SECRETARIA DACIÊNCIA, TECNOLOGIA, SECRETARIA DACIÊNCIA, TECNOLOGIA, DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E TURISMO DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E TURISMO USOS DO BIODIESEL: Ensaios USOS DO BIODIESEL: Ensaios Dinamométricos de Dinamométricos de Desempenho e Emissões Desempenho e Emissões Francisco E. B. Nigro 11/outubro/2005 ABNT – Seminário ABNT – Seminário BIODIESEL BIODIESEL - do Campo ao Uso - do Campo ao Uso
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SECRETARIA DACIÊNCIA, TECNOLOGIA, DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E TURISMO USOS DO BIODIESEL: Ensaios Dinamométricos de Desempenho e Emissões Francisco E. B.
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USOS DO BIODIESEL: USOS DO BIODIESEL: Ensaios Dinamométricos de Ensaios Dinamométricos de
Desempenho e EmissõesDesempenho e EmissõesFrancisco E. B. Nigro
11/outubro/2005
ABNT – SeminárioABNT – Seminário
BIODIESELBIODIESEL - do Campo ao Uso - do Campo ao Uso
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Ensaios de Desempenho, Consumo e Ensaios de Desempenho, Consumo e Emissão de Poluentes (HC, CO, NOx, MP)Emissão de Poluentes (HC, CO, NOx, MP)
-Diesel Metropolitano como ReferênciaDiesel Metropolitano como Referência-Biodiesel Metílico X Etílico de Soja e MamonaBiodiesel Metílico X Etílico de Soja e Mamona-Dois Tipos de Motores Veiculares (um rápido)Dois Tipos de Motores Veiculares (um rápido)-Percentuais de Biodiesel na ordem seguinte :Percentuais de Biodiesel na ordem seguinte :
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Ensaios de Durabilidade de 1000 horasEnsaios de Durabilidade de 1000 horas
-Dois Tipos de Motores Veiculares (um rápido)Dois Tipos de Motores Veiculares (um rápido)-Dois Motores de cada Tipo, um com Biodiesel Etílico Dois Motores de cada Tipo, um com Biodiesel Etílico de Soja e o outro com BE de Mamonade Soja e o outro com BE de Mamona-Percentuais a Serem Definidos nos Ensaios de Percentuais a Serem Definidos nos Ensaios de EmissãoEmissão-Protocolamento do Motor e Sistema de InjeçãoProtocolamento do Motor e Sistema de Injeção-Acompanhamento de Desempenho e Consumo, Acompanhamento de Desempenho e Consumo, Temperaturas e Pressões, Desempenho do Temperaturas e Pressões, Desempenho do LubrificanteLubrificante-Avaliação Final dos Motores e Sistemas de InjeçãoAvaliação Final dos Motores e Sistemas de Injeção
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Que Resultados Esperar?Que Resultados Esperar?
Com base em extensos estudos realizados no Brasil na década de 80, ensaios recentes, dados da literatura internacional e nas propriedades fisico-químicas dos ésteres, espera-se, sem qualquer alteração da calibração dos motores:
– Perda de ~6% no torque e potência para substituição completa do diesel por biodiesel (B100)
– Aumento de 11% do consumo mássico de combustível para B100
– Variações proporcionalmente menores para outros percentuais
– Alterações toleráveis do processo de combustão
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Emissão de CO e HCEmissão de CO e HC
Emissão de CO
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
Carga (%)
CO
(ppm
)
DieselBiodiesel
Emissão de HC
0
20
40
60
80
0 20 40 60 80 100
Carga (%)
HC
(ppm
)
Diesel
Biodiesel
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Emissão de NOx e FuligemEmissão de NOx e Fuligem
Emissão de NOx
0
200
400
600
800
1000
0 20 40 60 80 100
Carga (%)
NO
x (p
pm
)..
Diesel
Biodiesel
Emissão de Fuligem
0
2
4
6
8
10
0 20 40 60 80 100
Carga (%)
Fulig
em (g/h
)..
Diesel
Biodiesel
Apesar da fuligem ser cerca de 4 X menor, o MP é 1,8 X menor
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– Nº de cetano mais elevado que o diesel (> 50)
– Oxigenado (~ 11% em peso) redução de CO e fumaça
– Teores de enxofre e de aromáticos praticamente nulos (redução de emissões não regulamentadas).
– Lubricidade mais elevada que o diesel (1% de biodiesel melhora a lubricidade do diesel em até 65%).
– Viscosidade na mesma faixa do diesel (exceto mamona)
Propriedades importantes dos ésteres para uso em Propriedades importantes dos ésteres para uso em motores diesel:motores diesel:
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Propriedades dos ésteres para uso em motores diesel Propriedades dos ésteres para uso em motores diesel ::
Curvas de Destilação
100
150
200
250
300
350
400
0 20 40 60 80 100
Porcentagem Destilada
Te
mp
era
tura
(o
C)
EMOB
EMOS
DIESEL
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Efeito do tipo de diesel na variação de Material Particulado
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Efeito do tipo de diesel na variação do teor de HC
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Efeito do tipo de diesel na variação do teor de CO
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Comparação da soma dos materiais tóxicos não regulamentados e HC
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CONCLUSÕES:CONCLUSÕES:
- Os ensaios comparativos de desempenho, emissões e durabilidade entre os ésteres etílico e metílico de soja deverão permitir extender a experiência internacional de uso de éster metílico de óleo de soja, para o etílico.
- Os ensaios de desempenho, emissões e durabilidade de motores operando com ésteres de óleo de mamona, e a comparação de resultados com os obtidos com diesel e ésteres de soja, permitirão avaliar o potencial de uso daqueles ésteres.
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- As experiências, tanto antigas quanto recentes, indicam que os ésteres de óleos vegetais são combustíveis alternativos adequados a motores Diesel. Entretanto, aqueles com Índices de Iodo mais elevados apresentam menores vantagens (maior risco de depósitos e menores benefícios ambientais).
- Os benefícios ambientais do uso do biodiesel parecem ser tanto maiores quanto “menos limpo” for o óleo diesel de referência, mesmo considerando-se uma mesma tecnologia de motores.