resultado e discussão

Analisando os resultados das tabelas 1 e 2 é possível detectar que todas as misturas apresentaram-se límpidas e isentas de impurezas ou materiais em suspensão, estando de acordo com a norma estabelecida pela ANP. Foi possível observar que com a adição de maiores proporções da mistura óleo de soja e etanol a massa específica se elevou porem ainda esta em concordância com a norma (820 a 850 Kg/m3). O que mostra que se as misturas forem usadas como combustível não trará problemas ao motor quanto a tal propriedade. A viscosidade cinemática também se elevou com o acréscimo da mistura óleo de soja e etanol, estando mais próximo do valor máximo aceito pela ANP de 4,5 mm2/s, mas ainda dentro dos limites e mostrando que também não apresentaram problemas ao motor quanto a essa propriedade.O poder calorífico do óleo vegetal é menor que a do diesel mineral, portanto explica- se o fato de as misturas apresentarem um decréscimo conforme maiores concentrações da mistura óleo de soja e etanol foram adicionadas ao diesel. Tendo posse das mistura com Diesel A e 20% de (óleo de soja + 5% de etanol) e Diesel A e 20% de (óleo de soja e 10% de etanol), foram realizados testes para verificar a volatilização do etanol, averiguando um possível aumento da viscosidade foi possível observar que todas as amostras sofreram variação em sua viscosidade com o passar do tempo, isso é facilmente explicado, pois a fração leve das misturas e dos diesel volatizaram. Porem segundo o teste feito nenhuma variação foi tão drástico ao ponto de ultrapassar o valor máximo aceito de 4,5 mm2/s, ou seja, segunda a ANP todos estão adequados a comercialização se tratando da analise de viscosidade.

Resultados das propriedades físico-químicas das misturas de Diesel A, óleo de soja e 5% de etanol


Resultados das propriedades físico-químicas misturas das misturas de diesel A, óleo de soja e 10% de etanol

Conclusões

Este trabalho propôs estudar as propriedades das misturas de diesel A, óleo de soja e etanol com a finalidade de investigar as consequências dessas diferentes concentrações de óleo de soja e etanol e apesar das variações as misturas não apresentaram alterações nos seus valores de formas significativas, pois todos os parâmetros continuaram dentro dos limites estipulados pela ANP, desse modo, pouco afetam o estado, o desempenho e a eficiência do motor mostrando uma boa alternativa para posteriores estudos dessas misturas para comprovar seu uso como combustível comercial dentro dos padrões.

Agradecimentos

Referências

REFERÊNCIAS


ALI, Y.; HANNA, M. A., BORG, J. E. Effect of alternative diesel fuels on heat release curves for Cummins N 14- 410 diesel engine. Transactions of the ASAE, v.39, n.3, p.407-414, 1996.


ANP - Agência Nacional de Petróleo Gás Natural e Biocombustível. Resolução nº. 50: 23 de dezembro de 2013 (DOU 24.12.2013). Diário Oficial da União, Brasília, DF, 2013.

ASTM D240 - 09 - Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter.

BELTRÃO, N. E. M.; OLIVEIRA, M. I. P. Oleaginosas e Seus Óleos: Vantagens e Desvantagens para a Produção de Biodiesel. Embrapa Algodão, Documentos 201, 1ª Ed., p.18-19. Campina Grande, PB, 2008. Disponível em: <http:// www.cnpa.embrapa.br>. Acesso em 10 de junho. 2014.


BRUNELLI, R. R. Estudo de viabilidade operacional e desempenho de motores de combustão interna operando com combustível biodiesel em relação ao combustível diesel automotivo. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2009.


CAMPESTRE IND. E COM. DE ÓLEOS VEGETAIS LTDA. ÓLEO DE SOJA. Disponível em: < http://campestre.com.br/oleo-de-soja.shtml>.
Acesso em 16 de maio. 2014


DIB, F. H. Produção de biodiesel a partir de óleo residual reciclado e realização de testes comparativos com outros tipos de biodiesel e proporções de mistura em um moto-gerador. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Estadual Paulista, Ilha Solteira, 2010.


ESPECIFICAÇÕES DO COMBUSTÍVEL. Disponível em: <http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/liquidos/diesel/especifi.htm>. Acessado em 14 de maio. 2014.


FERREIRA, L. L. Flexibilidade na utilização de diesel ou biodiesel, uma abordagem utilizando a teoria de opções reais. Dissertação (Mestrado em Finanças e Economia Empresarial) – Escola de pós-graduação em Economia, Fundação Getúlio Vargas, Rio de Janeiro, 2007.
HEYWOOD, J. B. Internal Combustion Engine Fundamentals. Ed. Mc Graw-Hill, Book Company, New York, USA. 1988.


KNOTHE, G.; GERPEN, J. V.; KRAHL, J.; RAMOS, L. P. Manual do Biodiesel. São Paulo. Editora: Edgar Blücher, 2006.


LUNKES, Maiquel Kochhann. O carvão das camadas superiores e inferiores da jazida de candiota – rs: uma contribuição para sua caracterização química, petrológica e tecnológica visando seu potencial na geração de energia elétrica. 2010, 83f. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Geologia) - Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, 2010.


MENEZES, W. E. Produção de trabalho, geração de contaminantes e tratamento pós-combustão em motores ciclo diesel. 2009, 170f. Tese (Doutorado) – Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2009.


MME – Ministério da Minas e Energia, Plano Nacional de Energia 2030. Combustíveis líquidos. Brasília: EPE – Empresa de Pesquisa Energética, V.10, 98p, 2007.


MORETTI, Ricardo Roquetto. Mistura diesel, biodiesel e etanol anidro: uma possibilidade para reduzir o custo da cadeia de produção da cana-de-açúcar. 2013, 98f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas. Campinas, 2013.


OZENER, O; YUKSEK, L.; ERGENÇ, A. T., OZKAN, M. Effects of soybean biodiesel on a DI diesel engine performance, emission and combustion characteristics. Fuel. Disponível em: <http: //dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2012.10.081>. Acesso em 10 de junho. 2014.


PARENTE, E. J. S. Biodiesel: uma aventura tecnológica num país engraçado. Fortaleza. 2003. Disponível em: <http://www.tecbio.com.br/artigos/Livro-Biodiesel.pdf>. Acesso em 3 de junho. 2014.


RAMOS, L.P. Biodiesel. Revista Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento. Paraná. Edição nº 31 - julho/dezembro 2003.



SILVA, M. V. I. Efeitos do uso do biodiesel sobre propriedades do óleo lubrificante usado em um motor de ignição por compressão. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2006.


PILGER, L. S., OLIVEIRA, E. C., MÖRSCHBÄCHER, A. P. Avaliação do custo operacional e ambiental de transporte rodoviário de combustíveis: Estudo de Caso. Revista Liberato, Novo Hamburgo, v. 12, n. 18, p. 107-206, jul./dez. 2011.