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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
RReeoollooggiiaa ddee BBiiooddiieesseell ddee OOrriiggeennss DDiivveerrssaass ee ddaass MMiissttuurraass DDiieesseell//BBiiooddiieesseell
LLUUIIZZ AANNTTÔÔNNIIOO PPIIMMEENNTTEELL CCAAVVAALLCCAANNTTII
Recife/ PE Março / 2008
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Q PPEQ - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química CEP. 50740-521 – Cidade Universitária- Recife - PE Telefax: 0-xx-81- 21267289
OOrriieennttaaddoorreess:: PPrrooffªª.. DDrraa.. SSaannddrraa MMaarriiaa SSaarrmmeennttoo PPrrooffªª..DDrraa..YYêêddaa MMeeddeeiirrooss BBaassttooss ddee AAllmmeeiiddaa LLiinnhhaa ddee PPeessqquuiissaa:: GGeerraall:: PPrroocceessssooss QQuuíímmiiccooss IInndduussttrriiaaiiss
EEssppeeccííffiiccaa:: QQuuaalliiddaaddee ddee BBiiooccoommbbuussttíívveeiiss ee oouuttrrooss MMaatteerriiaaiiss RReennoovváávveeiiss
Nº109
LUIZ ANTÔNIO PIMENTEL CAVALCANTI
REOLOGIA DE BIODIESEL DE ORIGENS DIVERSAS E DAS MISTURAS DIESEL/BIODIESEL
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da Universidade Federal de Pernambuco, para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química. Linha de Pesquisa: Processos Químicos Industriais Orientadores: Profª. Dra Sandra Maria Sarmento
Profª. Dra. Yêda Medeiros Bastos de Almeida
RECIFE/PE Março/2008
C376r Cavalcanti, Luiz Antonio Pimentel.
Reologia de Biodiesel de origens diversas e das misturas Diesel/Biodiesel / Luiz Antonio Pimentel Cavalcanti. - Recife: O Autor, 2008.
xiii, 174 folhas, il : grafs., tabs. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco.
CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, 2008. Inclui Referências e Anexos. 1. Engenharia Química. 2. Biodiesel. 3. Comportamento reológico.
4.Modelos Fenomenológicos. 5. Predição de Viscosidade. I. Título. UFPE 660.2 CDD (22. ed.) BCTG/2009-047
DEDICATÓRIA
À minha mãe Djane de Souza Pimentel e minha orientadora Profª Dra. Sandra Maria Sarmento, por todo incentivo e dedicação aplicado a minha formação.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus
Às Professoras Sandra Maria Sarmento e Yêda Medeiros Bastos de Almeida pela excelente
orientação, paciência e incentivo nas horas difíceis.
Ao Professor Luiz Stragevitch por disponibilizar o Laboratório de Combustíveis para realização
das análises necessárias para conclusão da pesquisa e auxilio financeiro no que toca a adequação
do reômetro para realizar análises nas condições desta pesquisa.
Ao Coordenador do Laboratório de Química de Interfaces, Professor Carlos Adolpho Baltar, por
disponibilizar o reômetro para a realização da pesquisa.
Ao Professor César Augusto Moraes de Abreu pelo empréstimo do banho termostático para
realização da pesquisa.
Ao Professor Carlos Costa Dantas pela colaboração no tratamento e análise estatística dos dados.
Ao Professor Alexandre Schuler pela contribuição indispensável em cromatografia.
A Gerência técnica na pessoa de Claudio Vicente Ferreira pela ajuda nas técnicas de produção de
biodiesel e aos integrantes do Laboratório de Combustíveis da UFPE.
Ao Grupo Bertin S.A., pelo fornecimento do sebo bovino refinado e o biodiesel de sebo bovino
estudados no presente trabalho.
A Empresa Bom Brasil S.A, pelo fornecimento do padrão de ricinoleato de metila para o estudo.
A CAPES pela bolsa de estudos concedida.
i
RESUMO
Com o esgotamento do petróleo e o aumento dos custos dos combustíveis derivados, são necessários estudos sobre os combustíveis alternativos. O Biodiesel (B100) é um composto de ésteres de ácidos graxos, geralmente metílicos (ou etílicos) (FAMES / FAEEs) derivados de óleos vegetais, gorduras animais ou de óleos de rejeitos de frituras, obtidos principalmente através da transesterificação, é uma fonte alternativa de energia. É renovável, disponível localmente, biodegradável e provou ser um combustível limpo. A viscosidade do B100 é uma das propriedades físicas críticas relativas à sua aplicabilidade em motores diesel de injeção direta devido a: a) A temperaturas baixas o B100 torna-se viscoso, podendo gelificar ou cristalizar, causando dificuldades ao escoamento no motor; b) Um aumento na viscosidade do B100 geralmente afeta o processo de atomização propiciando a ocorrência de reações competitivas, como combustão incompleta e polimerização. A viscosidade do B100 é cerca de 1,5 vezes superior à do diesel comercial(B0). A viscosidade do B100 e suas misturas com B0 depende diretamente da temperatura, comportamento semelhante ao do diesel puro, isto é, diminui com a temperatura de forma exponencial. Por outro lado, a viscosidade destes combustíveis aumenta com o comprimento da cadeia e grau de saturação FAMEs / FAEEs. Este trabalho visa investigar o comportamento mecânico do B100 e suas misturas com B0 (B2 a B50), estudando seu comportamento reológico e medir a sua viscosidade dinâmica e massa específica, a uma dada temperatura. Além disso, modelos preditivos da literatura para a viscosidade de misturas de líquidos não associados foram aplicados para B100 (Modelos de Andrade, Krisnangkura e Allen) e suas misturas (Modelo de Andrade). Os dados obtidos para a massa específica do B100 e suas misturas foram considerados adequados para o Modelo de Liew. Os B100 utilizados neste estudo foram derivados do óleo de mamona, algodão, sebo bovino e Oiticica. Os B100 de mamona, algodão e oiticica foram produzidos em uma unidade piloto com reator em batelada (Laboratório de combustíveis da Universidade Federal de Pernambuco), utilizando metanol e hidróxido de sódio como catalisador. As misturas de B100 com diesel (Metropolitano - Tipo D) foram preparadas gravimetricamente. A composição média do B100 foi determinada por um cromatógrafo CG, Modelo CG Master. A massa específica do B100 e suas misturas foram medidas por um densimetro Anton-Paar Digital, modelo DMA 4500. O reômetro Brookfield, modelo LVDV-III (Spindles modelos: SC4-31 e SC14-18) foi utilizado para medir a viscosidade aparente dos fluidos, bem como elucidar os seus comportamentos reológicos. As condições operacionais foram: Temperatura: 20 °C a 60°C; Taxa de cisalhamento: 66s-1 a 333s-1. O valor da viscosidade dinâmica foi obtido utilizando o conceito de viscosidade aparente para fluidos newtonianos. Os Modelos de Andrade e Liew foram usados para predizer os valores da viscosidade e densidade dos óleos vegetais/sebo bovino, B100 e misturas em função da temperatura. Esses modelos foram ajustados por regressão não-linear. Os parâmetros dos Modelos foram obtidos. Os Modelos de Andrade e Liew predizem a viscosidade e densidade do B100 e suas misturas com B0 com desvios em torno de 3%. Por outro lado, os Modelos de Krisnangkura e Allen foram utilizados para a predição de valores da viscosidade em função da composição de FAMEs. Os Modelos de Allen e Krisnangkura predizem viscosidade dinâmica do B100 com desvios de 10% e 5%, respectivamente. Um banco de dados experimental foi criado para estudar o B100 e suas misturas com B0. A técnica da ANOVA foi utilizada para verificar a adequação dos dados experimentais. Palavras-chave: Biodiesel; Biodiesel e misturas com o diesel; Comportamento reológico, Predição de viscosidade e densidade; Modelos Fenomenológicos.
ii
ABSTRACT Cost and depletion of petroleum derived fuels are increasing, thus alternative fuels are quite required. Biodiesel (B100), which is comprised of fatty acid methyl (or ethyl) esters (FAMEs/FAEEs) derived from vegetable oils, animal fats or waste oils mainly through transesterification, is an alternative source of energy. It is renewable, available locally, biodegradable and has proved to be a cleaner fuel. B100 viscosity is a critical physical property concerning the applicability of this fuel in direct injection diesel motors due to: a) B100 viscosity increases at low temperature ultimately leading to flow restrictions and/or filter plugging due to FAMEs/FAEEs crystallisation or gelation; b) An increasing in B100 viscosity diversely affects the atomization process bringing about the occurrence of competitive reactions, such as, charring or coking and polymerization. B100 viscosity is about 1.5 times higher than conventional diesel (B0). B100 and its blends with B0 display temperature-dependent viscosity behaviour similar of that of neat diesel, that is, it decreases with temperature in an exponential fashion. On the other hand, the viscosity of these fuels increases with chain length and saturation degree of FAMEs/FAEEs. This work aims was investigating the mechanical behaviour of B100 and its blends with B0 (B2 to B50) by studying their rheological behaviour and measuring their dynamic viscosity and density at a given temperature. In addition, predictive literature models for viscosity of non-associate liquid mixtures were applied to B100 (Andrade, Krisnangkura and Allen Models) and its blends (Andrade Model). The data obtained for the density of B100 and its blends were fit to the Liew Model. The B100 fuels used in this study were derivate from castor oil; cottonseed oil; oiticica oil and beef tallow. The castor oil B100, cottonseed oil B100 and oiticica oil B100 were produced in a batch transesterification unit (Laboratório de Combustíveis da Universidade Federal de Pernambuco), using methanol and sodium hydroxide as monohydric alcohol and catalyst, respectively. The B100 blends with diesel (Metropolitan - Type D) were prepared on mass-based. The average composition of B100 was determined by a CG Gas Chromatograph, CG Master Model. The density of B100 and its blends was measured by an Anaton-Paar Digital Densimeter, DMA 4500 model. The Brookfield Rheometer, LVDV-III model (spindles models: SC4-31 e SC14-18) was used for measuring the apparent viscosity of these fluids as well as elucidating their rheological behaviour. The operational conditions were: Temperature: 20oC to 60oC; Shear rate: 66s-1 to 333s-1. The dynamic viscosity was obtained using the apparent or Newtonian viscosity concept. The Andrade and Liew Models were used for predicting the vegetable oils/beef tallow, B100 and its blends viscosity and density values in function of temperature. Those models were fit to data by a non-linear regression. Model parameters were obtained. The Andrade and Liew Models predict viscosity and density of the vegetable oils/beef tallow, B100 and their blends with B0 with average errors of 3%. On the other hand, Krisnangkura and Allen Models were used for predicting the vegetable oils/beef tallow and B100 viscosity values in function of FAMEs composition. The Allen and Krisnangkura Models predict dynamic viscosity of the vegetable oils/beef tallow, B100 errors of 10% and 5%, respectively. An experimental data-base was created for the B100 studied and their blends with B0. The ANOVA technique was used for verifying the adequacy of models to the experimental data. Keywords: Biodiesel fuel; Biodiesel fuel blends with diesel fuel; Rheological behaviour; Viscosity and density predictions; Phenomenological models.
iii
SUMÁRIO Resumo i
Abstract ii
Lista de Figuras vi
Lista de Tabelas ix
Nomenclatura xii
1. Introdução 1
2. Objetivos 3
2.1 Objetivo Geral 3
2.2 Objetivos Específicos 3
3. Revisão Bibliográfica 4
3.1 O Biodiesel 4
3.1.1 O Biodiesel no Mundo 5
3.1.2 Biodiesel no Brasil 6
3.2 Composição dos Ácidos Graxos Presentes no Biodiesel 7
3.3 Viscosidade 8
3.4 Matéria-Prima 9
3.4.1 Mamona 9
3.4.2 Algodão 11
3.4.3 Oiticica 14
3.4.4 Sebo Bovino 15
3.5 Óleo Diesel 16
3.5.1 Características do diesel 17
3.5.2 Número de cetano (NC) 18
3.5.3 Viscosidade cinemática e lubricidade do diesel 19
iv
3.5.4 Massa específica do óleo diesel 19
3.6 Fundamentos da Reologia 20
3.6.1 Modelos de Escoamento 21
3.6.2 Equações Constitutivas 23
3.6.3 Modelos Semi-empíricos 25
3.8 Métodos para Análise Estatística de Modelos 29
3.8.1 Análise de Resíduos 29
3.8.2 Análise de Variância (ANOVA) 30
3.8.3 Teste de Aderência de Modelos (Teste χ2) 30
4. Materiais e Metodologia Experimental 32
4.1 Matéria-Prima 32
4.2 Caracterização do Comportamento Reológico 32
4.3 Massa Específica dos Óleos, Biodiesel e Misturas Diesel/Biodiesel 33
4.4 Viscosidade Cinemática dos Óleos, Biodiesel e Misturas Diesel/Biodiesel 34
4.5 Caracterização Química dos Biodiesel e sua Matéria Prima 34
4.6 Metodologia para Verificação de Modelos Semi-empíricos 35
5. Resultados e Discussão 36
5.1 Caracterização Química 36
5.2 Caracterização Reológica dos Biodiesel, suas Respectivas Matérias-primas e Diesel.
39
5.2.1 Biodiesel e suas Respectivas Matérias-primas 39
5.2.2 Óleo Diesel Mineral 47
5.2.3 Misturas Diesel/biodiesel 48
5.3 Propriedades Fluidodinâmicas do Biodiesel, de sua Matéria-prima e das Misturas Diesel/biodiesel
59
5.3.1 Massa Específica 60
5.3.2 Modelo Preditivo para Massa Específica 64
v
5.3.3 Viscosidade Absoluta e Cinemática 66
5.3.4 Predição da Viscosidade Cinemática em Termos da Temperatura 71
5.3 Análise de Modelos Fenomenológicos para a Viscosidade 77
6. Conclusões 83
7. Sugestões para Próximos Trabalhos 84
8. Referências Bibliográficas 85
Anexos 93
vi
LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Dispersões em repouso e fluindo através de um tubo 22
Figura 2 - Curvas de fluxo e de viscosidade para fluidos generalizados 22
Figura 3 - Representação esquemática do fluido viscoso 27
Figura 4 - Gráfico para análise de resíduo 29
Figura 5 - Equipamentos utilizados na caracterização reológica 33
Figura 6 - Densímetro de Bancada Anton-Paar DMA 4500 34
Figura 7 – Cromatogramas representativos das amostras. (a) O-M; (b) B100-M 37
Figura 8 – Cromatogramas representativos das amostras. (a) O-A; (b) B100-A 37
Figura 9 – Cromatogramas representativos das amostras. (a) O-SB; (b) B100-SB 38
Figura 10 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: (a) O-M; (b) B100–M 39
Figura 11 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: (a) O-A; (b) B100-A 39
Figura 12 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: (a) O-SB refinado; (b) B100-SB
40
Figura 13 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: a) O-OB; b) B100 – OB. 40
Figura 14 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: a) O-OD; b) B100–OD. 40
Figura 15 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: (a) O-M; (b) B100-M 41
Figura 16 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: (a) O-A; (b) B100-A 42
Figura 17 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: (a) O-SB refinado; (b) B100-SB
42
Figura 18 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: a) O-OB; b) B100-OB 42
Figura 19 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: a) O-OD; b) B100-OD 43
Figura 20 – (a) Curvas de fluxo do óleo diesel a diversas temperaturas; (b) Curvas de viscosidade do óleo diesel a diversas temperaturas.
47
Figura 21 – Curvas de fluxo das Misturas B2 a diversas temperaturas: (a) B2-M; (b) B2-A.
48
Figura 22 – Curvas de fluxo das Misturas B2 a diversas temperaturas: (a) B2-SB; (b) B2-OD.
49
Figura 23 – Curvas de fluxo das Misturas B5 a diversas temperaturas: (a) B5-M; (b) B5-A.
49
vii
Figura 24 – Curvas de fluxo das Misturas B5 a diversas temperaturas: (a) B5-SB; (b) B5-OD.
49
Figura 25 – Curvas de fluxo das Misturas B10 a diversas temperaturas: (a) B10-M; (b) B10-A
50
Figura 26 – Curvas de fluxo das Misturas B10 a diversas temperaturas: (a) B10-SB; (b) B10-OD.
50
Figura 27 – Curvas de fluxo das Misturas B20 a diversas temperaturas: (a) B20-M; (b) B20-A
50
Figura 28 – Curvas de fluxo das Misturas B20 a diversas temperaturas: (a) B20-SB; (b)B20-OD.
51
Figura 29 – Curvas de fluxo das Misturas B30 a diversas temperaturas: (a) B30-M; (b) B30-A.
51
Figura 30 – Curvas de fluxo das Misturas B40 a diversas temperaturas: (a) B30-SB; (b) B30-OD
51
Figura 31 – Curvas de fluxo das Misturas B40 a diversas temperaturas: (a) B40-M; (b) B40-A
52
Figura 32 – Curvas de fluxo das Misturas B40 a diversas temperaturas: (a) B40-SB; (b) B40-OD
52
Figura 33 – Curvas de fluxo das Misturas B50 a diversas temperaturas: (a) B50-M; (b) B50-A
52
Figura 34 – Curvas de fluxo das Misturas B50 a diversas temperaturas: (a) B50-SB; (b) B50-OD
53
Figura 35 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) O-M, O-A, 0-SB, O-OB e O-OD; (b) Diesel, B100-M; B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD.
61
Figura 36 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) Diesel, B2-M, B2-A, B2-SB e B2-OD; (b) Diesel , B5-M, B5-A, B5-SB e B5-OD.
62
Figura 37 - Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) Diesel, B10-M, B10-A, B10-SB e B10-OD; (b) Diesel, B20-M, B20-A, B20-SB e B20-OD
62
Figura 38 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) Diesel, B30-M, B30-A, B30-SB e B30-OD; (b) Diesel, B40-M, B40-A, B40-SB e B40-OD
62
Figura 39 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm), Diesel, B50-M, B50-A, B50-SB e B50-OD
63
Figura 40 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a) O-M e O-OD ; (b) O-A e O-SB.
73
Figura 41 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a) B100-M e B100-OD; (b) B100-A e B100-SB.
74
Figura 42 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a)B2-M a B50-M; (b) B2-OD a B50-OD
74
Figura 43 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a) B2-A a B50-A; (b) B2-SB a B50-SB.
74
viii
Figura 44 – Análise de Resíduos para: a) O-M, O-A, O-SB e O-OD; b) B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD.
76
Figura 45 – Análise de Resíduos para: a) B2-M a B50-M; b) B2-OD a B50-OD. 76
Figura 46 – Análise de Resíduos para: a) B2-A a B50-A; b) B2-SB a B50-SB. 76
Figura 47 – Teste F (Modelo de Krisnankgura). (a) O-M; (b) O-A. 78
Figura 48 – Teste F (Modelo de Krisnankgura) para o O-SB. 79
Figura 49 – Teste F para B100-M: (a) Krisnankgura; (b) Krisnankgura-modificado 81
Figura 50 – Teste F (Modelo de Krisnankgura) para: (a) B100-A; (b) B100-SB. 82
ix
LISTA DE TABELAS Tabela 1- Variação da Composição dos Ácidos Graxos no Óleo de Mamona 10
Tabela 2- Especificações do Óleo de Mamona 10
Tabela 3- Parâmetros para o Biodiesel de Mamona 11
Tabela 4- Padrão Recomendado pela AOCS para Óleo de Algodão Refinado 12
Tabela 5 – Parâmetros Físico-químicos do Biodiesel de Algodão 13
Tabela 6 – Propriedades do óleo de oiticica 14
Tabela 7 – Propriedades do biodiesel de oiticica 15
Tabela 8 - Especificações para o Sebo Bovino 15
Tabela 9 – Ponto de Entupimento do Filtro a Frio 17
Tabela 10 - Dados característicos da coluna capilar 35
Tabela 11 – Composição média de ácidos graxos presentes nos óleos/gordura e de ésteres metílicos de ácidos graxos presentes nos biodiesel.
38
Tabela 12 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para os óleo e biodiesel de mamona
44
Tabela 13 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para os óleo e biodiesel de algodão 44
Tabela 14 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para o óleo e biodiesel de oiticica bruto
44
Tabela 15 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para os óleo e biodiesel de oiticica degomado
45
Tabela 16 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para a gordura líquida e seu biodiesel
45
Tabela 17 – Variação do coeficiente angular, φtan , das retas de fluxos para os B100 e suas matérias-primas na faixa de temperatura de estudo
46
Tabela 18 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para o óleo diesel (Tipo D) 48
Tabela 19 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B2-M e B2-A 54
Tabela 20 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B2-SB e B2-OD 54
Tabela 21 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B5-M e B5-A 54
Tabela 22 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B5-SB e B5-OD 54
Tabela 23 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B10-M e B10-A 55
x
Tabela 24 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B10-SB e B10-OD
55
Tabela 25 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B20-M e B20-A 55
Tabela 26 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B20-SB e B20-OD
55
Tabela 27 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B30-M e B30-A 56
Tabela 28 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B30-SB e B30-OD
56
Tabela 29 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B40-M e B40-A 56
Tabela 30 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B40-SB e B40-OD
56
Tabela 31 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B50-M e B50-A 57
Tabela 32 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B50-SB e B50-OD
57
Tabela 33 – Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Mamona)
57
Tabela 34 - Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Algodão)
58
Tabela 35 – Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Sebo de Boi)
58
Tabela 36 – Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Oiticica degomado)
58
Tabela 37 – Massa Específica dos O-M, O-A, O-SB e O-OD. 60
Tabela 38 – Massa específicas do diesel e dos B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD
60
Tabela 39 – Percentual de afastamento dos valores da massa especifica das Misturas B2 e B50 para daqueles do diesel a 40º C.
63
Tabela 40 - Parâmetros do Modelo de Liew para os diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OB e O-OD
64
Tabela 41: Parâmetros do Modelo de Liew para B100-M e Misturas B2-M a B50-M
64
Tabela 42: Parâmetros do Modelo de Liew para os B100-A e Misturas B2-A a B50-A
65
Tabela 43: Parâmetros do Modelo de Liew para os B100-SB e Misturas B2-SB a B50-SB
65
Tabela 44: Parâmetros do Modelo de Liew para os B100-OB, B100-OD e Misturas B2-OD a B50-OD
65
Tabela 45 – Viscosidade cinemática para O-M, O-A, O-SB e O-OD 67
xi
Tabela 46 – Viscosidade cinemática dos diesel, B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD
67
Tabela 47 – Viscosidade cinemática para as Misturas B2-M, B2-A, B2-SB e B2-OD.
68
Tabela 48 – Viscosidade cinemática para as Misturas B5-M, B5-A, B5-SB e B5-OD.
68
Tabela 49 – Viscosidade cinemática para as Misturas B10-M, B10-A, B10-SB e B10-OD.
68
Tabela 50 – Viscosidade cinemática para as Misturas B20-M, B20-A, B20-SB e B20-OD.
69
Tabela 51 – Viscosidade cinemática para as Misturas B30-M, B30-A, B30-SB e B30-OD.
69
Tabela 52 – Viscosidade cinemática para as Misturas B40-M, B40-A, B40-SB e B40-OD.
69
Tabela 53 – Viscosidade cinemática para as Misturas B50-M, B50-A, B50-SB e B50-OD.
69
Tabela 54 – Comparação entre os valores obtidos para a viscosidade cinemática das Misturas B2 a B50 e aquele para o diesel (Tipo D) a 40º C.
70
Tabela 55 - Parâmetros do Modelo de Andrade para os diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OB e O-OD.
72
Tabela 56 - Parâmetros do Modelo de Andrade para os B100 e Mistura B2 a B50 para Mamona e Oiticica Degomado
72
Tabela 57 - Parâmetros do Modelo de Andrade para os B100 e Mistura B2 a B50 para Algodão e Sebo de Boi
73
Tabela 58 – Discrepância entres os valores experimental e predito para viscosidade dinâmica diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD, Misturas B2 a B50)
75
Tabela 59 – Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos B100-M, B100-A e B100-SB (Modelo de Allen) a 40º C. 77
Tabela 60: Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos O-M, O-A e O-SB (Modelo de Krisnankgura)
78
Tabela 61 – Parâmetros da ANOVA e 2χ para o O-M, O-A e O-SB (Modelo de Krisnankgura)
79
Tabela 62: Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos B100-M, B100-A e B100-SB (Modelo de Krisnankgura)
80
Tabela 63: Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos B100-M (Modelo de Krisnankgura-modificado) 81
Tabela 64– Parâmetros da ANOVA e 2χ para o B100-M, B100-A e B100-SB (Modelo de Krisnankgura e Modelo de Krisnankgura-modificado)
82
xii
NOMENCLATURA
d v: Gradiente de velocidade (cm/s);
dx : Distância (cm);
G- Módulo de rigidez cisalhante do fluido, N/m2;
K - Índice de consistência do fluido;
M - Peso molar do componente em estudo;
n - Índice de comportamento;
T - Temperatura absoluta (K),
0t Gν= - Tempo característico do fluido em estudo;
VB - Fração volumétrica (%) de biodiesel na mistura
Letras Gregas
τ - tensão de cisalhamento (tensor) , Pa;
0τ - Tensão de cisalhamento inicial, Pa;
γ - Taxa de cisalhamento, (s-1);
0ν - Constante análoga à viscosidade de fluidos Newtonianos;
ν - Viscosidade cinemática (cSt);
- Massa Específica em função da temperatura (g/cm3)
μ - Viscosidade Dinâmica ou Absoluta (mPa.s)
M I Xμ - Viscosidade Dinâmica da Mistura (mPa.s)
ηap – Viscosidade Aparente (mPa.s)
χ2 – Qui-quadrado
)(Tρ
xiii
Abreviaturas
ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível;
AOCS - American Oil Chemist’s Society;
ASTM - American Society of Testing and Materials;
B2 – Mistura: 98% de diesel comercial e 2% de biodiesel (v/v);
B5 – Mistura: 95% de diesel comercial e 5% de biodiesel (v/v);
B10 – Mistura: 90% de diesel comercial e 10% de biodiesel (v/v);
B20 – Mistura: 80% de diesel comercial e 20% de biodiesel (v/v);
B30 – Mistura: 70% de diesel comercial e 30% de biodiesel (v/v);
B40 – Mistura: 60% de diesel comercial e 40% de biodiesel (v/v);
B50 – Mistura: 50% de diesel comercial e 50% de biodiesel (v/v);
CR – Comportamento Reológico;
INT - Instituto Nacional de Tecnologia;
IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas;
NC - Número de cetano;
NDB - número de duplas ligações;
O - A – Óleo de Algodão;
O - M – Óleo de Mamona;
O-OB – Óleo de Oiticica Bruto;
O-OD – Óleo de Oiticica Degomado;
O-SB – Óleo de Sebo Bovino;
OVEG - Programa de Óleos Vegetais;
PEF - Ponto de entupimento a frio;
PN - Ponto de névoa;
RI - Retardo de ignição;
UFC - Universidade Federal do Ceará;
1
1. Introdução
O biodiesel vem ganhando atenção como combustível alternativo. É tipicamente obtido
através da alcoólise de óleos vegetais, gorduras animais ou óleos de rejeito de frituras. A reação
de alcoólise é realizada com um álcool de cadeia curta, como por exemplo, o metanol ou etanol,
podendo ser catalisada por álcalis, ácidos ou enzimas. O biodiesel e suas misturas com o diesel
derivado do petróleo, tal como o combustível de Wilson (mistura B20), já usado no Canadá,
podem ser utilizados em motores de ignição, sem a necessidade de modificação do motor. Além
de reduzir as emissões de hidrocarbonetos, de monóxido de carbono e de outros gases poluentes
na atmosfera, promovendo assim uma combustão limpa (Joshi e Pegg, 2006).
Graboski e McCormick (1998) publicaram uma revisão extensa sobre o uso de biodiesel
em motores de ignição, concluíram que o biodiesel é uma alternativa viável. Há, no entanto,
alguns pontos de discordância entre alguns autores. A viscosidade do biodiesel é um dos pontos
de grande discordância entre a comunidade científica por dois pontos extremos: a) A
temperaturas baixas, o biodiesel torna-se viscoso, podendo gelificar, solidificar e/ou cristalizar,
causando dificuldade ou impossibilidade ao escoamento do combustível ao motor (Joshi e Peg,
2006; Soares et al., 2006); b) O processo de atomização, estágio inicial da combustão, é afetado
significantemente pela viscosidade uma vez que o oxigênio reage rapidamente com o
combustível na superfície da gota de óleo, desprendendo uma grande quantidade de calor, que
iniciará reações secundárias e competitivas tal como a de polimerização. Quanto mais viscoso
for o biodiesel, maior a tendência de formação de gotas de grande diâmetro, favorecendo a
ocorrência de reações secundárias (Joshi et al., 2006; Krisnangkura et al., 2006; Ryan et al.,
1982; Quick et at., 1982).
A viscosidade do biodiesel é aproximadamente 1,5 a 10,0 vezes maior que a do diesel
comercial (Joshi e Pegg, 2006). Diminui com o aumento da temperatura e está diretamente
relacionada com a composição dos ácidos graxos que constitui a matéria-prima, que por sua vez,
depende de fatores como: a) condições climáticas, b) tipo de solo para cultivo das plantas, c)
maturidade da colheita, d) forma de processamento do óleo, etc. (Tate et al., 2006). Assim,
visando reduzir a viscosidade dos óleos vegetais, diferentes alternativas têm sido consideradas,
tais como diluição, microemulsão com metanol ou etanol, craqueamento catalítico (Dantas,
2006), sendo de grande importância a predição da viscosidade do biodiesel e de suas misturas
com o diesel dentro de uma faixa de temperatura de 20 a 300ºC (Kerihuel et al., 2006).
2
Para que a mistura diesel/biodiesel seja utilizada com eficácia em motores de ignição
com compressão, a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível (ANP) divide
tais propriedades como massa específica e viscosidade cinemática em dois grupos: um deles
contém os parâmetros gerais como aparência, fluidez, combustão, etc, que são usados para o óleo
diesel mineral e o outro grupo descreve a composição química e a pureza dos ésteres que
constituem o biodiesel (Maia et al., 2006).
A investigação sobre a reologia do biodiesel e das misturas diesel/biodiesel mostra que,
dependendo do teor de ácidos graxos encontrados na matéria prima, tem mostrado que o
comportamento daqueles materiais varia de newtoniano para algumas misturas diesel/biodiesel a
fluidos não-newtonianos pseudoplásticos para o caso do diesel e biodiesel puro (Dantas, 2006).
Atualmente, pesquisadores dedicam-se aos estudos que propõem alguns modelos
empíricos e semi-empíricos para predição de viscosidade cinemática da matéria prima, do
biodiesel e das misturas diesel/biodiesel, com base nas temperaturas e adição de solventes
(Krisnangkura, 2005). Porém, há divergências sobre alguns aspectos em torno de eficiência da
combustão e do fator que contribui para isto, que é a viscosidade. Isto porque a atomização, que
é o estágio inicial da combustão do motor a diesel, é significativamente afetada pela viscosidade.
Recentemente, investigações propõem a inclusão da composição de ácidos graxos na formulação
dos modelos para a viscosidade, pois esta varia com aumento de átomos de carbono presente na
composição e também com o grau de saturação, gerando dados sobre a dependência do
comportamento reológico do biodiesel e de suas misturas com o diesel (Knothe, 2005).
3
2. Objetivos
2.1 Objetivo Geral:
Investigar o comportamento reológico de diversos biodiesel e de algumas de suas
misturas com o diesel, levando em consideração a temperatura e composição de ácidos graxos.
2.2 Objetivos Específicos:
Determinar composição química do biodiesel e da matéria-prima que lhe deu origem;
Determinar a viscosidade cinemática e o comportamento reológico do óleo vegetal e
gordura animal, utilizados em função da temperatura;
Determinar a viscosidade cinemática e o comportamento reológico biodiesel e sua
matéria-prima e suas misturas com o diesel em função da temperatura;
Verificar modelos semi-empíricos para a viscosidade dos biodiesel;
Testar modelos clássicos da literatura para o comportamento reológico dos biodiesel e de
suas misturas com o diesel.
4
3. Revisão Bibliográfica 3.1 O Biodiesel
Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis que pode ser
obtido por diferentes processos tais como o craqueamento, a esterificação ou pela alcoólise. Esta
última, mais utilizada, consiste numa reação química de óleos vegetais ou de gorduras animais
com o álcool, etanol ou metanol, estimulada por um catalisador. Desse processo também se
extrai a glicerina, empregada para fabricação de sabonetes e diversos outros cosméticos. Há
dezenas de espécies vegetais no Brasil das quais se pode produzir o biodiesel, tais como
mamona, dendê (palma), girassol, babaçu, amendoim, pinhão manso, soja, dentre outras.
O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores
ciclodiesel automotivos (de caminhões, tratores, automóveis, etc.) ou estacionários (geradores de
eletricidade, calor, etc.). Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções.
Dentro deste contexto, o biodiesel apresenta as seguintes vantagens: a) é uma alternativa
para o diesel; b) é fonte de combustível renovável; c) reduz impacto sobre o meio-ambiente; d)
os gases de emissão são menos agressivos; e) é biodegradável (Vicente et al., 2004). Levando em
consideração as aplicações do biodiesel e suas vantagens, tem-se que há um grande interesse
atual na expansão do seu processo de produção. Diante deste panorama, os estudos estão
voltados para a melhoria da qualidade do biodiesel, a eficiência de processo e uso de matéria
diversa (Ramadhas et al., 2005).
O uso direto de biodiesel em motores está restrito as algumas de suas propriedades
físicas, como por exemplo, a sua viscosidade cinemática cujo valor é aproximadamente duas a
dez vezes maior que a do diesel, dependendo da matéria-prima que o originou, (Biodiesel: 6-54
cSt, Diesel: 3,1 cSt a 38o C) (Ramadhas et al.., 2005). Dentre os métodos viáveis existentes para
produzir o biodiesel, reduzindo sua viscosidade, encontra-se a trasesterificação (alcoólise) dos
triacilglicerídeos em presença de catalisadores. De acordo com Branwal e Sharma (2005), as
cadeias longas dos triacilglicerídeos são transformadas em mono-ésteres (biodiesel) e glicerol
através de uma seqüência de reações químicas reversíveis i.e.:
COORReoDiglicerídROHdeosTriglicerí IrCatalisado +⎯⎯⎯⎯ →←+ (01)
5
COORRídeosMonoglicerROHeosDigliceríd IIrCatalisado +⎯⎯⎯⎯ →←+ (02)
COORRGlicerolROHídeosMonoglicer IIIrCatalisado +⎯⎯⎯⎯ →←+ (03)
Sendo os radicais (RI, RII, RIII) da cadeia de mono-ésteres (biodiesel), hidrocarbonetos de
cadeias longas. A reação global de alcoólise é dada por (Furuta et al., 2004; Branwal e Sharma,
2005):
ésteresMonoGlicerolÁlcooldeosTriglicerí rCatalisado −+⎯⎯⎯ →←+ (04)
Com relação ao tipo de álcool a ser utilizado no processo, há indicação na literatura que
este parâmetro não afeta a conversão dos triacilglicerídeos à mono-ésteres. Industrialmente, têm
sido utilizados o metanol, o etanol, o propanol e o butanol. A seleção do álcool tem sido feita a
partir das considerações sobre os custos e desempenho de processo. O metanol tem sido
comumente escolhido devido ao seu baixo custo (Furuta et. al., 2004; Ramadhas et al., 2005;
Branwal e Sharma, 2005).
As variáveis mais importantes que afetam a taxa da reação de alcoólise do óleo vegetal
são: a) temperatura da reação; b) razão molar álcool/óleo; c) catalisador, d) velocidade de
mistura e pureza dos reagentes (Branwal e Sharma, 2005).
3.1.1 O Biodiesel no Mundo
No início da década de 90, o processo de industrialização do biodiesel foi iniciado na
Europa. Portanto, mesmo tendo sido desenvolvido no Brasil, o principal mercado produtor e
consumidor de biodiesel em grande escala foi a Europa.
As refinarias de petróleo da Europa têm buscado a eliminação do enxofre do óleo diesel.
Como a lubricidade do óleo diesel mineral dessulfurado diminui muito, a correção tem sido feita
pela adição do biodiesel, já que sua lubricidade é extremamente elevada. Esse combustível tem
sido designado, por alguns distribuidores europeus, de “Super Diesel” (Lima, 2004). A União
Européia produz anualmente mais de 1,35 milhões de toneladas de biodiesel, em cerca de 40
unidades de produção. Isso corresponde a 90% da produção mundial de biodiesel (Bioflorestal,
2006).
6
Dados obtidos no final de 2005 (Biodieselbr, 2006), indicam que nos EUA estão em
funcionamento 45 fábricas de biodiesel, que produzem uma média de 6,5 milhões de galões (24
milhões de litros) por ano. Está planejada a construção de mais 54 complexos semelhantes nos
próximos anos. A escala de produção tem crescido significativamente e as plantas encontram-se
distribuídas em vários pontos do país.
3.1.2 Biodiesel no Brasil
As informações seguintes são de acordo com Holanda (2006), que relata no Brasil, desde
a década de 20, o Instituto Nacional de Tecnologia (INT), já estudava e testava combustíveis
alternativos e renováveis. Desde a década de 70, por meio do INT, do Instituto de Pesquisas
Tecnológicas (IPT) e da Comissão Executiva do Plano da Lavoura Cacaueira (CEPLAC) vêm
sendo desenvolvidos projetos de óleos vegetais como combustíveis, com destaque para o
DENDIESEL.
Na década de 70, a Universidade Federal do Ceará (UFC), desenvolveu pesquisas com o
intuito de encontrar fontes alternativas de energia. As experiências acabaram por revelar um
novo combustível originário de óleos vegetais e com propriedades semelhantes ao óleo diesel
convencional: o biodiesel.
Com o desenvolvimento de outras instituições de pesquisas, da Petrobrás e do Ministério
da Aeronáutica, foi criado o PRODIESEL em 1980. O combustível foi testado por fabricantes de
veículos a diesel. A UFC também desenvolveu o querosene vegetal de aviação para o Ministério
da Aeronáutica.
Após os testes em aviões a jato, o combustível foi homologado pelo Centro Técnico
Aeroespacial. Em 1983, o Governo Federal, motivado pela alta nos preços de petróleo, lançou o
Programa de Óleos Vegetais (OVEG), na qual foi testada a utilização de biodiesel e misturas
combustíveis em veículos que percorreram mais de 1 milhão de quilômetros. É importante
ressaltar que essa iniciativa, coordenada pela Secretaria de Tecnologia Industrial, contou com a
participação de institutos de pesquisas, de indústrias automobilísticas e de óleos vegetais, de
fabricantes de peças e de produtores de lubrificantes e combustíveis.
A lei 11.097 de 13 de janeiro de 2005, além de dar incentivo às empresas produtoras de
biodiesel tornou obrigatória a adição de 2% de biodiesel no óleo diesel vendido no país de 2008
até 2013, quando o percentual será aumentado para 5%, o que exigirá a produção interna de mais
de 2 bilhões de litros de biodiesel por ano. Se a produção interna de oleaginosas aumentar,
poderemos alcançar os 20% de mistura utilizados em diversos países.
7
Com a adição de apenas 2% ao diesel, o país irá deixar de importar cerca 840 milhões de
litros de óleo diesel por ano. Este programa poderá ser comparado ao PROÁLCOOL e
transformar o Brasil num grande produtor e exportador de biocombustíveis. Entretanto, como a
produção atual é mínima, serão necessários alguns anos para que a Petrobrás possa receber os
800 milhões de litros de biodiesel necessários para a mistura determinada pela lei. Esta situação
cria um nicho de mercado para os pioneiros na produção do biodiesel (Torres, 2006).
3.2 Composição dos Ácidos Graxos Presentes no Biodiesel
As características do biodiesel são determinadas pela composição dos ésteres de ácidos
graxos que o compõe. Muitas das propriedades do biodiesel têm origem nas estruturas dos ácidos
graxos originais de sua matéria-prima e do álcool utilizado na reação de alcoólise. Dentre as
mais importantes podemos citar: a) qualidade da ignição; b) entalpia de combustão; c)
escoamento a frio; d) estabilidade oxidativa; e) viscosidade e lubricidade. A qualidade da
ignição, que é avaliada em função do número de cetano, trata-se de um dos indicadores mais
importantes da qualidade dos combustíveis para motores de compressão interna. Este valor
representa o intervalo de tempo entre a injeção do combustível e sua ignição. Os fatores que
contribuem efetivamente no valor do número de cetano são: a) o tamanho da cadeia carbônica
dos ácidos graxos; b) o número de insaturações presentes na cadeia; c) ramificações. Entretanto,
cadeias longas são suficientes para ocasionar um alto número de cetano mesmo que o álcool
utilizado na esterificação seja ramificado. Essa característica é interessante, já que ésteres
produzidos com álcoois ramificados apresentam melhores propriedades de escoamento a baixas
temperaturas. O número de cetano, entretanto, não pode ser muito elevado, nem muito baixo. O
Biodiesel muito rico em ácidos graxos saturados pode apresentar problema na queima do
combustível (Knothe, 2005; Camargos, 2005).
Um dos maiores problemas com a utilização do biodiesel são suas propriedades de
escoamento a baixas temperaturas, indicadas pelos pontos de fluidez e ponto de névoa. O ponto
de névoa é a temperatura na qual os primeiros cristais aparecem no líquido, quando este é
resfriado abaixo das condições de operação. Como conseqüência o material graxo se torna
nebuloso devido à formação de cristais e a solidificação de saturados. Sólidos e cristais crescem
rapidamente e se aglomeram, entupindo filtros e linhas de combustíveis e causando problemas de
operação e combustão nos motores. Com a diminuição da temperatura, mais sólidos são
formados e o líquido se aproxima do seu ponto de fluidez, temperatura mais baixa na qual ele
ainda escoa. Compostos graxos saturados têm pontos de fusão mais alto que os insaturados e na
8
mistura eles cristalizam a temperaturas mais elevadas. Biodiesel com quantidades significativas
de ésteres de ácidos graxos saturados apresentarão pontos de fluidez e névoa mais altos e serão
menos indicados para climas frios (Knothe, 2005).
A viscosidade é um dos fatores mais importantes no que diz respeito ao funcionamento
correto de motores a diesel. A viscosidade aumenta com o comprimento da cadeia e com a
saturação. Essa característica também é válida para os álcoois, ou seja, quanto maior a cadeia do
álcool utilizado na alcoólise, maior a viscosidade do produto. Logo, ésteres etílicos são mais
viscosos que ésteres metílicos. Ramificações não influenciam na viscosidade. A configuração
das duplas ligações (cis ou trans) tem certa influência, sendo a trans mais viscosa. O número de
duplas ligações não interfere na viscosidade (Knothe, 2005).
3.3 Viscosidade
Define-se viscosidade como a resistência do fluido ao escoamento. Sendo esta definida
como a propriedade física dos fluidos (Schramm, 2006; Costa, 2006). Segundo Moretto e Fett
(1998) a viscosidade aumenta com o comprimento das cadeias dos ácidos graxos dos
triacilglicerídeos;
Os óleos que contêm ácidos graxos de baixa massa molar são ligeiramente menos
viscosos que os com alto peso molecular, mas como em outros líquidos, nos óleos, também a
viscosidade diminui com o aumento da temperatura, havendo uma relação linear entre o
logaritmo da viscosidade e o da temperatura (Costa, 2006). Podemos avaliar a viscosidade de
determinado fluido por três aspectos: a) Viscosidade absoluta que é definida como medida por
um sistema de geometria que não está influenciada pela gravidade para obtenção dessa medida.
É expressa em unidades de Poise ou centiPoise (cP); b) Viscosidade cinemática que é definida
como medida por um sistema de geometria que usa a gravidade para obtenção dessa propriedade;
sua unidade é o Stokes ou centiStokes (cSt), em que o Stokes é igual ao Poise, dividido pela
massa específica do fluido (1 Stoke = 100 centiStokes = mm2/s); c) Viscosidade aparente: É a
viscosidade de um líquido não newtoniano. É a viscosidade em um único ponto ou a uma taxa de
cisalhamento única. É expressa em unidades de Poise ou centiPoise.
9
3.4 Matéria-Prima
3.4.1 Mamona O óleo de mamona é um óleo vegetal, conhecido como óleo de rícino e,
internacionalmente, como castor oil; diferencia-se dos demais óleos vegetais pela grande
quantidade de hidróxidos que contém, especialmente o do ácido ricinoléico. Conforme Savy
Filho et al., (1999), a presença desse triglicerídeo na sua composição, é de 84%, em média,
contendo três grupos altamente reativos, que permitem obter-se grande número de reações
químicas decorrentes da presença do grupo carboxila no carbono 1, uma dupla ligação no
carbono 9 e a hidroxila no carbono 12 que, juntas, permitem qualidades específicas à produção
de uma infinidade de produtos industriais (Costa, 2006).
No cenário de oleaginosas utilizadas para a produção de biodiesel, a mamona vem
ganhando grande destaque por ser abundante no Nordeste brasileiro e também devido ao seu alto
teor de óleo, assumindo um papel de desenvolvimento econômico e social que permitirá o
incentivo da agricultura familiar e melhoria da qualidade de vida no semi-árido (Azevedo e
Lima, 2001). Além disso, o óleo de mamona pode ser usado na fabricação de tintas e isolantes e
serve como lubrificante na Aeronáutica, base na manufatura de cosméticos, drogas e
farmacêuticos e em vários processos industriais, sendo um óleo bastante estável em variadas
condições de temperatura e pressão (Costa et al., 2004).
Do ponto de vista comercial o óleo é o principal componente da semente de mamona
(Ricinus communis, L.), cujo potencial para a indústria química, é indispensável. Caracterizada
por conter um ácido graxo predominante em sua composição, o que não ocorre com os outros
óleos vegetais, devendo conter no mínimo 84% do triglicerídeo do ácido ricinoléico.
Possui três grupos funcionais altamente reativos, e é o único ácido graxo hidroxilado, o
que o torna solúvel em álcool a baixa temperatura e permite a síntese de um grande número de
derivados, razão de sua versatilidade (IEA, 2004). A Tabela 1 mostra a variação da composição
dos ácidos graxos no óleo de mamona.
10
Tabela 1- Variação da Composição dos Ácidos Graxos no Óleo de Mamona (Fonte: Embrapa,
2006)
Ácidos Graxos (%)
Ácido Ricinoléico 84-91
Ácido Oléico 3,1-5,9
Ácido Linoléico 2,9-6,5
Ácido Esteárico 1,4-2,1
Ácido Palmítico 0,9-1,5
O grupo hidroxila confere, a esse composto, estabilidade e alta viscosidade, que é
permitida em amplas faixas de temperatura, explicada pela formação de pontes de hidrogênio
intermoleculares (Muller, 1978); além de solidificarem em baixas temperaturas, possuem
também estabilidade oxidativa. A Tabela 2 mostra a faixa de variação de algumas propriedades
do óleo de mamona.
Tabela 2- Especificações do Óleo de Mamona (Fonte: Proquinor*)
Acidez (mg KOH/g amostra) Valor**
Viscosidade a 25°C (cPs) 500 - 800
Massa específica a 20°C (g / cm ) 0,9 - 1,0 * Produtos Químicos do Nordeste LTDA ** Valor Maximo: 4mg KOH/g .
Embora o grupo hidroxila no óleo de rícino confira estabilidade extra ao óleo, impedindo
a formação dos hidroperóxidos, a sua presença atribui ao óleo características incomuns para um
óleo vegetal, a exemplo da viscosidade elevada e a maior solubilidade em álcoois, decorrentes
das ligações de hidrogênio dos seus grupos hidroxila (Ogunniyi, 2006). Esta última característica
tem sido responsável por uma das grandes dificuldades encontradas na produção de biodiesel
através da alcoólise do óleo de mamona que é a separação da glicerina e o álcool do biodiesel de
forma a atender as especificações da Resolução 042/2004 da Agência Nacional do Petróleo, Gás
Natural e Biocombustíveis – ANP.
Santos et al. (2004) realizou um estudo da viscosidade cinemática do biodiesel de
mamona obtendo os resultados expressos na Tabela 3.
11
Analisando-se a Tabela 3, chegou-se a conclusão que a presença de um maior teor de
hidroxiácidos no óleo de mamona se reflete nas suas propriedades coligativas. Em estudo
similar Maia, 2006, constatou que devido a presença substancial do ácido ricinoléico em sua
composição, cerca de 90,2% a viscosidade do biodiesel de mamona torna-se um dos problemas
mais evidentes do mesmo, tornando-o um dos ésteres de óleos vegetais mais viscosos,
encontrando-se fora dos limites permitidos pela portaria da ANP, que para o óleo diesel mineral
deve apresentar viscosidade cinemática de 2,5 a 5,5 cSt. Para o biodiesel de mamona puro foi
medido um valor de 14,51 cSt. Já para o óleo diesel mineral puro (tipo D-metropolitano), obteve-
se 3,28 cSt (Maia, 2006).
Tabela 3- Parâmetros para o Biodiesel de Mamona (Santos et al., 2004)
Produto Viscosidade (cSt)
Teor de Enxofre
(%)
Massa específica a 15ºC (g/cm3)
Massa específica a 20ºC (g/cm3)
Óleo de Mamona 239,3900 0,0000 0,9573 0,9584
Biodiesel de Mamona 13,7500 0,0001 0,9279 0,9245
Óleo Diesel 3,2000 0,2000 0,8503 0,8542
3.4.3 Algodão
A espécie de algodoeiro G. hirsutum L.r. latifolium Hutch., mais plantada no mundo, com
33,31 milhões de hectares e que produz sementes com línter, é responsável por 90% da produção
mundial de algodão em caroço ou algodão em rama, bastante usada pela humanidade. Devido às
inúmeras aplicações desta malvácea, é considerada “o boi vegetal” e, ainda, por ser totalmente
aproveitada pelo homem.
A semente, coberta com línter e rica em óleo, contém em média 60% de caroço e 40% de
fibra. A amêndoa liberada com a quebra das cascas, possui de 30 % a 40 % de proteínas e de
35% a 40% de lipídios. Constitui uma das principais matérias-primas para a indústria de óleo
comestível (Aboissa, 2007).
12
De acordo com autor (Boccardo, 2004), o rendimento em óleo de algodão varia de 0,1-
0,2(t/ha), com 3 meses de colheita e com ciclo de máximo de eficiência anual.
O óleo obtido das sementes de algodão é de coloração escura, provocada por pigmentos
que acompanham o gossipol no interior das glândulas distribuídas nos cotilédones e hipocótilo.
A presença desses compostos leva à necessidade de se proceder ao refinamento do óleo para
eliminação através do calor, uma vez que os mesmos são termolábeis e durante o refino são
destruídos (Solomons, 2002).
Os principais ácidos graxos são o palmítico, o oléico e o linoléico. O óleo de algodão está
classificado na categoria dos semi-secativos. Seu índice de iodo varia de 100 a 110; o índice de
acidez de 0,04 a 0,08, o índice de saponificação de 192 a 195, o índice tiocianogênio de 61 a 65 e
o índice de refração de 1,4697 a 1,4698 (Aboissa, 2007). A Tabela 4 mostra o padrão
recomendado pela American Oil Chemist’s Society (AOCS) para o óleo de algodão refinado:
Tabela 4- Padrão Recomendado pela AOCS para Óleo de Algodão Refinado (Fonte: Aboissa, 2007)
Densidade relativa a 25°/25°C 0,916 – 0,918
Índice de refração a 25°C 1,468 – 1,472
Índice de iodo 99 - 113
Índice de saponificação 189 – 198
Material insaponificável (%) Inferior a 1,5
Título (%) 30 - 37
Ácidos graxos livres Inferior a 0,25
13
Ferreira (2007) realizou estudo para otimização do processo de produção do biodiesel de
algodão por rota metílica, os dados físico-químicos são mostrados na Tabela 5.
Tabela 5 – Parâmetros Físico-químicos do Biodiesel de Algodão (Fonte: Ferreira, 2007)
Característica Unidade Limite ANP
R042/2004
Limite EN
14214/2003
Limite
D6751-03a
Resultado
Obtido
Aspecto - LII - - LII
Massa específica a
15ºC kg/m3 - 860 a 900 - 886,0
Massa específica a
20ºC kg/m3 anotar - - 882,3
Viscosidade
cinemática a 40ºC mm2/s anotar 3,5 a 5,0 1,9 a 6,0 4,279
Água e sedimentos,
máx.
%
volume 0,05 - 0,05 0
Ponto de fulgor, mín. ºC 100,0 101,0 130,0 182,0
Teor de éster, mín. % massa anotar 96,5 - 98,3
Enxofre total, máx. mg/kg anotar 10
0,0015
(S15) 0,05
(S500)
<100
Corrosividade ao
cobre, 3h a 50ºC, máx - 1,00 1,00 3 1a
Índice de acidez, máx. mg
KOH/g 0,80 0,50 0,80 0,003
Metanol ou etanol,
máx. % massa 0,50 0,20 - 0,02
14
3.4.3 Oiticica
A oiticica(Licania rígida Benth), da família Chrysobalanaceae, é uma espécie ciliar dos
cursos de água temporários do Semi-Árido do Nordeste, e possui importância, pelo aspecto
ambiental de ser uma espécie arbórea perene sempre verde que preserva as margens do rios e
riachos temporários na região da caatinga, bem como espécie produtora de óleo. Esta é
encontrada geralmente nas margens das bacias hidrográficas nos estados do Piauí, Ceará, Rio
Grande do Norte e Paraíba. A semente de um fruto maduro contém uma amêndoa rica em óleo
secante, sendo suas principais aplicações: a) indústria de tintas automobilística e para
impressoras; b) vernizes. Essa espécie pode ser importante para a sustentabilidade do biodiesel
no Semi-Árido, além do fato que a colheita é realizada no período de entressafra (de dezembro a
fevereiro), que representa uma escassez de renda para agricultura familiar (Melo, 2006).
A história da oiticica começa em 1843, quando Martins a classificou no gênero Moquilia.
Em 1866, Joaquim da Cunha Freire, do Barão de Ibiapaba, montou uma pequena fábrica para a
extração do óleo das sementes, para fins industriais. A empresa fracassou no tratamento de óleo e
no preparo de sabão, que dava um produto de má qualidade atribuído ao mau cheiro do óleo e do
produto.
No período de 1914-1918, a Companhia Fabril e Navegação de natal tentou explorar o
óleo de oiticica, para sabão e para tintas. Os resultados foram medíocres, e a exportação foi mal
sucedida, visto que o óleo endurecia dentro dos tambores por problemas de tratamento.
A fase vitoriosa da indústria da oiticica foi iniciada em 1927. A fábrica Myrian foi posta a
funcionar em 1929. Há, atualmente, 17 usinas de beneficiamento de óleo no nordeste,
trabalhando com óleos de algodão, mamona e algumas com oiticica (Aboissa, 2007).
Segundo Melo (2006), o teor médio de óleo nas amostras de amêndoas das sementes de
oiticica em base seca foi de 54% com variações de 2% no teor de óleo observado entre as
diversas extrações. Na Tabela 6 algumas características do óleo de oiticica.
Tabela 6 – Propriedades do óleo de oiticica (Fonte : Melo, 2006)
Característica Método Unidade Valor
Índice de acidez ASTM D 664 mg KOH/g 1,19
Massa específica a 20°C ASTM D 4052 kg/m3 962,60
Viscosidade Cinemática a 40°C ASTM D 445 cSt 133,90
15
Na Tabela 7 as propriedades são avaliadas em função do biodiesel produzido em
comparação com as especificações da portaria ANP N° 42/2004 e com as especificações do óleo
diesel mineral (petrodiesel).
Tabela 7 – Propriedades do biodiesel de oiticica (Fonte : Melo, 2006)
Característica Método Unidade Valor B100 Diesel
Índice de acidez ASTM D 664 mg KOH/g 0,41 ≤0,80 -
Massa específica a 20°C ASTM D 4052 kg/m3 932,40 - 820 a 880
Ponto de Fulgor ASTM D 93 °C 130,00 ≥100 ≥38
Viscosidade Cinemática
a 40°C ASTM D 445 cSt 12,68 - 2,5 a 5,5
3.4.4 Sebo Bovino
O Brasil possui o segundo maior rebanho de gado bovino do mundo, produzindo
anualmente 200.000 toneladas de sebo bovino. Esse resíduo gorduroso é constituído por
triacilglicerídeos que tem na sua composição principalmente os ácidos palmítico (~ 30%),
esteárico (~ 20-25%) e oléico (~ 45%) (Aboissa, 2005). Considerando a sua alta produção e
baixo custo de comercialização, o sebo bovino apresenta-se como uma opção de matéria-prima
para a produção de biodiesel, combustível alternativo ao diesel de petróleo. As especificações do
sebo bovino são apresentadas na Tabela 8.
Tabela 8- Especificações para o Sebo Bovino (Fonte: Moura, 2006)
Índice de acidez ( mg KOH/g) 1,88
Massa específica a 20°C (kg/m3) 906,00
Viscosidade cinemática a 50°C ( cSt) 34,497
O sebo para ser utilizado na produção de biodiesel deve estar líquido. O transporte da
graxaria até a indústria de biodiesel deve possuir sistema de aquecimento adequado, pois a 30ºC
o sebo já se apresenta na fase sólida.
16
As condições reacionais para a produção do biodiesel metílico do sebo bovino exigem
temperaturas altas, em torno de 70º C, pois essa gordura é sólida até a temperatura de 30 °C
dificultando a transferência de massa (Moura, 2006).
A produção do biodiesel de gordura animal apresenta alguns inconvenientes, pois eles
necessitam de uma esterificação ácida e geralmente há formação de água devido à reação,
podendo levar a formação de sabão.
3.5 Óleo Diesel
O óleo diesel é um derivado do petróleo com faixa de destilação entre 200°C e 300°C,
contendo moléculas com cerca de 12 a 24 átomos de carbono. No Brasil o diesel representa cerca
de 38% em volume do barril de petróleo processado, mesmo assim, cerca de 6% do seu consumo
no mercado interno é importado. O consumo brasileiro de óleo diesel deve-se, basicamente ao
setor de transportes que representa cerca de 80% desse mercado, dos quais, 94% são destinados
ao transporte rodoviário (Valle, 2007).
O diesel é formulado pela mistura de diversas correntes, tais como gasóleos, nafta pesada,
diesel leve e diesel pesado, provenientes das etapas de processamento de petróleo bruto. No
Brasil, os óleos usados em motores automotivos são obtidos, predominantemente, por destilação
atmosférica. O óleo obtido por craqueamento catalítico, denominado óleo leve de resíduo, é de
baixa qualidade e necessita de tratamentos adicionais.
A American Society for Testing and Materials (ASTM), utiliza a norma ASTM D975
para a especificação do diesel. Esta norma está sendo sempre revisada, incorporando novos testes
e alterações nas especificações já existentes, em função da constante demanda pela melhoria da
qualidade do diesel. No Brasil são especificados quatro tipos básicos de óleo diesel para uso em
motores de ônibus, caminhões, carretas, veículos utilitários, embarcações, etc (Valle, 2007).
Óleo diesel automotivo interior – para uso em todas as regiões do Brasil exceto nas
regiões metropolitanas, onde é indispensável o diesel tipo D.
Óleo diesel automotivo metropolitano – obrigatório para uso nas regiões metropolitanas
especificadas pela ANP, tais como São Paulo, Santos, Cubatão, Salvador, Aracaju, Rio
de Janeiro, Recife e Fortaleza.
17
Óleo padrão – desenvolvido para atender às exigências específicas dos testes de aviação,
de consumo de emissão de poluentes pelos motores diesel. É utilizado pelos fabricantes
de motores e pelos órgãos responsáveis pela homologação dos mesmos.
Óleo diesel marítimo – produzido exclusivamente para utilização em motores de
embarcações marítimas (fragatas e corvetas).
Como propriedades do escoamento de um combustível a frio têm-se o ponto de névoa
(PN) e o ponto de entupimento a frio (PEF). Ressalta-se que em um motor a diesel, o
combustível passa por filtros muito finos antes de alimentar a bomba de injeção. O combustível
deve estar livre de contaminantes e partículas em suspensão. Entretanto, no caso do óleo diesel,
certas parafinas podem cristalizar e entupir o filtro. Este fato faz com que as especificações do
diesel a baixas temperaturas sejam muito rígidas e, em veículos mais modernos, sejam instalados
sistemas de aquecimento do combustível (Valle, 2007). O PN indica o início da formação de
parafina durante o escoamento de um combustível em temperaturas baixas. Seu valor deve estar
a baixo da menor temperatura externa, a ambiente, para evitar que os filtros entupam
dificultando a partida do motor. O PN do diesel deve ficar entre 2 a 8º C.
A Tabela 9 mostra a propriedade para o ponto de entupimento do filtro a frio para o diesel
automotivo.
Tabela 9 – Ponto de Entupimento do Filtro a Frio (Fonte: Valle, 2007)
Unidades da
Federação
Limite Máximo (°C)
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
SP;MG;MS 12 12 12 7 3 3 3 3 7 9 9 12
GO;DF;ES;RJ 12 12 12 10 5 5 5 8 8 10 12 12
PR;SC;RS 10 10 7 7 0 0 0 0 0 7 7 10
3.5.1 Características do diesel
Segundo Valle (2007) um bom combustível para motores a diesel deve ter como
características: a) Apresentar ótima qualidade de ignição, de maneira que a combustão se inicie o
mais rápido possível após a injeção; b) Proporcionar queima limpa e completa, com o mínimo de
resíduos, depósitos e cinzas; c) Não ser corrosivo e não produzir pela combustão gases tóxicos e
18
corrosivos; d) Ser facilmente atomizável, de forma a se obter uma ótima mistura com o ar; e)
Escoar perfeitamente em baixas temperaturas; f) Não conter água, nem sedimentos, os quais
ocasionariam a interrupção do fluxo de combustível para os cilindros e proporcionar segurança
de manuseio e estocagem.
Quando é dada a partida a frio em um motor diesel, o calor de compressão da mistura
ar/combustível é a única fonte de energia disponível para aquecer a câmara de combustão, até
cerca de 400 °C, onde há início da combustão espontânea do diesel. Com as paredes da câmara
de combustão a temperatura ambiente, a maior parte do calor de combustão é usada para aquecer
o motor. Na partida o movimento dos pistões é mais lento, para dar mais tempo ao ar para
aquecer as paredes da câmara (Valle, 2007).
As propriedades que definem as características do diesel como combustível são: a) massa
específica; b) volatilidade, expressa pela curva de destilação ASTM; c) viscosidade; d)
características a baixa temperatura.
O diesel passa através de filtros muito finos antes de entrar na bomba de injeção, um
sistema complexo, e deve estar livre de contaminantes e partículas em suspensão. Entretanto,
certas parafinas podem cristalizar, entupir o filtro e paralisar o veículo. Isto faz com que as
especificações do diesel a baixas temperaturas sejam rígidas e, em veículos mais modernos, são
instalados sistemas de aquecimento do combustível.
3.5.2 Número de cetano (NC)
Para motores a diesel, o combustível deve ter uma estrutura química que favoreça a auto-
ignição e quanto mais parafínico for o óleo, melhores serão suas características de ignição. A
qualidade de um óleo diesel é medida por comparação com padrões: um de boa qualidade
(produto parafínico) e outro de má qualidade (produto aromático). Esta propriedade é expressa
pelo número de cetano.
O número de cetano é uma medida da capacidade do combustível entrar em combustão
(auto-ignição) sob as condições do motor. O combustível inicia a queima após um período de
tempo pequeno, logo após a injeção, isto é, existe um tempo de retardo de ignição (RI). Quanto
maior o NC, menor o RI, porém a relação entre essas duas propriedades obtida da medida do
número de cetano pode ser diferente quando usada em outro motor.
Além de afetarem a auto-ignição, maiores números de cetano levam a: a) menor
temperatura de partida da máquina; b) redução dos esforços sobre os componentes metálicos do
19
cilindro, em decorrência da redução da detonação; c) menor formação de depósitos de carbono
na câmara de combustão, devido esta ser mais completa; d) menor produção de fuligem (material
particulado) e NOx (Valle, 2007).
3.5.3 Viscosidade cinemática e lubricidade do diesel
A viscosidade é, também, uma propriedade cujos limites devem ser especificados. Um
fluido muito viscoso aumenta a queda de pressão na bomba e nos injetores, o que tende a
diminuir a pressão de injeção e o grau de atomização do combustível no cilindro do motor. Por
outro lado, uma viscosidade muito baixa pode causar problemas na bomba de injeção. A
viscosidade está relacionada ao peso molecular mais do que à classe a qual pertence a molécula.
Para um mesmo número de carbonos, os naftênicos possuem uma viscosidade ligeiramente
superior à das parafinas e a dos aromáticos (Valle, 2007; Knothe, 2005).
A lubricidade é a capacidade de reduzir o atrito entre duas superfícies sólidas em
movimento e está associada diretamente à viscosidade. Combustíveis com alta viscosidade
possibilitam uma melhor lubrificação hidrodinâmica, porém a especificação ASTM D975
estabelece um valor máximo para a viscosidade. Em geral, o diesel é um bom lubrificante,
devido à presença de traços de compostos contendo oxigênio e nitrogênio na molécula e de
certas classes de compostos aromáticos. Estes compostos estão presentes no diesel, mas podem
ser alterados após os processos de hidrotratamento. Porém, reduzir o teor de aromáticos e de
enxofre não significa, necessariamente, ter um diesel de baixa lubricidade (Valle, 2007).
A viscosidade cinemática de um diesel é controlada em uma faixa, com vistas a
minimizar os problemas acarretados pelas altas e baixas viscosidades. Estas devem ser evitadas
de forma a: a) Diminuir o desgaste das partes do sistema de injeção auto-lubrificadas do diesel, o
que levaria a vazamentos e conseqüente formação de resíduos de carbono nestes pontos; b)
Minimizar os vazamentos na bomba de combustível, para reduzir as perdas; c) Evitar a injeção
insuficiente de produtos na câmara de combustão, o que acarretaria em uma mistura inadequada
com o ar e combustão deficiente.
3.5.4 Massa específica do óleo diesel
A especificação de uma massa específica máxima e mínima é necessária, porque a bomba
de injeção de combustível é regulada por vazão volumétrica. Uma massa específica baixa
significa massa inferior ao desejado, o que resulta em perda de potência no motor. Por outro
20
lado, massa específica acima do valor máximo especificado pode resultar em uma queima
incompleta na câmara de combustão, resultando no aumento de produção de poluentes.
A massa específica está ligada ao poder calorífico do diesel. Para compostos de uma
mesma família, a massa específica aumenta com o número de carbonos e, para compostos com o
mesmo número de carbonos, a ordem crescente do valor desta propriedade é: parafinas,
naftênicos e aromáticos. Alteração na massa específica do combustível afeta o conteúdo
energético introduzido no motor. Estudos mostram que a redução da massa específica tende a
aumentar a emissão de NOx nos motores não equipados com injeção eletrônica (Valle, 2007).
3.6 Fundamentos da Reologia
A reologia é o estudo do comportamento deformacional e do fluxo de matéria submetido
a tensões, sob determinadas condições termodinâmicas (Schramm, 2006). Uma propriedade
importante a ser estudada é a viscosidade que é a medida da resistência interna ou fricção interna
de uma substância ao fluxo quando submetida a uma tensão. Quanto mais viscosa a massa, mais
difícil de escoar e maior o seu coeficiente de viscosidade. Um fluido é uma substância que se
deforma continuamente quando sujeito à ação de uma força. Os fluidos reais (líquidos, gases,
sólidos fluidizados) apresentam uma resistência à deformação ou ao escoamento quando
submetidos a uma determinada tensão. Para os gases, a viscosidade está relacionada com a
transferência de impulso devido à agitação molecular. Já a viscosidade dos líquidos relaciona-se
mais com as forças de coesão entre as moléculas.
Os líquidos viscosos não possuem forma geométrica definida e escoam irreversivelmente
quando submetidos a forças externas. Por outro lado, os sólidos elásticos apresentam forma
geométrica bem definida e se deformados pela ação de forças externas, assumem outra forma
geométrica de equilíbrio.
Muitos materiais apresentam um comportamento mecânico intermediário entre estes dois
extremos, evidenciando tanto características viscosas como elásticas e, por este motivo, são
conhecidos como viscoelásticos (Schramm, 2006).
A tensão de cisalhamento é a quantidade de força aplicada em uma determinada área do
fluido. A força cisalhante aplicada em uma determinada área de um fluido em contato com o
plano estacionário é a tensão de cisalhamento, definida matematicamente como:
21
AreaForça
=τ (05)
Onde: τ : tensão de cisalhamento, (Pa).
A taxa de cisalhamento é definida como o gradiente de velocidade de cisalhamento por uma
determinada distância.
dxdV
=γ (06)
Onde: γ : Taxa de cisalhamento, (s-1);
V: Velocidade ( m/s);
x: Coordenada cartesiana ( m)
Alguns fluidos necessitam de uma força inicial para que comecem a fluir, esta força é
denominada de tensão de deformação inicial (Yield Stress). A definição de dicionário para o
verbo “Yield” é “abrir caminho por ação de uma força” que implica em uma abrupta e extrema
mudança no comportamento em relação ao estado de menor resistência.
3.6.1 Modelos de Escoamento
O fluido Newtoniano, ou um material classificado como Newtoniano, é aquele cuja
viscosidade é igual, independente da taxa de cisalhamento na qual é medido, numa dada
temperatura. Podemos citar a água, solventes, soluções muito diluídas, óleos minerais e fluidos
de silicone. Ao contrário, temos os fluidos não-newtonianos que podem ser classificados em dois
subgrupos: os dependentes do tempo e os independentes do tempo.
Os fluidos não-newtonianos independentes do tempo são classificados como:
a) Pseudoplásticos, quando a viscosidade decresce com o aumento da taxa de cisalhamento. Com
o aumento das taxas de cisalhamento, partículas rígidas se orientam na direção do fluxo. Nas
moléculas poliméricas em solução ou no estado fundido, os entrelaçamentos entre elas podem
ser desfeitos, as moléculas se orientam e alinham na direção do fluxo. Alinhamentos de
moléculas ou partículas permitem que elas escorreguem umas sobre as outras mais facilmente. O
cisalhamento também pode induzir a quebra de agregados, o que pode auxiliar um material a
22
escoar mais rápido a uma determinada tensão de cisalhamento (Schramm, 2006). Isto pode ser
observado na Figura 1.
Figura 1: Dispersões em repouso e fluindo através de um tubo (Fonte: Schramm, 2006)
b) Dilatante, quando a viscosidade aumenta com o aumento da taxa de cisalhamento. Podemos
citar argilas, lama, amido de milho em água.
c) Plásticos de Bingham, se o material apresenta forças internas que o impeçam de fluir, até
atingir a tensão de deformação inicial e em seguida começa a fluir apresentando um
comportamento Newtoniano. A Figura 2 mostra o perfil esperado para o comportamento
reológico de acordo com as propriedades de cada fluido.
Figura 2: Curvas de fluxo e de viscosidade para fluidos generalizados (Fonte: Schramm, 2006)
Alguns fluidos apresentam mudança na viscosidade em função do tempo sob condições
constantes de taxa de cisalhamento e estes fluidos são chamados de não-newtonianos
dependentes do tempo. Há duas categorias a serem consideradas: a) Fluidos tixotrópicos são
fluidos cuja viscosidade decresce com o tempo, enquanto são submetidos a um constante
23
cisalhamento, as medidas de viscosidade num curso de velocidade de alta para baixa e vice-
versa, obtendo nas leituras ascendentes, valores diferentes dos obtidos nas leituras descendentes;
b) Fluidos reopéticos são fluidos cuja viscosidade aumenta com o tempo a um cisalhamento
constante.
3.6.2 Equações Constitutivas
O comportamento do escoamento dos fluidos pode ser representado por modelos
fenomelógicos ou equações constitutivas como o Modelo de Ostwald-de-Waele ou Modelo da
Potência que é utilizado tanto para fluidos pseudoplásticos como para fluidos dilatantes, e pode
ser matematicamente representado por:
1n
x xyx
du duKdy dy
τ−
= − (07)
Na qual: K é o índice de consistência do fluido, n (índice de comportamento) dado pelo
coeficiente angular da curva. No caso de fluidos pseudoplásticos o valor de “n” é menor que a
unidade e para fluidos dilatantes o valor de n é maior que a unidade.
O Modelo de Bingham é utilizado em fluidos plásticos de Bingham, onde este tipo de
fluido apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação (ou de
cisalhamento), a partir do momento em que se atinge uma tensão de cisalhamento inicial. Este
modelo é descrito por:
0 0 0x
yx yxdu parady
τ τ ν τ τ= ± − > (08)
00xyx
du parady
τ τ= < (09)
Onde: 0τ : Tensão de cisalhamento inicial, (Pa);
0ν : Constante análoga à viscosidade de fluidos Newtonianos, (Pa.s).
24
O Modelo de Herschel-Bulkley, também conhecido como Modelo de Bingham
generalizado. Este modelo prever uma tensão inicial para começar o escoamento do fluido.
Entretanto, a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento não é linear,
depende do expoente adimensional m, sendo este característico de cada fluido.
0 0 0
mx
yx yxdu parady
τ τ ν τ τ⎛ ⎞
= ± − >⎜ ⎟⎝ ⎠
(10)
00xyx
du parady
τ τ= < (11)
O Modelo de Casson é comumente utilizado para descrever fluidos em estado
estacionário. É pode ser representado pela seguinte Equação:
1/21/2 1/2
0 0 0
n
xyx yx
du parady
τ τ ν τ τ⎛ ⎞⎜ ⎟= + >⎜ ⎟⎝ ⎠
(12)
0 0yx yxparaτ τ τ τ= < (13)
Fluidos viscoelásticos são fluidos que possuem características de líquidos viscosos com
propriedades elásticas e de sólidos com propriedades viscosas, ou seja, possuem propriedades
elásticas e viscosas. Um modelo que descreve este tipo de comportamento é o Modelo de
Maxwell (Equação 14).
0y ji
ijj i
d dVdVtdt dx dxτ
τ ν⎛ ⎞
+ = − +⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
(14)
Onde: 0t Gν= : Tempo característico do fluido em estudo
G: Módulo de rigidez cisalhante do fluido, N/m2 .
25
3.6.3 Modelos Semi-empíricos
Estudos realizados por Allen et al. (1998) mostraram que a viscosidade cinemática de
misturas de hidrocarbonetos a uma temperatura específica pode ser determinada pela massa
específica dos hidrocarbonetos e peso molecular. Estes estudos levaram a conclusão que a
viscosidade individual de ésteres de ácidos graxos saturados (C8 – C18) obtidos por rota metílica
e etílicas a 40ºC, pode ser estimada com a associação de equações empíricas nas seguintes
situações para: a) Ésteres metílicos saturados (Equação 15); b) Ésteres etílicos saturados
(Equação 16); c) Ésteres metílicos insaturados (Equação 17); d) Ésteres etílicos insaturados
(Equação 18); e) Modelo de mistura de Arrhenius (Equação 19):
15,20242,01005,1 24 +−×= −−− iiSATMEi MMν (15)
28,20264,01016,1 24 +−×= −
−− iiSATEEi MMν (16)
73,415,1153,0 2 +−=−− NDBNDBINSATMEiν (17)
82,409,1147,0 2 +−=−− NDBNDBINSATEEiν (18)
∑=
=n
iiiy
1lnln νν (19)
Onde: M: Peso molar do componente em estudo;
NDB: Número de duplas ligações.
A viscosidade dos líquidos diminui com o aumento da temperatura, podendo a relação de
dependência entre essas duas variáveis pode ser expressa pela Equação (20).
TB
eA'ln =⇒+= ννTBA (20)
26
A Equação (20) foi proposta por Guzman em 1913, sendo, porém, conhecida como
Equação ou Modelo de Andrade. Variações deste modelo têm sido propostas a fim de aumentar a
exatidão da correlação. Outro modelo que descreve o efeito da temperatura sobre a viscosidade
cinemática envolvendo o uso de um terceiro parâmetro é conhecido como Equação de Vogel
(Reid et al.,1987).
CTBA+
+=νln (21)
Estudos foram realizados por Liew (1992) para a massa específica e as viscosidades de
metil ésteres derivados do ácido hexanóico, heptanóico, octanóico, decanóico. A massa
específica destes compostos foi determinada na faixa de temperatura variando 10 a 80°C com
incrementos de 5°C. A correlação proposta para massa específica é mostrada na Equação (22).
Esta correlação apresenta desvios em relação ao valor predito em torno de 0,1 %.
TBA LLT +=)(ρ (22)
Sendo a viscosidade a diferentes temperaturas geralmente, avaliada pela “Teoria de
Estado Ativado de Eyring”. Esta teoria explica que o líquido é formado por moléculas
intercaladas por posições desocupadas e estas moléculas, mesmo com o líquido em repouso,
movem-se de modo a ocuparem os espaços vazios adjacentes às mesmas (Ribeiro, 2003).
A viscosidade está relacionada com a força que atua em sentido contrário ao movimento,
sendo assim, quanto maior a viscosidade, maior será a barreira potencial que uma molécula terá
que vencer a fim de “saltar” para um espaço vazio adjacente. Onde esta barreira de energia
possui uma altura de ~
0
N
G+
Δ (Figura 3).
27
Figura 3: Representação esquemática do fluido viscoso (Fonte: Bird et al., 2002)
Krisnangkura (2005) partiu do modelo de Eyring para propor modelos empíricos para a
viscosidade de ácidos graxos metílicos e etílicos tendo como variáveis independentes da
composição da molécula e a temperatura. Os efeitos da temperatura e da composição da
molécula sobre a viscosidade cinemática dos ácidos graxos são avaliados individualmente, pelas
Equações 23 a 29. Estes modelos são utilizados nas seguintes para: a) Cálculo da viscosidade de
ésteres metílicos de cadeia curta de 06 a 12 átomos de carbono (Equação 23); b) Cálculo da
viscosidade de ésteres metílicos de cadeia saturada a partir de 16 átomos de carbono (Equação
24); c) Cálculo da viscosidade de ácidos graxos (Equação 25); d) Cálculo da viscosidade de
ésteres metílicos de cadeia insaturada (Equação 26 a 29).
Tz
Tz 35,10812,492158,0915,2ln ++−−=ν (23)
Tz
Tz 77,10966,403202,0177,2ln ++−−=ν (24)
Tz
Tz 31,17312,657326,0496,2ln ++−−=ν (25)
T5,205103,5ln 1:18 +−=ν (26)
28
T5,182251,4ln 2:18 +−=ν (27)
T5,168518,4ln 3:18 +−=ν (28)
T2,232642,5ln 1:22 +−=ν (29)
Onde: z : Número de carbonos da série homóloga;
T: Temperatura absoluta (K).
Tate e Allen (2006) propuseram um modelo empírico para a viscosidade absoluta em
função da temperatura para ésteres etílicos produzidos a partir de diferentes matérias-primas
(soja, óleo de peixe e canola) para determinadas taxas de cisalhamento (Equação 30), admitindo-
se estas como sendo constantes.
2lnTC
TBA ++=μ (30)
Onde:
A, B e C: Parâmetros da Equação 30, são funções da composição do biodiesel;
T: Temperatura absoluta (K).
Partindo deste modelo, Joshi e Pegg (2006), propuseram um modelo para a viscosidade
absoluta de misturas diesel/biodiesel em função da temperatura sob taxa de cisalhamento
constante (Equação 31).
ln m ix BBA C VT
μ = + + (31)
Onde:
A, B e C: Parâmetros da Equação 31, são funções da composição do biodiesel.
T: Temperatura absoluta (K);
VB: Fração volumétrica (%) de biodiesel na mistura.
29
3.7 Métodos para Análise Estatística de Modelos
3.7.1 Análise de Resíduos
Importantes discrepâncias ainda podem existir mesmo o modelo passando pelo teste F.
Essas discrepâncias podem ser detectadas através da análise de resíduos, examinando a causa dos
desvios entre os dados experimentais e calculados da variável dependente.
A análise de resíduo é assim um meio de checar se uma ou mais hipóteses da regressão
foram violadas.
Deve ser claro que o procedimento padrão para a análise de dados é o de propor um
modelo matemático que descreva uma situação física, para estimar os parâmetros desconhecidos
do modelo e, por conseguinte, para tirar conclusões a partir de dados. Para que as conclusões
possam ser válidas, é importante que o modelo seja cuidadosamente controlado. Isto pode ser
feito, realizando uma análise dos resíduos. O resíduo de uma observação é a diferença entre o
valor observado e o valor predito após a montagem do modelo.
Resíduo = valor observado – valor predito (32)
A Figura 4 é um gráfico do resíduo versus o valor calculado de iY . Nenhuma anomalia
nos dados foi notada, exceto talvez um resíduo igual a 1,80. Fatores tais como: a) saídas
sistemáticas para equação de regressão estimada (pois o modelo não é adequado), ou b)Variância
não constante pode ser percebidas em tais gráficos.
Figura 4- Gráfico para análise de resíduo
30
Uma técnica similar pode ser aplicada a muitas outras situações, incluindo a análise de
variância e regressão modelos. Um exame preliminar dos resíduos deve ser suficiente para
detectar eventuais desvios nos modelos. Quando os resíduos são claramente não-aleatórios, pode
ser que o tipo de modelo seja inadequado e/ou que os parâmetros do modelo foram estimados
incorretamente.
Outra importante utilização dos resíduos é detectar falsos resultados de um conjunto de
dados. Estas são observações "grosseiras" que não parecem ser coerentes com o resto dos dados.
Um procedimento comum é de rejeitar observações cujo resíduo é mais de quatro vezes o desvio
padrão residual.
3.7.2 Análise de Variância (ANOVA)
O termo análise de variância vem do inglês Analysis of variance portanto, chama-se
“ANOVA” ( AN significa analysis, O equivale a of e VA de variance). A análise de variância
serve para comparar tratamentos, embora exija o cálculo de variâncias, na realidade compara
médias de tratamentos. Esta comparação se faz por meio do teste F, sendo, portanto uma
extensão do teste t de student que compara apenas duas médias, ao contrário da ANOVA que
permite comparação de qualquer número de médias (Vieira, 2006).
3.7.3 Teste de Aderência de Modelos (Teste χ2)
Dados podem ser frequentemente classificados em k classes mutuamente exclusivas ou
categorias. Quando precisamos de um teste para ver se as freqüências observadas em cada
categoria são significativamente diferentes daquelas que poderiam ser esperados se as hipóteses
fossem verdadeiras, faz-se uso do seguinte teorema:
Se o1, ..., ok e np1, ..., npk são as freqüências observada e esperada para k possíveis
resultados de um experimento, quando, n é grande, a quantidade de distribuição:
2
1
( )ki i
i i
o npnp=
−∑ (33)
31
É aproximadamente o χ2 da variável randômica com (k-1) graus de liberdade. Sendo que
um desses é perdido devido à restrição:
1 1
k k
i ii i
o n e= =
= =∑ ∑ (34)
O ponto é tal que existe uma probabilidade α de se observar um valor maior que χ2,
com ni graus de liberdade. O valor observado de χ2 do teste estatístico será denotado por χ02. Se a
hipótese nula não é verdadeira, significa que o modelo proposto não é adequado, então nós
esperamos χ02 seja “grande”.
O χ2 teste também pode ser usado para testar o grau de ajuste quando a hipótese nula
depende de parâmetros desconhecidos que devem ser calculados a partir dos dados. Um grau de
liberdade é deduzido para cada parâmetro estimado a partir dos dados. Nota-se que é preferível à
utilização de estimativas com máxima verossimilhança. A estatística de ensaio é frequentemente
escrito:
2
1
( . . ).
k
i
valor observado valor esperadovalor esperado=
−∑ (35)
2,ναχ
32
4. Materiais e Metodologia Experimental
4.1 Matéria-Prima
O diesel metropolitano (Tipo D) utilizado nos experimentos foi coletado em um posto de
combustível na cidade do Recife, formando um lote que foi utilizado em todos os testes a fim de
fazer uma comparação das misturas diesel/biodiesel a partir de diferentes matérias-primas. O
óleo de mamona classe A, foi fornecido pela Proquinor S.A.. O óleo de algodão, tipo1, grau
alimentício foi adquirido em supermercados da cidade do Recife. O sebo bovino e seu respectivo
biodiesel foram gentilmente cedidos pela Usina de Biodiesel do Grupo Bertin S.A., enquanto que
os biodiesel das demais matérias-primas foram produzidos na planta-piloto de produção de
biodiesel do Laboratório de Combustíveis da UFPE.
4.2 Caracterização do Comportamento Reológico
A obtenção de dados referentes à caracterização do comportamento reológico dos óleos
vegetais/gordura animal, biodiesel e suas misturas diesel/biodiesel foram realizadas no
Laboratório de Química de Interfaces da UFPE (LQI-UFPE.). Utilizou-se um reômetro do tipo
Searle ou de cilindros coaxiais, Marca Brookfield, Modelo LVDV-III, (Figura 5) e uma câmara
para amostra, Modelo SC4-13RPY. Foram utilizados distintos modelos de spindles para
caracterizar reologicamente os óleos vegetais (algodão, mamona, oiticica)/gordura animal (sebo
bovino) (spindles SC4-31) e seus respectivos biodiesel (spindles SC4-18), uma vez estes
materiais possuem viscosidades de ordem distintas (103 e 101 mPa.s, respectivamente). As
medidas foram realizadas na faixa de temperatura de 20 a 60°C, exceto para o sebo bovino, onde
o estudo foi realizado na faixa de 50 a 80°C (temperatura mínima em que o sebo tornou-se
líquido). Os dados de viscosidade aparente (ηap), tensão de cisalhamento (σ) e taxa de
cisalhamento (γ ), foram obtidos utilizando o Software Rheocalc, versão V2.3 forneceido pela
Brookfield Engineering Laboratories, EUA . O equipamento consiste de um cilindro externo,
“copo”, que é fixo, permitindo um fácil controle da temperatura através de um trocador de calor
externo composto por um fluido térmico, um banho com temperatura constante e um circulador.
O movimento do cilindro interno força o líquido presente no espaçamento anular entre os
cilindros (gap) a fluir. A resistência do líquido cisalhado (entre os limites estacionário e
rotacional) resulta em um torque, relacionado à viscosidade.
33
(a) (b) (c)
Figura 5 – Equipamentos utilizados na caracterização reológica (LAM - UFPE.): (a) Reômetro
Brookfield LVDV-III, (b) Câmara para amostra, (c) Spindles
4.3 Massa Específica dos Óleos, Biodiesel e Misturas Diesel/Biodiesel
A massa específica dos óleos vegetais/gordura animal foi medida em um densímetro de
bancada marca Anton-Paar DMA 4500 com controle da temperatura e incerteza na quinta casa
decimal (Figura 6). Foram realizadas medições na faixa de temperatura de 20°C a 60°C,
variando de 10°C em 10°C.
A segunda etapa do procedimento experimental consistiu na preparação gravimétrica de
misturas diesel/biodiesel com frações mássicas de biodiesel de 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%,
50%.A preparação foi feita fazendo-se uso de uma balança semi-analítica Metler-Toledo de
incerteza± 0,01 g. As misturas foram preparadas gravimetricamente em vez de volumetricamente
para evitar o efeito da temperatura sobre o volume.
Para o cálculo das frações volumétricas foi necessário efetuar a medição da massa
específica a 20°C para cada um dos combustíveis. Os resultados também foram expressos em
frações volumétricas porque é dessa forma que o mercado de combustíveis opera.
34
Figura 6 - Densímetro de Bancada Anton-Paar DMA 4500
4.4 Viscosidade Cinemática dos Óleos, Biodiesel e Misturas Diesel/Biodiesel
A viscosidade cinemática dos óleos vegetais/gordura animal, seus respectivos biodiesel e
misturas diesel/biodiesel foi obtida através do quociente entre a viscosidade dinâmica medida no
reômetro e a massa especifica na faixa de temperatura estudada. Estes resultados foram aplicados
no Modelo de Andrade (Equação 20) e, avaliou-se o ajuste do Modelo aos dados experimentais.
Os parâmetros (“AA” e “BA”) do Modelo de Andrade para os óleos vegetais/gordura animal, os
biodiesel e as misturas diesel/biodiesel foram obtidos através do método de regressão não-linear.
4.5 Caracterização Química dos Biodiesel e sua Matéria-Prima
A caracterização da composição química dos óleos vegetais/gordura animal e dos
respectivos biodiesel foi feita utilizando-se técnica de cromatografia gasosa (cromatógrafo
Marca CG. Modelo CG Master). Foi usada coluna capilar Marca Carbowax com as
características apresentadas na Tabela 10. Utilizou-se como eluente hidrogênio provido pela
White Martins.
Para a caracterização do óleos vegetais/gordura animal utilizou-se o Método de
Hartmann e Lago (1973). Segundo este método, o óleo é esterificado antes de ser injetado na
coluna. Duas fases originam-se deste procedimento, sendo a fase orgânica aquela que contêm os
ésteres dos ácidos graxos contidos nos óleos a serem analisados e a outra fase contém o glicerol,
admitindo-se que a conversão de ésteres seja total. A caracterização dos biodiesel não requer tal
procedimento, sendo então este material injetado diretamente no cromatógrafo.
35
Tabela 10 - Dados característicos da coluna capilar
Parâmetro Valor
Comprimento (m) 30,00
Diâmetro (mm) 0,53
Espessura do Filme de Polietileno glicol (µm) 1,00
4.6 Metodologia para Verificação de Modelos Semi-empíricos
Nesta etapa do projeto de pesquisa, o Modelo de Andrade que foi proposto para
representar a dependência da viscosidade cinemática de líquidos com a temperatura, Equação
(20). Esta utiliza os dados experimentais obtidos para a viscosidade cinemática dos óleos
vegetais/gordura animal, do biodiesel e das misturas diesel/biodiesel para testar a metodologia
estatística para ajuste de modelos a dados experimentais, avaliação de parâmetros dos modelos.
Os métodos da análise de regressão não-linear e análise de resíduos foram utilizados para
ajustar os modelos aos dados experimentais e avaliar os parâmetros do Modelo de Andrade
(“AA” e “BA”) e a análise de resíduo foi utilizada para checar se uma ou mais hipóteses da
regressão foram violadas. O algoritmo foi desenvolvido e implementado no software Matlab
versão 7.0.1.
O Modelo de Krisnankgura (2005) foi proposto para representar a dependência da
viscosidade cinemática dos biocombustíveis e matéria-prima com a temperatura e a composição
química dos mesmos (Equações 23 a 29). A partir dos dados experimentais da composição,
obtidos por cromatografia, utiliza-se as equações do Modelo para calcular os valores de
viscosidade preditos e então compara-se com aqueles experimentais obtidos por reometria.
As equações empíricas idealizadas por Allen (1998) mostraram que a viscosidade
cinemática de misturas de hidrocarbonetos a uma temperatura específica apresenta uma
dependência direta com a massa específica dos hidrocarbonetos e peso molecular. Estes estudos
levaram a conclusão que a viscosidade individual de ésteres de ácidos graxos saturados (C8 –
C18) obtidos por rota etílica e misturas a 40ºC, podem ser representados com desvios pequenos.
36
5. Resultados e Discussão O objetivo deste capítulo é apresentar, e discutir, os resultados obtidos nos estudos
desenvolvidos sobre a caracterização reológica de biodiesel de origem diversa, de suas matérias-
primas e misturas com o diesel. Estes estudos foram abrangentes uma vez que se lançou mão dos
dados empíricos para:
• Obter informações sobre os comportamentos e parâmetros reológicos das matérias-
primas, do biodiesel e das misturas diesel/biodiesel;
• Ajustar modelos preditivos empíricos, oriundos da literatura pertinente, para as
viscosidades cinemática em função da temperatura e da composição média de ésteres
de ácidos graxos presentes no biodiesel.
• Modelo de Arrhenius para a viscosidade de uma mistura líquida foi usado para prever
valores da viscosidade das misturas diesel/biodiesel.
Este capítulo consta dos seguintes itens:
• Caracterização química de biodiesel e de sua matéria-prima;
• Caracterização reológica de biodiesel, de sua matéria-prima, do diesel e das Misturas
diesel/biodiesel;
• Propriedades fluidodinâmicas de biodiesel e das misturas diesel/biodiesel;
• Modelos preditivos fenomenológicos para a viscosidade.
5.1 Caracterização Química
O biodiesel (B100-i) e as misturas diesel/biodiesel (Mistura Bi) utilizados neste trabalho
foram originários das seguintes fontes de ácidos graxos: a): Óleos vegetais: Mamona (O-M),
algodão (O-A), oiticica bruto (O-OB) e oiticica degomado (O-OD); b) Gordura animal: sebo de
bovino refinado (O-SB).
De acordo com a literatura (Knothe, 2007; Allen et al.., 1998; Krinankgura, 2005), o
comportamento reológico dos biodiesel está diretamente relacionado com a composição dos
ésteres de ácidos graxos presentes no biodiesel. Além disso, um dos objetivos centrais deste
trabalho é verificar em que modelo preditivo para a viscosidade do biodiesel, oriundo da
literatura, contendo como uma das variáveis a composição dos ésteres dos ácidos graxos, é mais
37
indicado para cada tipo de biodiesel estudado. Portanto, investigou-se, por meio de
cromatografia gasosa, Método de Hartman e Lago (1973), a composição de ácidos graxos nos
óleos e gordura - O-M, O-A, O-SB e a composição de ésteres metílicos de ácidos graxos nos
biodiesel (B100-M, B100-A e B100-SB). Vale salientar que as composições dos óleos e
biodiesel de oiticica não foram investigadas devido à limitação operacional, i.e.: não se dispunha
dos padrões necessários para se identificar todos compostos cujos os picos apareceram nos
cromatogramas. Figuras 7 a 9 apresentam os cromatogramas obtidos para os óleos, a gordura
animal e seus respectivos biodiesel.
(a)
(b)
Figura 7– Cromatogramas representativos das amostras. (a) O-M; (b) B100-M
(a)
(b)
Figura 8 – Cromatogramas representativos das amostras. (a) O-A; (b) B100-A
38
(a)
(b)
Figura 9 – Cromatogramas representativos das amostras. (a) O-SB; (b) B100-SB
Como se pode observar nas Figuras 7, 8 e 9, Os picos observados nos respectivos
cromatogramas característicos dos ácidos graxos dos mistírico (C14:0); palmítico (C16:0),
esteárico (C18:0), oléico (C18:1), linoléico (C18:2), linolênico (C18:3), ricinoléico (C18:1),
araquidônico (C20:0) (Figuras 7.a., 8.a. e 9.a.) e ésteres metílicos dos respectivos ácidos graxos
(Figuras 7.b., 8.b. e 9.b.). Estes resultados estão coerentes com os encontrados na literatura
(Maia, 2006; Dantas et al.., 2006; Goodrum et al.., 2003 e Moura et al.., 2006). A Tabela 11
apresenta as composições média de ácidos graxos presentes nos óleos e aquelas de ésteres
metílicos de ácidos graxos biodiesel de mamona, algodão e sebo de boi refinado. O erro no valor
da fração dos ácidos graxos associado ao método utilizado é de ± 5%.
Tabela 11 – Composição média de ácidos graxos presentes nos óleos/gordura e de ésteres metílicos de ácidos graxos presentes nos biodiesel.
Componentes (Número de Carbono)
Concentração de ácido graxo/ésteres de ácidos graxos (%)
O-M1 B100-M2 O-A1 B100-A2 O-SB1 B100-SB2
Mistírico (C14:0) Palmítico (C16:0) Estereático (C18:0) Oléico (C18:1) Ricinoléico (C18:1) Linoléico (C18:2) Linolênico (C18:3) Arquidônico (C20:0)
- 3,17 2,06 6,32 80,47
- 7.99
-
- 1,74 1,09 5,31 83,91 7,17 0,77
-
- 13,70 2,30 23,50
- 53,50 3,90 3,40
- 18,68 26,63 46,11
- 8,58
- -
8,69 31,43 30,01 29,87
- - - -
4,09 26,01 27,24 42,66
- - - -
1 Referente aos ácidos graxos; 2 Referente aos ésteres de ácidos graxos.
39
5.2 Caracterização Reológica dos Biodiesel, suas Respectivas Matérias-primas e Diesel. 5.2.1 Biodiesel e suas Respectivas Matérias-primas
O comportamento reológico (CR) de um material fluido é elucidado através da análise das curvas de fluxo (reograma) e de viscosidade construídas com dados originários da reometria de uma dada amostra (Secção 3.6). Neste trabalho estudou-se o CR do biodiesel, da matéria-prima (óleo vegetal, gordura animal) que lhe deu origem e das misturas diesel/biodiesel uma vez que os escoamento e bombeamento dos fluidos de processo em uma usina de biodiesel e a hidrodinâmica da mistura reagente no reator dependem da viscosidade. Desde que a viscosidade absoluta depende da temperatura, investigou-se o CR dos biodiesel, suas respectivas matérias-primas e misturas diesel/biodiesel para distintas temperaturas . As Figuras 10 a 14 apresentam as curvas de fluxo para os óleos vegetais/gordura animal e seus biodiesel, respectivamente.
0 10 20 30 40 50 60 700,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5
9,0
10,5
12,0
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 3000,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5Te
nsão
de
Cis
alha
men
to (P
a)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura 10 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: (a) O-M; (b) B100–M
0 20 40 60 80 1000,0
1,5
3,0
4,5
6,0 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
Tens
ão d
e ci
salh
amen
to (P
a)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,02,2
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
(b) Figura 11 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: (a) O-A; (b) B100-A
40
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0Te
nsão
de
Cis
alha
men
to (P
a)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
50°C 60°C 70°C 80°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 12 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: (a) O-SB refinado; (b) B100-SB
0 10 20 30 40 50 60 70 80 900,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5
9,0
10,5
12,0
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
40°C 50°C 60°C 70°C 80°C
(a)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 900,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5
9,0
10,5
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 13 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: a) O-OB; b) B100 – OB.
0 15 30 45 60 75 900,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5
9,0
10,5
12,0
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 14 - Curvas de fluxo a diversas temperaturas: a) O-OD; b) B100–OD.
41
A análise visual das curvas de fluxos construídas para os O-M, O-A, O-SB, O-OB, O-
OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD, indica que, nas faixas de temperatura e
taxa de cisalhamento das análises reométricas de cada amostra. Estes materiais comportam-se,
possivelmente, como fluidos newtonianos uma vez que a relação funcional entre a tensão de
cisalhamento, τ , e a taxa de deformação, γ , em cada caso, é uma reta cujo prolongamento passa
pela origem. Logo, a viscosidade do material não é função da taxa de deformação.
Outra indicação visual de que estes materiais apresentam comportamento de fluido
newtoniano é dada pela análise das curvas de viscosidade para cada material uma vez que um
líquido puro (i) é considerado como um fluido newtoniano, FN, ou como um fluido não-
newtoniano não dependente do tempo (FNN), a uma dada pressão e temperatura, sua viscosidade
absoluta ou dinâmica, ,μ apresenta as seguintes dependências (ver detalhes na Secção 3.6):
Fluido Newtoniano: C=μ
Fluido Não-Newtoniano )(γμ f=
Com base no exposto, foram construídas as curvas de viscosidade para os O-M, O-A, O-
SB, O-OB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD (Figuras 15 a 19).
0 10 20 30 40 50 60 70
100200300400500600700800900
100011001200
Vis
cosi
dade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
50 100 150 200 250 300
10
15
20
25
30
35
40
45
Vis
cosi
dade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura 15 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: (a) O-M; (b) B100-M
42
0 20 40 60 80 100
20
30
40
50
60
70
80
90
Vis
cosi
dade
(mPa
.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
50 100 150 200 250 300 3502
3
4
5
6
7
8
Vis
cosi
dade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura 16 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: (a) O-A; (b) B100-A
40 80 120 160 200 240 280 320 3605,0
7,5
10,0
12,5
15,0
17,5
20,0
Vis
cosi
dade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
50°C 60°C 70°C 80°C
(a)
50 100 150 200 250 300 350
3,0
4,5
6,0
7,5
9,0V
isco
sida
de (m
Pa.
s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura 17 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: (a) O-SB refinado; (b) B100-SB
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
50
100
150
200
250
Visc
osid
ade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
40°C 50°C 60°C 70°C 80°C
(a)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
25
50
75
100
125
150
175
Visc
osid
ade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 18 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: a) O-OB; b) B100-OB
43
15 30 45 60 75 90
50
100
150
200
250
300V
isco
sida
de (m
Pa.
s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
50 100 150 200 250 300 3505
10
15
20
25
30
Vis
cosi
dade
(mPa
.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 19 - Curvas de viscosidade a diversas temperaturas: a) O-OD; b) B100-OD
Como pode ser observado nas Figuras 15-19, as curvas de fluxos para os O-M, O-A, O-
SB, O-OB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD são constituídas por
linhas retas paralelas ao eixo das abscissas cujo coeficiente linear varia com a temperatura. Esta
informação acrescida daquela obtida da análise dos reogramas construídos para estes líquidos,
levam a indicação de todos comportam-se como fluidos newtonianos dentro da faixa de taxa de
cisalhamento de estudo.
Uma confirmação quantitativa de que o CR dos O-M, O-A, O-SB, O-OB, O-OD, B100-
M, B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD, nas faixas de temperatura estudada e taxa de
cisalhamento a que foi submetida cada amostra, é newtoniano virá do ajuste do Modelo
Generalizado da Potência (Modelo de Ostwald-de-Waele) aos dados empíricos referentes a cada
um destes líquidos. Como é conhecido, o Modelo de Ostwald-de-Waele que é classicamente
empregado para representar o CR dos fluidos da potência - fluidos newtonianos (FN),
pseudoplásticos e dilatantes, é dado por:
[ ] nK γτ = (36)
Onde:
K:
n :
Índice da consistência do fluido que para um FN representa sua viscosidade absoluta a
uma dada temperatura;
Índice de comportamento (Fluido Pseudoplástico: n < 1; Fluido dilatante: n > 1 e FN:
n=1)
44
As Tabelas 12 a 16 apresentam os parâmetros do Modelo de Ostwald-de-Waele para os
O-M, O-A, O-SB, O-OB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD.
Tabela 12 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para o óleo e biodiesel de mamona
Temperatura
(oC)
O-M B100-M
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
60,53 45,65 26,00 23,87 13,14
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,88 99,91 99,99 99,80 99,80
99,05 40,51 3,84 42,66 43,82
3,22 1,97 1,31 1,02 0,74
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,84 99,94 99,92 99,96 99,80
9,67 6,14 5,34 2,16 3,07
Tabela 13 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para os óleo e biodiesel de algodão
Temperatura
(oC)
O-A B100-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
6,61 4,38 3,10 2,27 1,72
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,95 99,99 99,97 99,99
2,17 2,68 0,81 0,82 1,48
0,61 0,48 0,39 0,33 0,27
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,96 99,98 99,97 99,95 99,91
1,45 0,74 0,90 0,93 0,89
Tabela 14 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para o óleo e biodiesel de oiticica bruto
Temperatura
(oC)
O-OB B100-OB
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00
- -
21,50 12,87 8,43 5,71 4,05
- -
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
- -
100,00 100,00 100,00 99,99 99,99
- -
2,60 4,00 4,52 1,97 1,49
12,05 7,28 4,68 3,16 2,24
- -
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
- -
99,93 100,00 100,00 99,97 99,77
- -
10,28 0,97 0,82 2,24 26,57
- -
45
Tabela 15 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para os óleo e biodiesel de oiticica degomado
Temperatura
(oC)
O-OD B100-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
21,87 17,34 10,55 6,94 4,72
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,97 100,00 99,99 100,00 99,97
72,03 1,13 2,91 1,79 3,80
2,73 1,96 1,51 1,14 0,85
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
100,00 99,99 99,97 99,97 99,96
0,91 1,54 3,54 3,57 2,65
Tabela 16 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para a gordura líquida e seu biodiesel
Temperatura
(oC)
O-SB B100-SB K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00* 60,00 70,00 80,00
- - -
1,87 1,41 1,09 0,87
- - -
1,00 1,00 1,00 1,00
- - -
100,00 100,00 100,00 99,98
- - -
0,88 1,29 1,29 1,98
0,76 0,55 0,43 0,36 0,30
- -
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
- -
99,98 99,99 99,99 99,97 99,94
- -
1,34 0,82 1,22 0,62 0,88
- -
*Temperatura mínima em que a gordura de sebo de boi, em estudo, apresentou-se a líquida.
Os resultados das Tabelas 12 a 16 confirmam que, nas faixas de temperatura de estudo e
taxa de cisalhamento a que as amostras foram submetidas, os CR dos O-M, O-A, O-SB, O-OB,
O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD são de fluidos newtonianos, pois o
valor obtido para o índice de comportamento – n - em todos os casos, foi igual a 1 (um). O
coeficiente de correlação e o erro associado com a estimativa deste parâmetro ficaram nas faixas
de 99,91 – 100,00% e 0,74 – 9,67, respectivamente.
Vale salientar nesta análise sobre o CR dos O-M, O-A, O-SB, O-OB, O-OD, B100-M,
B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD que devido ao equipamento (reômetro) e acessórios
(spindles) não se pôde estender as análises reométricas destes líquidos para a região onde a taxa
de cisalhamento tende a zero, assim esclarecendo qualquer dúvida sobre o CR destes fluidos.
Como é sabido, os dados reométricos obtidos quando a taxa de cisalhamento tende a zero é de
extrema importância para uma caracterização reológica de um líquido puro ou mistura de
46
líquidos. Este fato é de tão grande importância que um fluido pseudoplástico pode ser
confundido com um newtoniano, quando as taxas de cisalhamento estão acima do limite inferior
(tendendo a zero), ou mesmo, pode-se obter uma indicação de existência de uma tensão residual,
oτ , sendo então o fluido classificado como pseudoplástico com tensão residual.
A literatura pertinente ao tema traz as seguintes informações: a) CR O-SB e B100-SB:
Goodrum et al.. (2003) observaram para a gordura líquida bovina (sebo de boi) apresentou CR de
um fluido pseudoplástico para faixa de temperatura de 54,4 a 85º C, quando a caracterização
reológica destes fluidos foi realizada tendo a taxa de cisalhamento variado na faixa de 0,32 a
32,34 s-1; b) CR B100-M: Fagundes et al.. (2006) relatam CR de um fluido newtoniano para a
faixa de taxa de deformação de 2,5 a 1000 s-1; c) CR O-A e B100 A: Dantas (2006) observou
comportamentos distintos para estes líquidos para taxa de cislhamento na faixa de 2,5 a 50 s-1, ou
seja: fluido newtoniano e fluido pseudoplástico para O-A e B100-A, respectivamente.
As Tabelas 12 a 16 e as Figuras 11 a 15 evidenciam que o efeito da temperatura sobre o
comportamento reológico do biodiesel e de sua matéria-prima está relacionado principalmente
com o valor do parâmetro do Modelo de Ostwald “ K ”, conhecido como índice de consistência,
ou, em termos do conceito de viscosidade aparente, [ ] )1( −= na K γη , que é calculada para pares
( )γτ , . Portanto, para um FN tem-se que μη == Ka , podendo o efeito da temperatura sobre o
índice de consistência (ou sobre sua viscosidade dinâmica) observado através mudança do valor
do coeficiente angular da reta de fluxo. Quantitativamente, a faixa de variação do coeficiente
angular (viscosidade absoluta ou dinâmica de um FN) das retas de fluxos para os biodiesel e suas
matérias primas na faixa de temperatura estudada é dada pela Tabela 17.
Tabela 17 – Variação do coeficiente angular, φtan , das retas de fluxos para os B100 e suas
matérias-primas na faixa de temperatura de estudo
Material φtanΔ (Pa.s)
M (20-60)°C
A (20-60)°C
SB (50-80)°C
OB (40-80)°C
OD (20-60)°C
Óleo Gordura Biodiesel
60,53 – 13,14 -
3,22 – 0,74
6,61 – 1,72 -
0,61 – 0,27
- 1,87 – 0,87 0,76 – 0,30
21,50 – 4,05 -
12,05 – 2,24
21,87 – 4,72 -
2,73 – 0,85
47
5.2.2 Óleo Diesel
Como base de comparação, investigou-se o comportamento reológico do óleo diesel
mineral a diversas temperaturas. As Figuras 20.a e 20.b apresentam, respectivamente, as curvas de fluxo e de viscosidade para este combustível.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
100 150 200 250 300 350
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Vis
cosi
dade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 20 – (a) Curvas de fluxo do óleo diesel a diversas temperaturas; (b) Curvas de viscosidade
do óleo diesel a diversas temperaturas.
As Figuras 21.a e 21.b indicam que o óleo diesel (Tipo D) comporta-se como um fluido
newtoniano dentro da faixa de temperatura de 20 a 60º C (taxa de cisalhamento variando de 100
a 350 s-1). Portanto, ajustou-se linearmente o Modelo de Ostwald-de-Waele aos dados que
compõem as curvas de fluxo obtidas para este combustível, obtendo-se expressões matemáticas
para as linhas com coeficiente de correlação que variou na faixa de 99,82 % a 99,99 %. Os
valores dos parâmetros de modelo estimados estão apresentados na Tabela 18. Os desvios
padrões relacionados com os valores estimados para estes parâmetros estão dentro faixa de 0,64
% a 0,85%. O valor unitário obtido para o índice de comportamento – n - confirma as indicações
de que o diesel (tipo D) comporta-se como um fluido newtoniano na faixa de temperatura das
análises (Figura 21). A literatura apresenta informações de que o óleo diesel comporta-se como
um fluido pseudoplástico tendo sido realizada a reometria das amostras com taxa de
cisalhamento variando de 2,5 a 50 s-1 (Dantas, 2006).
48
Tabela 18 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para o óleo diesel (Tipo D)
Temperatura (o C)
K x 102 (Pa.s)
n R2
(%) Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,37 0,30 0,25 0,20 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,96 99,91 99,92 99,82
0,64 0,71 0,85 0,76 0,72
5.3.2 Misturas Diesel/biodiesel
As Misturas diesel/biodiesel, B2 a B50, foram caracterizadas reologicamente para a faixa
de temperatura de 20 a 60º C para confirmar o comportamento newtoniano destes líquidos, uma
vez que estas misturas foram formuladas a partir de dois FN, assim como para quantificar os
valores da viscosidade dinâmica, μ , para cada material na respectiva temperatura de estudo. A
base desta metodologia está, conforme apresentado e discutido na Seção 5.2. nos conceitos de
fluido newtoniano e de viscosidade aparente - aη . Esta metodologia leva a ensaios experimentais
rápidos para a obtenção da viscosidade dinâmica de um FN assim como a resultados precisos.
As Figuras 21 a 34 apresentam as curvas de fluxo para as Misturas B2 a B50 para os biodiesel de
mamona, algodão, oiticica degomado e gordura animal (sebo de bovino) para várias
temperaturas (20 a 60º C).
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura 21 – Curvas de fluxo das Misturas B2 a diversas temperaturas: (a) B2-M; (b) B2-A.
49
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 22 – Curvas de fluxo das Misturas B2 a diversas temperaturas: (a) B2-SB; (b) B2-OD.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 23 – Curvas de fluxo das Misturas B5 a diversas temperaturas: (a) B5-M; (b) B5-A.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 24 – Curvas de fluxo das Misturas B5 a diversas temperaturas: (a) B5-SB; (b) B5-OD.
50
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 25 – Curvas de fluxo das Misturas B10 a diversas temperaturas: (a) B10-M; (b) B10-A.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 26 – Curvas de fluxo das Misturas B10 a diversas temperaturas: (a) B10-SB; (b) B10-OD.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 27 – Curvas de fluxo das Misturas B20 a diversas temperaturas: (a) B20-M; (b) B20-A
51
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4Te
nsão
de
Cis
alha
men
to (P
a)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 28 – Curvas de fluxo das Misturas B20 a diversas temperaturas: (a) B20-SB; (b)B20-OD.
0 50 100 150 200 250 300 3500,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 29 – Curvas de fluxo das Misturas B30 a diversas temperaturas: (a) B30-M; (b) B30-A.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,02,2
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 30 – Curvas de fluxo das Misturas B40 a diversas temperaturas: (a) B30-SB; (b) B30-OD.
52
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0Te
nsão
de
Cis
alha
men
to (P
a)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 31 – Curvas de fluxo das Misturas B40 a diversas temperaturas: (a) B40-M; (b) B40-A.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 32 – Curvas de fluxo das Misturas B40 a diversas temperaturas: (a) B40-SB; (b) B40-OD.
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b) Figura 33 – Curvas de fluxo das Misturas B50 a diversas temperaturas: (a) B50-M; (b) B50-A.
53
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8Te
nsão
de
Cis
alha
men
to (P
a)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura 34 – Curvas de fluxo das Misturas B50 a diversas temperaturas: (a) B50-SB; (b) B50-OD.
As curvas de fluxos construídas para estas misturas (Figuras 21 a 34) indicam que estas
comportam-se como FN, taxa de cisalhamento variando na faixa de 10,20 a 330 s-1, em todas as
temperaturas estudadas. Pode-se observar nestas figuras que para uma dada mistura o
coeficiente angular das retas geradas nas curvas de fluxo variou para cada temperatura. Este
coeficiente fisicamente representa a viscosidade dinâmica de um FN.
O Modelo de Ostwald-de-Waele foi ajustado linearmente aos dados referentes a cada
mistura para se obter a confirmação quantitativa de comportamento newtoniano para estas
misturas e o valor da viscosidade dinâmica das misturas diesel/biodiesel, a uma dada
temperatura, através dos valores dos parâmetros de modelo estimados “n” e “K”. As Tabelas 19
a 32 apresentam estes resultados. Fez-se uma regressão linear utilizando o método de mínimos
quadrados quando a equação da reta (y = ax+b) passa pela origem (b=0), notando que neste caso
os erros associados nas estimavas dos parâmetros eram menores que quando fizemos o termo em
b≠0. No primeiro caso citado os erros foram da ordem 10-4, enquanto no segundo caso os erros
foram da ordem de 10-1.
54
Tabela 19 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B2-M e B2-A
Temperatura
(o C)
B2-M B2-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,38 0,31 0,25 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,97 99,99 99,93 99,95 99,71
0,80 0,39 0,65 0,29 0,70
0,37 0,30 0,25 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,95 99,86 99,97 99,95 99,86
1,19 1,19 0,33 0,62 1,32
Tabela 20 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B2-SB e B2-OD
Temperatura (o C)
B2-SB B2-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,38 0,30 0,25 0,20 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,92 99,92 99,85 99,86
0,62 0,83 0,64 0,62 0,39
0,38 0,31 0,25 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,97 99,89 99,85 99,88
0,52 0,63 0,99 1,01 0,47
Tabela 21 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B5-M e B5-A
Temperatura
(o C)
B5-M B5-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,39 0,32 0,26 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,97 99,99 99,85 99,91 99,81
0,74 0,69 0,83 0,44 0,70
0,38 0,30 0,25 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,92 99,98 99,81 99,96
0,80 0,82 0,28 1,23 0,63
Tabela 22 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B5-SB e B5-OD
Temperatura
(o C)
B5-SB B5-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,39 0,31 0,25 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,98 99,97 99,94 99,87
0,85 0,37 0,66 0,48 0,46
0,40 0,31 0,26 0,22 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,96 99,91 99,84 99,86
0,98 1,01 0,67 0,89 0,43
55
Tabela 23 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B10-M e B10-A
Temperatura (o C)
B10-M B10-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,43 0,34 0,28 0,23 0,19
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,95 99,98 99,98 99,93 99,86
1,05 1,04 0,46 10,61 0,80
0,38 0,31 0,25 0,21 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,92 99,97 99,92 99,86 99,86
1,19 0,97 0,90 1,64 0,86
Tabela 24 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B10-SB e B10-OD
Temperatura (o C)
B10-SB B10-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,40 0,31 0,26 0,22 0,18
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,92 99,92 99,92 99,90
0,67 0,80 0,70 0,49 0,38
0,42 0,33 0,27 0,23 0,19
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,94 99,94 99,85 99,81
0,79 0,85 0,94 1,07 0,65
Tabela 25 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B20-M e B20-A
Temperatura (o C)
B20-M B20-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,53 0,41 0,32 0,26 0,22
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,97 99,95 99,83 99,94
0,70 0,66 0,68 1,00 0,37
0,40 0,32 0,26 0,22 0,19
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,97 99,98 99,88 99,79
1,02 0,80 0,47 1,38 0,75
Tabela 26 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B20-SB e B20-OD
Temperatura
(o C)
B20-SB B20-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,42 0,33 0,27 0,23 0,19
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,90 99,91 99,94 99,82
1,58 1,01 0,71 0,54 0,81
0,47 0,37 0,30 0,25 0,21
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,97 99,96 99,96 99,86 99,80
0,89 0,77 0,62 0,84 1,05
56
Tabela 27 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B30-M e B30-A
Temperatura (o C)
B30-M B30-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,68 0,50 0,38 0,30 0,25
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
100,00 99,96 99,95 99,86 99,93
0,69 3,03 1,01 1,02 0,95
0,42 0,34 0,28 0,23 0,20
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,96 99,94 99,87 99,81 99,86
1,13 1,36 1,07 1,25 0,82
Tabela 28 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B30-SB e B30-OD
Temperatura (o C)
B30-SB B30-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,45 0,36 0,29 0,24 0,21
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,91 99,99 99,95 99,85 99,73
1,58 0,40 0,74 1,28 1,20
0,60 0,49 0,40 0,33 0,28
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,96 100,00 99,99 99,96 99,92
1,49 1,15 0,63 0,60 0,72
Tabela 29 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B40-M e B40-A
Temperatura (o C)
B40-M B40-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,83 0,61 0,45 0,36 0,29
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,91 99,89 99,72 99,97
1,60 3,19 1,66 2,58 1,48
0,45 0,36 0,29 0,24 0,21
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,96 99,92 99,97 99,80 99,95
1,06 1,59 0,55 1,21 0,69
Tabela 30 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B40-SB e B40-OD
Temperatura (o C)
B40-SB B40-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,49 0,38 0,31 0,25 0,22
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,99 99,94 99,85 99,91
0,72 0,38 0,71 1,26 0,58
0,81 0,62 0,50 0,39 0,32
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,99 99,97 99,99 99,98 99,97
1,04 1,20 1,03 1,16 0,72
57
Tabela 31 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B50-M e B50-A
Temperatura (o C)
B50-M B50-A K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
1,03 0,74 0,55 0,42 0,34
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
100,00 99,95 100,00 99,95 99,96
0,69 2,46 0,44 1,24 0,81
0,47 0,38 0,31 0,26 0,22
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,96 99,97 99,91 99,94 99,86
1,14 0,77 1,26 0,83 1,11
Tabela 32 - Parâmetros do Modelo de Ostwald para as Misturas B50-SB e B50-OD
Temperatura (o C)
B50-SB B50-OD K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
K x 102 (Pa.s)
n R2 (%)
Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
0,51 0,40 0,33 0,27 0,23
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,94 99,88 99,97 99,80 99,89
2,03 1,46 0,58 1,39 0,56
1,12 0,71 0,54 0,46 0,36
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
99,98 99,96 100,00 99,97 99,97
2,36 1,77 1,13 1,73 1,16
Comparando-se os valores de K obtidos para as mistura (Tabelas 20 a 32) com aqueles
obtidos para o diesel (Tabela 18) uma dada temperatura, tem-se que a discrepância entre estes
valores é uma função direta da fração molar do biodiesel na mistura (Tabelas 33 a 36).
Tabela 33 – Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Mamona)
Mistura Discrepância entre os valores de K (%)
20º C 30º C 40º C 50º C 60º C
B2 - M 2,33 3,23 2,00 4,76 2,78
B5 - M 5,12 6,25 3,85 4,76 4,37
B10 - M 13,95 11,76 10,71 13,04 5,26
B20 - M 30,19 26,83 21,88 23,08 18,18
B30 - M 45,59 40,00 34,21 33,33 28,00
B40 - M 55,42 50,82 44,44 44,44 37,93
B50 - M 64,08 59,46 54,54 52,38 47,06
58
Tabela 34 - Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Algodão)
Mistura Discrepância entre os valores de K (%)
20º C 30º C 40º C 50º C 60º C
B2 - A 0,80 1,32 1,57 4,76 2,22
B5 - A 2,63 1,33 1,58 4,77 2,23
B10 - A 2,85 3,23 2,72 7,83 3,74
B20 - A 7,50 6,25 3,85 9,09 5,26
B30 - A 11,91 11,76 10,71 13,04 10,00
B40 - A 17,78 16,67 13,79 16,67 14,29
B50 - A 21,28 21,05 19,35 23,08 18,18
Tabela 35 – Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas B2 a B50 (Sebo de Boi)
Mistura Discrepância entre os valores de K (%)
20º C 30º C 40º C 50º C 60º C
B2 - SB 2,63 1,96 2,34 2,91 3,23
B5 - SB 5,13 3,26 2,72 4,76 3,74
B10 – SB 7,50 3,27 3,85 9,09 4,26
B20 – SB 11,90 9,09 7,41 13,04 5,26
B30 – SB 17,78 16,67 13,79 16,67 14,29
B40 – SB 24,49 21,05 19,35 20,00 18,18
B50 – SB 27,45 25,00 24,24 25,92 21,74
Tabela 36 – Comparação entre os índices de consistência obtidos para o óleo diesel e as Misturas
B2 a B50 (Oiticica degomado)
Mistura Discrepância entre os valores de K (%)
20º C 30º C 40º C 50º C 60º C
B2 – OD 2,63 3,23 1,57 4,76 2,17
B5 – OD 7,50 4,46 3,85 9,09 2,22
B10 – OD 11,91 9,09 7,41 13,04 5,26
B20 – OD 21,28 18,92 16,67 20,00 14,29
B30 – OD 38,33 38,78 37,50 39,39 35,71
B40 – OD 54,32 51,61 50,00 48,72 43,75
B50 - OD 66,96 57,75 53,70 56,52 50,00
59
Como pode ser observado, o índice de consistência (viscosidade absoluta para um FN)
para as Misturas B2 a B50 de um dado biodiesel uma função inversa da temperatura e direta da
fração molar do biodiesel na mistura. Os desvios observados no valor de “K” para as Misturas
B2 a B10 em relação aquele obtido para o diesel na mesma temperatura são desprezíveis para
misturas compostas com biodeisel de algodão (B2 a B10), sebo de boi (B2 a B5 em toda faixa de
temperatura e B10 a partir de 50°C), para mamona e oiticica apenas B2 (toda faixa de
temperatura) a B5 (a partir de 40°C). Este comportamento está mostrando que a composição
(tipo de ácido graxo e teor) do biodiesel afeta os valores da viscosidade absoluta das misturas.
5.4 Propriedades Fluidodinâmicas do Biodiesel, de sua Matéria-prima e das Misturas
Diesel/biodiesel
Em se tratando do uso direto do B100 e das suas misturas com o óleo diesel em motores
do ciclo diesel, pode-se dizer que a viscosidade destes combustíveis não é a única propriedade
fluidodinâmica importante para se obter um bom desempenho destes motores que por sua vez
está relacionado com a eficiência de combustão. Goodrum e Eiteman (1996) chamam a atenção
para o fato da eficiência de combustão em um motor de ciclo diesel está relacionada diretamente
com a atomização do combustível, ou seja, dispersão do combustível em forma de gotas de
diâmetro diminuto, que por sua vez depende diretamente da tensão superficial, cσ , e
indiretamente da viscosidade e da massa específica, cρ , deste. É requerido um balanço entre os
valores destas propriedades fluidodinâmicas. Este balanço é representado pelo “Parâmetro de
Atomização - PA” - cujo valor 9,5 tipicamente representa a adequada atomização no motor. Este
parâmetro foi definido por Msipa et al.. (1983) como:
31
Re ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
WePAar
c
ρρ (37)
Onde: We e Re são o Número de Weber - 12 )( −= cc dVWe σρ - e Número de Reynolds,
respectivamente.
Com base no exposto, este trabalho não foi apenas direcionado para o estudo do
comportamento reológico do B100 e das misturas diesel/biodiesel mas também a obtenção das
propriedades fluidodinâmica da viscosidade – absoluta e cinemática – e a massa específica destes
60
combustíveis. As Tabelas 37 e 38 apresentam os valores da massa específica dos B100, suas
matéria-prima e óleo diesel (a título comparativo).
5.3.1 Massa Específica
As Tabelas 37 e 38 apresentam os valores obtidos para a massa específica dos O-M, O-A,
O-SB e O-OD, Óleo Diesel, B100-M, B100-A, B100-SB, e B100-OD, a 1 atm, a distintas
temperaturas.
Tabela 37 – Massa específica dos O-M, O-A, O-SB e O-OD.
Temperatura (o C)
ρ (g.cm-3)
O-M O-A O-SB O-OD
20,00 0,959 0,925 -* 0,950 30,00 0,952 0,913 -* 0,943 40,001 0,945 0,911 -* 0,936 50,002 0,939 0,899 0,880 0,929 60,00 0,932 0,894 0,873 0,922 70,00 - - 0,866 - 80,00 - - 0,860 -
* O-SB em estado sólido;
Tabela 38 – Massa específica do diesel e dos B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD
Temperatura (o C)
ρ (g.cm-3)
Diesel B100-M B100-A B100-SB B100-OD
20,00 0,833 0,924 0,883 0,871 0,936 30,00 0,826 0,917 0,875 0,863 0,929 40,00 0,819 0,910 0,871 0,856 0,921 50,00 0,812 0,902 0,861 0,849 0,914 60,00 0,805 0,895 0,854 0,841 0,907
As Tabelas 37 e 38 mostram que para uma dada temperatura a massa específica dos O-M,
O-A, O-SB e O-OD, Óleo Diesel, B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD, decresce à medida
que a temperatura aumenta. A variação observada no percentual de decaimento do valor da
massa especifica dentro da faixa de temperatura de estudo foi discreta tanto para os óleos
vegetais e gordura animal quanto para os B100 destes líquidos, ou seja: a) O-M (2,82%), O-A
61
(3,35%), O-SB (2,27%) e O-OD (2,96%); b) Diesel (3,36%), B100-M (3,14%), B100-A
(3,28%), B100-SB (3,44%) e B100-OD (3,11%).
As Figuras 35.a e 35.b mostram que a massa específica diminui linearmente com a
temperatura. Observa-se que, para uma dada temperatura, os valores obtidos para a massa
específica do diesel são inferiores aqueles obtidos para os biodiesel na seguinte ordem de
crescimento B100-SB (4,50%), B100-A (6,30%), B100-M (11,11%) e B100-OD (12,45%). De
acordo com Goodrum e Eitaman, (1996) clamam que em geral a massa específica dos
triglicérideos diminui à medida que o peso molecular deste aumenta. Consequentemente, o teor
de ácidos graxos e seus ésteres saturados e insaturados determinam o comportamento da massa
específica com a temperatura.
290 300 310 320 330 340 350 360
0,86
0,88
0,90
0,92
0,94
0,96
0,98
1,00
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
O-M O-A O-SB O-OB O-OD
(a)
290 300 310 320 330 3400,800,820,840,860,880,900,920,940,960,981,001,02
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
B100-M B100-A B100-SB B100-OB B100-OD Diesel
(b)
Figura 35 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) O-M, O-A, 0-SB, O-OB e O-OD; (b) Diesel, B100-M; B100-A, B100-SB, B100-OB e B100-OD.
As Figuras 36 a 39 apresentam os efeitos da temperatura e da fração molar do biodiesel
sobre os valores da massa específica das misturas diesel/biodiesel assim como o afastamento dos
valores obtidos para esta propriedade física para o diesel (Tipo D) e aqueles obtidos para as
misturas diesel/biodiesel.
62
290 300 310 320 330 3400,805
0,810
0,815
0,820
0,825
0,830
0,835
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B2-M B2-A B2-SB B2-OD
(a)
290 300 310 320 330 340
0,805
0,810
0,815
0,820
0,825
0,830
0,835
0,840
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B5-M B5-A B5-SB B5-OD
(b)
Figura 36 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) Diesel, B2-M, B2-A, B2-SB e B2-OD; (b) Diesel , B5-M, B5-A, B5-SB e B5-OD.
290 300 310 320 330 340
0,805
0,810
0,815
0,820
0,825
0,830
0,835
0,840
0,845
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B10-M B10-A B10-SB B10-OD
(a)
290 300 310 320 330 340
0,805
0,810
0,815
0,820
0,825
0,830
0,835
0,840
0,845
0,850
0,855
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B20-M B20-A B20-SB B20-OD
(b)
Figura 37 - Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) Diesel, B10-M, B10-A, B10-SB e B10-OD; (b) Diesel, B20-M, B20-A, B20-SB e B20-OD
290 300 310 320 330 340
0,8050,8100,8150,8200,8250,8300,8350,8400,8450,8500,8550,860
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B30-M B30-A B30-SB B30-OD
(a)
290 300 310 320 330 340
0,8050,8100,8150,8200,8250,8300,8350,8400,8450,8500,8550,8600,8650,870
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B40-M B40-A B40-SB B40-OD
(b) Figura 38 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm). (a) Diesel, B30-M, B30-A,
B30-SB e B30-OD; (b) Diesel, B40-M, B40-A, B40-SB e B40-OD
63
290 300 310 320 330 3400,8050,8100,8150,8200,8250,8300,8350,8400,8450,8500,8550,8600,8650,8700,8750,880
Mas
sa E
spec
ífica
(g/c
m3 )
Temperatura (K)
Diesel B50-M B50-A B50-SB B50-OD
Figura 39 – Massa específica em função da temperatura (P = 1 atm), Diesel, B50-M, B50-A,
B50-SB e B50-OD.
Como pode ser observado nas Figuras 36 a 39, o valor da massa específica do óleo diesel,
das Misturas B2 a B50 diminui linearmente com aumento da temperatura e das misturas
diesel/biodiesel. Os valores obtidos para a massa específica do diesel, a uma dada temperatura,
apresentaram-se inferiores aqueles para as mistura diesel/biodiesel, sendo aquela para as
misturas B2-SB e B50-M/B50-OD que apresenta o distanciamento de valores mínimos e
máximos para cada mistura. A Tabela 39 mostra estes valores para a temperatura de 40º C. Para
um dado biodiesel, a massa específica das misturas diesel/biodiesel foi observada sendo uma
função direta do teor de biodiesel na mistura. Estes comportamentos eram esperados uma vez
que: a) A massa específica de uma mistura de líquido puros é dada por ∑=
=n
iiimis x
2ρρ (Reid et
al..,1987) ; b) Os valores da massa específica do diesel são, também, inferiores aqueles para
todos os B100 a uma dada temperatura (Tabela 38).
Tabela 39 – Percentual de afastamento dos valores da massa específica das Misturas
B2 e B50 para daqueles do diesel a 40º C.
Mistura Afastamento das DB
oM
C−
40ρ e D
Co40ρ (%)
SB A OD M
B2 B50
0,12 2,32
0,37 2,93
0,16 5,49
0,24 5,37
64
5.3.2 Modelo Preditivo para Massa Específica
O comportamento observado para a massa específica dos fluidos em estudo está de
acordo com aquele previsto por Liew (1992) para ésteres metílicos, líquidos puros e misturas de
líquidos de em um processo isobárico, sendo Equação 22 o modelo clássico para a variação desta
propriedade fluidodinâmica com a temperatura.
TBA LLT +=)(ρ (22)
Os coeficientes AL e BL da Equação 22 são parâmetros de modelo a serem determinados
a partir de um ajuste linear do Modelo de Liew aos dados experimentais. As Tabelas 38 a 42
apresentam os valores destes coeficientes para o diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M,
B100-A, B100-SB, B100-OD, Misturas B2 a B50.
Tabela 40 - Parâmetros do Modelo de Liew para os diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OB e O-OD
Material AL (g/cm3)
BL x 104 (g/cm3.K)
EA x 103 (g/cm3)
EB x 105
(g/cm3.K) R2
(%) Sd x 104
(%)
Diesel 1,04 -7,00 0,00 0.00 100,00 0 O- M 1,16 -6,70 3,13 1,00 100,00 3,16 O- A 1,15 -7,60 26,59 8,48 98,18 0,27 O-SB 1,10 -6,70 5,86 1,73 99,93 3,87 O-OB 1,18 -7,00 9,55x10-13 2,87x10-13 100,00 9,07x10-13 O-OD 1,16 -7,00 6,35x10-13 2,03x10-13 100,00 6,41 x 10-13
*Ei – Erro associado na estimativa dos parâmetros AL e BL, respectivamente.
Tabela 41: Parâmetros do Modelo de Liew para B100-M e Misturas B2-M a B50-M
Material AL (g/cm3)
BL x 104 (g/m3.K)
EA x 103 (g/cm3)
EB x 105 (g/cm3.K)
R2 (%)
Sd x 104 (%)
B100-M 1,14 -7,30 3,13 1,00 100,00 3,16 B2- M 1,04 -7,30 1,42 4,53 100,00 1,43 B5- M 1,05 -7,20 3,62 1,15 100,00 3,65 B10- M 1,05 -7,20 3,62 1,16 100,00 3,65 B20- M 1,07 -7,30 3,13 1,00 100,00 3,16 B30- M 1,07 -7,30 3,13 1,00 100,00 3,16 B40- M 1,08 -7,30 3,13 1,00 100,00 3,16 B50- M 1,09 -7,30 3,13 1,00 100,00 3,16
65
Tabela 42: Parâmetros do Modelo de Liew para os B100-A e Misturas B2-A a B50-A
Material AL (g/cm3)
BL x 104 (g/m3.K)
EA x 103 (g/cm3)
EB x 105
(g/cm3.K) R2
(%) Sd x 104
(%)
B100-A 1,09 -7,20 14,47 4,62 99,38 146
B2- A 1,04 -7,00 0,00 0,00 100,00 0,00
B5- A 1,04 -7,00 0,00 0,00 100,00 0,00
B10- A 1,04 -7,00 2,84x10-12 9,06x10-12 100,00 2,86 x 10-12
B20- A 1,05 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-12 100,00 1,43 x 10-12
B30- A 1,06 -7,30 3,13 1,00 99,97 3,16
B40- A 1,07 -7,00 1,84x10-12 9,06x10-12 100,00 2,87 x 10-12
B50- A 1,06 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-12 100,00 1,43 x 10-12
Tabela 43: Parâmetros do Modelo de Liew para os B100-SB e Misturas B2-SB a B50-SB
Material AL (g/cm3)
BL x 104 (g/m3.K)
EA x 103 (g/cm3)
EB x 105
(g/cm3.K) R2
(%) Sd x 104
(%)
B100-SB 1,09 -7,40 3,62 1,15 99,96 3,65
B2- SB 1,04 -7,00 0,00 0,00 100,00 0,00
B5- SB 1,04 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-13 100,00 1,43x10-12
B10- SB 1,04 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-13 100,00 1,43x 10-12
B20- SB 1,06 -7,30 3,13 1,00 99,97 3,16
B30- SB 1,09 -7,00 2,84x10-12 9,06x10-13 100,00 2,87 x 10-12
B40- SB 1,05 -7,00 0,00 0,00 100,00 0,00
B50- SB 1,07 -7,30 3,13 1,00 99,97 3,16
Tabela 44: Parâmetros do Modelo de Liew para os B100-OB, B100-OD e Misturas B2a B50-OD
Material AL
(g/cm3) BL x 104 (g/m3.K)
EA x 103 * (g/cm3)
EB x 105 *
(g/cm3.K) R2
(%) Sd x 104
(%) B100-OB 1,17 -7,30 3,13 1,00 100,00 3,16 B100-OD 1,15 -7,30 3,13 1,00 99,97 3,16 B2- OD 1,04 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-13 100,00 1,43x10-12 B5- OD 1,04 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-13 100,00 1,43x10-12 B10- OD 1,04 -7,00 0,00 0,00 100,00 0,00 B20- OD 1,05 -7,00 1,42x10-12 4,53x10-13 100,00 1,43 x 10-12 B30- OD 1,07 -7,20 3,62 1,16 99,96 3,65 B40- OD 1,08 -7,30 3,13 1,00 99,97 3,16 B50- OD 1,09 -7,30 3,13 1,00 99,97 3,16
66
. Como pode ser observado nas Tabelas 40 a 44, na faixa de temperatura de 20 a 60º C, os
valores estimados para o parâmetro “AL” do Modelo de Liew para as Misturas B2 a B10 de
algodão, sebo de boi e oiticica degomado, podem ser considerados iguais a aquele obtido para o
diesel uma vez que a ordem dos erros envolvidos na estimativa deste parâmetro não foi maior
que Ο (-12). Os valores estimados para o parâmetro “AL” para as Misturas B2 a B10 de
mamona foram 1% maior que aquele observado para o diesel. Para as Misturas B20 e B50 os
valores estimados para o parâmetro de modelo “AL” foram superiores aquele obtido para o
diesel. As faixas de variação deste parâmetro foram: (1,90 a 4,80%), (1,00 a 1,90%), (1,90 a
2,89%) e (1,00 a 4,80%) para a mamona, algodão, sebo de bovino e oiticica degomado,
respectivamente. Estes valores indicam que o valor do parâmetro de modelo “AL” para as
misturas diesel/biodiesel está relacionada diretamente com o teor do biodiesel na mistura, bem
como a composição de ésteres de ácido graxo no biodiesel pareceu ter efeito discreto no valor
deste parâmetro.
Para o parâmetro BL, vemos que o mesmo varia com a composição, haja vista a
comparação com a Tabela 11 nos faz concluir que há uma semelhança na composição dos ésteres
metílicos do biodiesel de algodão e sebo bovino. Enquanto para o biodiesel de mamona sofre
influência direta do ricinoleato de metila que representa cerca 84% da composição de
componente. Por outro lado nada podemos afirmar a cerca da composição do biodiesel de
oiticica, uma vez que não conseguimos fazer a análise cromatográfica desse produto.
5.3.3 Viscosidade Absoluta e Cinemática
Como apresentado na Seção 3.5.3 deste trabalho, para uma dada temperatura, a
viscosidade absoluta (ou dinâmica) obtida a partir dos dados inerentes das análises reológicas das
amostras de óleo, B100 e Misturas B2 a B50 de mamona, algodão, sebo de boi e oiticica.
Tomou-se como base o conceito de viscosidade aparente que para um fluido newtoniano trata-se
da viscosidade absoluta ou do índice de consistência – K - quando se ajusta o modelo
generalizado da potência aos dados oriundos da reometria. Portanto, os dados referentes à
viscosidade absoluta ou dinâmica destes fluidos estão apresentados nas Tabelas 45 a 53, coluna
referente ao índice de consistência.
Para uma dada temperatura, tendo sido quantificada a viscosidade absoluta e a massa
específica do diesel, óleos e B100 de mamona, algodão, sebo de boi e oiticica. Os valores da
67
viscosidade cinemática destes líquidos foram obtidos da definição desta propriedade
fluidodinâmica, i.e.: ρμν /= .
Tabela 45 – Viscosidade cinemática para O-M, O-A, O-SB e O-OD
Temperatura (o C)
ν ( cSt)
O-M O-A O-SB O-OD
20,00 1055,79 71,29 - 223,44 30,00 488,15 47,92 - 134,29 40,00 249,58 34,10 - 90,32 50,00 145,37 25,35 21,05 61,08 60,00 89,31 19,17 16,04 43,60 70,00 - - 12,50 - 80,00 - - 10,04 -
Tabela 46 – Viscosidade cinemática dos diesel, B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD
Temperatura (o C)
ν ( cSt)
Diesel B100-M B100-A B100-SB B100-OD
20,00 4,45 36,99 6,96 8,75 29,05 30,00 3,61 23,43 5,50 6,33 21,20 40,00 2,99 15,93 4,49 5,04 16,18 50,00 2,51 11,31 3,75 4,20 12,27 60,00 2,16 8,40 3,19 3,48 9,25
A análise dos valores obtidos para a viscosidade cinemática dos O-M, O-A, O-SB e O-
OD, Óleo Diesel, B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD (Tabelas 45 e 46) levam a conclusão
que esta propriedade fluidodinâmica possui decaimento exponencial com a temperatura. A
variação observada no percentual de decaimento do valor da viscosidade cinemática dentro da
faixa de temperatura de estudo não foi discreta tanto para os óleos vegetais e gordura animal
quanto para os B100 destes materiais e o diesel, ou seja: a) O-M (91,54%), O-A (73,11%), O-SB
(52,30%) e O-OD (80,49%); b) Diesel (51,47%), B100-M (77,29%), B100-A (54,17%), B100-
SB (60,23%) e B100-OD (68,16%). Para complementar as análise, a referidas Tabelas também
deixam claro que para uma dada temperatura, a viscosidade cinemática é uma função da
composição de ácidos graxos nos óleos vegetais/gordura animal e de ésteres destes ácidos nos
B100.
Os valores para a viscosidade cinemática das misturas B2 a B50 foram obtidos tendo como
base o Modelo de Arrhenius que, de acordo com Reid et al., (1987), prediz a viscosidade
absoluta de uma solução ideal de líquidos a partir da viscosidade absoluta dos componentes, i,
68
da solução, iμ , e suas respectivas frações molares, “ xi” . O Modelo de Arrhenius adaptado para
a viscosidade cinemática das Misturas B2 a B50 toma a seguinte forma:
[ ]iiDDBn xx ννν lnlnexp += (38)
As Tabelas 47 a 53 apresentam os valores obtidos para a viscosidade cinemática das
Misturas B2 a B50 dos biodiesel de mamona, algodão, sebo de boi e oiticica degomado usando o
Modelo de Arrhenius.
Tabela 47 – Viscosidade cinemática para as Misturas B2-M, B2-A, B2-SB e B2-OD. Temperatura
(o C) ν ( cSt)
B2-M B2-A B2-SB B2-OD 20,00 4,56 4,48 4,50 4,58 30,00 3,72 3,58 3,63 3,68 40,00 3,06 3,05 3,06 3,03 50,00 2,57 2,58 2,58 2,54 60,00 2,21 2,17 2,17 2,18
Tabela 48 – Viscosidade cinemática para as Misturas B5-M, B5-A, B5-SB e B5-OD. Temperatura
(o C) ν ( cSt)
B5-M B5-A B5-SB B5-OD 20,00 4,71 4,55 4,57 4,68 30,00 3,82 3,66 3,68 3,76 40,00 3,12 3,07 3,09 3,12 50,00 2,61 2,59 2,59 2,62 60,00 2,25 2,19 2,22 2,26
Tabela 49 – Viscosidade cinemática para as Misturas B10-M, B10-A, B10-SB e B10-OD. Temperatura
(o C) ν ( cSt)
B10-M B10-A B10-SB B10-OD 20,00 5,14 4,61 4,74 4,95 30,00 4,13 3,72 3,73 3,94 40,00 3,42 3,13 3,15 3,27 50,00 2,86 2,68 2,68 2,73 60,00 2,37 2,22 2,26 2,35
69
Tabela 50 – Viscosidade cinemática para as Misturas B20-M, B20-A, B20-SB e B20-OD. Temperatura
(o C) ν ( cSt)
B20-M B20-A B20-SB B20-OD 20,00 6,25 4,83 4,94 5,52 30,00 4,80 3,85 3,96 4,37 40,00 3,83 3,17 3,30 3,63 50,00 3,16 2,75 2,80 3,04 60,00 2,62 2,30 2,40 2,59
Tabela 51 – Viscosidade cinemática para as Misturas B30-M, B30-A, B30-SB e B30-OD.
Temperatura (o C)
ν ( cSt)
B30-M B30-A B30-SB B30-OD 20,00 7,91 5,01 5,33 6,95 30,00 5,74 3,99 4,29 5,81 40,00 4,56 3,31 3,51 4,78 50,00 3,59 2,80 2,95 3,89 60,00 3,01 2,38 2,51 3,36
Tabela 52 – Viscosidade cinemática para as Misturas B40-M, B40-A, B40-SB e B40-OD. Temperatura
(o C) ν ( cSt)
B40-M B40-A B40-SB B40-OD 20,00 9,49 5,26 5,74 9,22 30,00 7,01 4,20 4,56 7,23 40,00 5,31 3,47 3,66 5,87 50,00 4,17 2,90 3,05 4,58 60,00 3,51 2,51 2,62 3,78
Tabela 53 – Viscosidade cinemática para as Misturas B50-M, B50-A, B50-SB e B50-OD. Temperatura
(o C) ν ( cSt)
B50-M B50-A B50-SB B50-OD 20,00 11,77 5,51 5,98 12,69 30,00 8,41 4,41 4,70 8,15 40,00 6,36 3,61 3,87 6,33 50,00 4,96 3,04 3,17 5,42 60,00 4,03 2,62 2,76 4,32
Como pode ser observado nas Tabelas 47 a 53, confirma-se o esperado quanto ao
comportamento da viscosidade cinemática das misturas B2 a B50 de mamona, algodão, sebo de
boi e oiticica degomado frente à temperatura, ou seja, os valores desta propriedade
fluidodinâmica para uma dada mistura decrescem à medida que a temperatura aumenta. Para
70
uma dada temperatura, estes valores foram observados como sendo superiores aqueles obtidos
para o diesel e inferiores aqueles obtidos para respectivo B100. A Tabela 54 mostra a
comparação feita entre os valores da viscosidade cinemática para as misturas diesel/biodiesel e
aquele para o diesel para a temperatura de 40º C: a) Para uma dada mistura B, a viscosidade
cinemática mostrou ser uma função da composição de ésteres de ácido de graxos presentes no
biodiesel. As misturas diesel/biodiesel de sebo de boi e aquelas de diesel/biodiesel de algodão
apresentaram viscosidade cinemática cujos valores diferiram muito discretamente. No entanto, as
respectivas misturas diesel/biodiesel de mamona e de oiticica degomado apresentaram valores
para a viscosidade cinemática superiores e acentuado em relação aqueles obtidos para as
misturas diesel/biodiesel e sebo de boi e aquelas diesel/biodiesel de oiticica. As razões para
estes fatos ocorrerem, está como dito antes, na composição dos biodiesel. Uma breve análise da
Tabela 11 mostra que os biodiesel de sebo de boi e de algodão apresentam na sua composição
ésteres de ácido graxos saturados (palmítico e estereatico) e insaturado (oléico) diferindo apenas
em teores muito próximos; b) A variação da viscosidade cinemática em relação aquela do diesel
é uma função direta da fração molar do biodiesel, sendo esta função discreta para as misturas B2
a B10 de sebo de boi e de algodão e aquelas B2 a B5 para a mamona e oiticica degomado, para
as demais, vai se acentuando a medida que cresce a fração molar .
Tabela 54 – Comparação entre os valores obtidos para a viscosidade cinemática das Misturas B2 a B50 e aquele para o diesel (Tipo D) a 40º C.
Mistura D
CM
C oDB
o 4040νν −
M A SB OD B2 B5 B10 B20 B30 B40 B50
1,02 1,04 1,12 1,28 1,53 1,78 2,13
1,02 1,03 1,05 1,06 1,11 1,16 1,21
1,02 1,03 1,05 1,10 1,17 1,22 1,29
1,01 1,04 1,09 1,21 1,60 1,96 2,12
71
5.3.4 Predição da Viscosidade Cinemática em Termos da Temperatura
O decaimento da viscosidade absoluta de um líquido com o aumento da temperatura
teoricamente é previsto pelo modelo mecanicista de Eyring cujo desenvolvimento está pautado
na teoria cinética dos gases. Prediz valores para esta propriedade termodinâmica com erro de
20% (Bird et al.., 2002). O modelo semi-empírico de Andrade tem como base na Teoria Eyring,
recorre aos parâmetros “AA” e “BA” que ao serem estimados através de método numérico da
regressão não-linear, passa ajustar-se adequadamente um conjunto de dados experimentais.
Com base no exposto, o Modelo de Andrade, em termos da viscosidade cinemática
(1−= ρμν ), foi utilizado para predizer valores desta viscosidade, a uma dada temperatura, para o
diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD, Misturas B2 a B50.
Aplicou-se um ajuste não-linear (Matlab, Versão7.0.1), segundo a Equação 20 (Seção 3.6), fez-
se um ajuste da curva a um polinômio de terceira ordem como uma aproximação empírica,
mostrada na Equação (30), aos dados experimentais obtidos para diesel, O-M, O-A, O-SB, O-
OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD, Misturas B2 a B50, estimou-se os parâmetros de
Modelo AA e BA, comparou-se os valores para a viscosidade cinemática estimados a partir das
equações de modelo e aqueles obtidos empiricamente (Figuras 41 a 44) e utilizou-se a técnica de
análise de resíduo para verificar a incertezado ajuste do modelo aos dados experimentais
(Figuras 45 a 47).
As Tabelas 55 e 57 apresentam os valores estimados para os parâmetros AA e BA do
Modelo de Andrade para os diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB,
B100-OD, Misturas B2 a B50. Os erros médios envolvidos nos valores estimados para estes
parâmetros não ultrapassaram a 1,5%. O parâmetro BA do Modelo de Andrade está relacionado
diretamente com a energia livre de ativação para o escoamento - visGΔ . O valor desta energia
depende das forças interativas entre as moléculas de um fluido, portanto quanto mais viscoso for
o fluido, maior será o valor de visGΔ , por conseguinte, maior será o valor de BA. À medida que a
temperatura de um fluido aumenta, suas moléculas deslizam umas sobre as outras mais
rapidamente, tornando o fluido menos viscoso. Estas observações explicam os comportamentos
observados neste trabalho para o parâmetro BA do Modelo de Andrade: a) O diesel apresentou o
menor valor para BA; b) Para as matérias-primas usadas para produzir biodiesel observou-se que
a ordem crescente no valor do parâmetro BA é: O-M > O- OD > O- A > O – SB; c) Para os B100
a ordem crescente no valor do parâmetro BA é seguinte: B100-M > B100-OD > B100 – SB >
72
B100 – A. As observações b-c estão relacionadas com a composição, tipos de ácidos graxos e de
ésteres de ácidos graxos no óleo vegetal/gordura animal e biodiesel, respectivamente.
Com relação ao parâmetro BA do Modelo de Andrade para as Misturas B2 a B50 dos
biodiesel de mamona, algodão, sebo de boi e oiticica degomado, observa-se nas Tabelas 48 e 49
que: a) Os valores ficaram entre aqueles estimados para o diesel e o biodiesel, respectivamente;
b) Para um determinado biodiesel os parâmetros BA estimados para as misturas B20 a B50 é uma
função direta da fração molar do biodiesel na mistura, sendo porém, esta função discreta para as
misturas B2 a B10.
Tabela 55 - Parâmetros do Modelo de Andrade para os diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OB e O-OD
Parâmetro Material
Diesel O - M O - A O - SB O - OD
AA (g/cm3) 1,00 x 10-2 2,48 x 10-6 9,59 x 10-4 3,15 x 10-3 4,28 x 10-5
BA (g/m3.K) 1,79 x 103* 5,81 x 103* 3,28 x 103* 2,84 x 103** 4,64 x 103* * Faixa de temperatura: 20 a 60º C. ** Faixa de temperatura: 50 a 80º C.
Tabela 56 - Parâmetros do Modelo de Andrade para os B100 e Mistura B2 a B50 para Mamona e Oiticica Degomado
Mistura M OD
AA x102 (g/cm3)
BA x 103 (g/m3.K)
AA x102 (g/cm3)
BA x 103 (g/m3.K)
B2 B5 B10 B20 B30 B40 B50 B100
1,01 0,89 0,87
0,40
0,19 0,16
0,12 0,01
1,79 1,84 1,87 2,15 2,44 2,54 2,70 3,76
0,86 0,99 0,92
0,95
0,16 0,57
0,90 0,25
1,84 1,80 1,85 1,86 1,79 2,17 2,79 2,74
73
Tabela 57 - Parâmetros do Modelo de Andrade para os B100 e Mistura B2 a B50 para Algodão e Sebo de Boi
Mistura A SB
AA x102 (g/cm3)
BA x 103 (g/m3.K)
AA x102 (g/cm3)
BA x 103 (g/m3.K)
B2 B5 B10 B20 B30 B40 B50 B100
1,14 1,05 1,17
0,99
0,97 0,98
0,99 0,95
1,75 1,78 1,75 1,81 1,83 1,84 1,85 1,93
1,09 1,08 0,99
1,14
0,94- 0,70
0,79 0,31
1,79 1,77 1,80 1,79 1,86 1,96 1,94 2,32
As Figuras 40 a 43 apresentam a comparação entre os valores preditos pelo Modelo de
Andrade e aqueles experimentais para o diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A,
B100-SB, B100-OD e Misturas B2 a B50 em função da temperatura.
290 300 310 320 330 3400
200
400
600
800
1000
1200
Vis
cosi
dade
Cin
emát
ica
(cS
t)
Temperatura (K)
O-M O-OD Modelo
(a)
290 300 310 320 330 340 350 360
10
20
30
40
50
60
70
80
Vis
cosi
dade
Cin
emát
ica
(cS
t)
Temperatura (K)
O-A O-SB Modelo
(b)
Figura 41 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a) O-M e O-OD ; (b) O-A e O-SB.
74
290 300 310 320 330 3405
10
15
20
25
30
35
40V
isco
sida
de C
inem
átic
a (c
St)
Temperatura (K)
B100-M B100-O Modelo
(a)
290 300 310 320 330 340
3.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.0
Vis
cosi
dade
Cin
emát
ica
(cS
t)
Temperatura (K)
B100-A B100-SB Modelo
(b)
Figura 41 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a) B100-M e B100-OD; (b) B100-A e B100-SB.
290 300 310 320 330 340
2
4
6
8
10
12
Visc
osid
ade
Cin
emát
ica
(cSt
)
Temperatura (K)
Diesel B2-M B5-M B10-M B20-MB30-MB40-MB50-MModelo
(a)
290 300 310 320 330 340
2
4
6
8
10
12
14V
isco
sida
de C
inem
átic
a (c
St)
Temperatura (K)
DieselB2-OB5-OB10-OB20-OB30-OB40-OB50-OModelo
(b)
Figura 42 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a)B2-M a B50-M; (b) B2-OD a B50-OD
290 300 310 320 330 340
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
Visc
osid
ade
Cin
emát
ica
(cSt
)
Temperatura (K)
DieselB2-AB5-AB10-AB20-AB30-AB40-AB50-AModelo
(a)
290 300 310 320 330 340
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
Visc
osid
ade
Cin
emát
ica
(cSt
)
Temperatura (K)
DieselB2-SBB5-SBB10-SBB20-SBB30-SBB40-SBB50-SBModelo
(b)
Figura 43 – Comparação entre dados para a viscosidade cinemática preditos pelo Modelo de Andrade e aqueles empíricos: (a) B2-A a B50-A; (b) B2-SB a B50-SB.
75
O nível de adequação dos ajustes do Modelo de Andrade para um determinado conjunto
de dados experimentais foi verificado pela análise de resíduo: os resíduos quando uniformemente
distribuídos em torno da origem, significa que o ajuste do modelo é adequado. As Figuras 45 a
47 apresentam os resíduos em função da temperatura para o diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD,
B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD e Misturas B2 a B50. A Tabela 58 apresenta os resíduos
médios obtidos para os desvios entre os valores preditos e experimentais. A ordem deste resíduo
médio é 3, sendo os valores máximo e míninos observados iguais a 49,00 x 10-3 e 1,50 x 10-3 cSt,
para a B20-A e o B100-SB, respectivamente.
Tabela 58 – Discrepância entres os valores experimental e predito para viscosidade cinemática diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD, Misturas B2 a B50)
Líquido [ ] 3
expmod 10xνν − (cSt)
M A SB O-OD
Diesel O – B100 – B2 – B5 – B10 – B20 – B30 – B40 – B50 –
2,60 2,80 9,20 2,10 3,10 2,00 5,30 11,00 8,10 8,80
- 7,50 4,80 5,40 3.10 3,00 49,00 4,70 5,10 5,00
- 2,90 1,50 3,40 3,30 7,20 0,37 2,50 5,00 5,00
- 8,70 3,70 3,40 3,90 4,70 4,80 5,70 4,50 31,00
As Figuras 44 a 46 mostram os resíduos da viscosidade dinâmica para o diesel, O-M, O-
A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD, Misturas B2 a B50 como uma função
da viscosidade cinemática.
76
0 200 400 600 800 1000-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10R
esíd
uo (c
St)
ν (cSt)
O-M O-A O-SB O-OD
(a)
0 10 20 30 40-0.20
-0.15
-0.10
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
Res
íduo
(cS
t)
ν (cSt)
B100-M B100-A B100-SB B100-OD
(b)
Figura 44 – Análise de Resíduos para: a) O-M, O-A, O-SB e O-OD; b) B100-M, B100-A, B100-SB e B100-OD.
0 2 4 6 8 10 12-0.10
-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
Res
íduo
(cS
t)
ν (cSt)
DieselB2-MB5-MB10-MB20-MB30-MB40-MB50-M
(a)
2 4 6 8 10 12-0.10
-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10R
esíd
uo (c
St)
ν (cSt)
B2-ODB5-ODB10-ODB20-ODB30-ODB40-ODB50-OD
(b)
Figura 45 – Análise de Resíduos para: a) B2-M a B50-M; b) B2-OD a B50-OD.
2 3 4 5 6-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
Res
íduo
(cSt
)
ν (cSt)
B2-AB5-AB10-AB20-AB30-AB40-AB50-A
(a)
2 3 4 5 6-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
Res
íduo
(cSt
)
ν (cSt)
B2-SBB5-SBB10-SBB20-SBB30-SBB40-SBB50-SB
(b)
Figura 46 – Análise de Resíduos para: a) B2-A a B50-A; b) B2-SB a B50-SB.
77
Como pode ser observado nas Figuras 44 a 46 os resíduos estão aleatoriamente
distribuídas em torno de zero, isto significa que a regressão não-linear é adequada e o Modelo de
Andrade representa satisfatoriamente a dependência da viscosidade cinemática com a
temperatura para o diesel, O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-SB, B100-OD e
Misturas B2 a B50.
5.4 Análise de Modelos Fenomenológicos para a Viscosidade
Esta seção avalia a incerteza de dois modelos fenomenológicos de literatura em predizer
as viscosidades absolutas e cinemáticas dos O-M, O-A, O-SB, O-OD, B100-M, B100-A, B100-
SB, B100-OD. Alguns destes modelos foram formulados com base no efeito da composição e
insaturação da cadeia carbônica (Modelo de Allen) Equação 15 a 18, outros com base no efeito
da temperatura e da composição da molécula dos ácidos e ésteres graxos nos óleo vegetal ou
gordura animal e nos biodiesel, respectivamente (Modelo de Krisnankgura), Equação 23 a 29.
A Tabela 59 confronta os dados experimentais da viscosidade cinemática e aqueles
preditos pelo Modelo de Allen (1998) para o B100-M, B100-A e B100-SB a 40°C, a partir da
simples análise dos erros relativos associados, chega-se a conclusão que o Modelo não ajusta
com precisão o conjunto de dados experimentais. Estes resultados possivelmente se devem ao
fato que as Equações 17 e 18 do Modelo de Allen levam em consideração apenas as insaturações
presentes na cadeia carbônica dos ésteres que compõem o biodiesel. Como todos os biodiesel
estudados apresentam pelo menos um componente de éster de ácido graxo insaturado, conclui-se
então que a composição dos ésteres presentes no biocombustível é fator crucial e determinante
para viscosidade do mesmo.
Tabela 59 – Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos B100-M, B100-A e B100-SB (Modelo de Allen) a 40º C.
Produto EXPυ(cSt)
MODυ(cSt)
δ (%)
B100-M B100-A B100-SB
15,93 4,49 5,04
3,65 4,00 3,99
77,09 10,09 20,83
As Tabelas 60 e 62 confrontam os dados obtidos empiricamente e via simulação de
Modelo de Krisnankgura para a viscosidade cinemática dos óleos vegetais/gordura animal (O-M,
O-A, O-SB) e biodiesel (B100-M, B100-A, B100-SB).
78
Tabela 60: Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos O-M, O-A e O-SB (Modelo de Krisnankgura)
Temperatura
(°C)
O-M O-A O-SB
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00
1055,79 488,15 249,58 145,37 89,31
- -
7,82 6,17 4,95 4,02 3,30
- -
99,26 98,73 98,02 97,23 96,31
- -
71,29 47,92 34,10 25,35 19,17
- -
87,85 57,62 38,82 26,80 18,92
- -
23,22 20,24 13,84 5,72 1,30
- -
- - -
21,05 16,12 12,50 10,04
- - -
22,71 16,24 11,85 8,80
- - -
7,88 0,74 5,20 12,35
A adequação do Modelo de Krisnankgura em representar a viscosidade cinemática dos O-
M, O-A e O-SB foi avaliada neste trabalho por de três maneiras: a) Análise dos erros relativos;
b) ANOVA (Teste F) e c) Método do χ2 (Figuras 47-48 e Tabelas 60-61).
(a)
(b)
Figura 47 – Teste F (Modelo de Krisnankgura). (a) O-M; (b) O-A.
79
Figura 48 – Teste F (Modelo de Krisnankgura) para o O-SB.
Tabela 61 – Parâmetros da ANOVA e 2χ para o O-M, O-A e O-SB (Modelo de Krisnankgura )
Teste O-M O-A O-SB
CF
TF 2C
χ 2T
χ
5,46 5,32
197.390,00
7,82
0,17 5,32 5,41
7,82
0,25 5,32 0,24
7,82
Como pode ser observado na Tabela 60, a faixa de erro relativo entre os valores
empíricos e preditos para a viscosidade cinemática para o óleo de mamona foi de 99,26 a
96,31%, demonstrando que o Modelo de Krisnankgura não ajusta bem o conjunto de dados
experimentais para o O-M. Para os O-A e O-SB, no entanto, as faixas de erro relativo foram de
23,22-1,30% e 12,35-0,74%, respectivamente.
As Figuras 47 e 48 e a Tabela 61 avaliam a adequação do Modelo de Krisnankgura em
predizer a viscosidade cinemática dos O-M, O-A e O-SB. Como pode ser concluído que: a) Os
Testes F e χ2 indicam que este modelo não é adequado para representar a viscosidade cinemática
do O-M, uma vez que FC > FT e 2C
χ > 2T
χ ; b) Os Testes F e χ2 indicam que este modelo é
adequado para representar a viscosidade cinemática dos O-A e O-SB, uma vez que FC < FT e 2C
χ
< 2T
χ ; que também é confirmado pela análise simples dos erros relativos.
O possível motivo da não adequação do Modelo de Krisnankgura para o O-M reside no
fato da presença do grupo hidroxila no caborno 12 da cadeia do ácido ricinoleico o qual confere
alta viscosidade a este óleo, principalmente por que seu teor é 80,47% (Tabela 11). O Modelo de
80
Krisnankgura apresenta uma única expressão para os ácidos graxos de modo geral, não levando
em consideração o efeito da composição sobre a viscosidade deste componente. Isto poderá
acarretar uma possível fonte de erro no Modelo e explicar as discrepâncias encontradas entre os
valores experimentais e preditos.
A Tabela 62 confronta os dados obtidos empiricamente e via simulação de Modelo de
Krisnankgura para a viscosidade cinemática dos biodiesel (B100-M, B100-A, B100-SB).
Tabela 62: Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos B100-M, B100-A e
B100-SB (Modelo de Krisnankgura)
Temperatura
(°C)
B100-M B100-A B100-SB
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
36,99 23,43 15,93 11,31 8,40
7,10 5,64 4,55 3,72 3,08
80,81 75,93 71,44 67,08 63,33
6,96 5,50 4,49 3,75 3,19
7,64 6,01 4,79 3,88 3,18
9,78 9,20 6,77 3,40 0,15
8,75 6,33 5,04 4,20 3,48
8,79 6,86 5,44 4,37 3,56
0,46 8,37 7,94 4,05 2,30
Como pode ser observado na Tabela 62, a faixa de erro relativo entre os valores
empíricos e preditos para a viscosidade cinemática para o B100-M foi de 80,81 a 63,33%,
demonstrando que o Modelo de Krisnankgura não ajusta bem o conjunto de dados experimentais
para o B100-M. Estes elevados desvios residem no fato da Equação 26 do Modelo de
Krisnankgura ter coeficientes pré-determinados para ésteres metílicos de 18 carbonos e uma
insaturação, que coincidentemente pode se referir a estrutura do oleato de metila ou do
ricinoleato de metila, sendo que este último componente possui viscosidade muito elevada,
devido a contribuição do grupo hidroxila associado a sua estrutura.
Para solucionar este problema investigou-se no presente trabalho o CR de um padrão de
ricinoleato de metila (pureza de 90%) na faixa de temperatura de 20 a 60°C. Partindo dos valores
extremos de temperatura, obteve-se os valores dos parâmetros para composição do ricinoleato de
metila, que são mostrados na Equação 39 (Equação do Modelo de Krinankgura Modificado)
TR5,339002,8ln 1:18 +−=−ν (39)
A Tabela 63 mostra os valores preditos utilizando o Modelo de Krisnankgura-modificado
para o B100-M.
81
Tabela 63: Valores empíricos e preditos para viscosidade cinemática dos B100-M (Modelo de Krisnankgura-modificado)
Temperatura
(°C)
B100-M
EXPν (cSt)
MODν (cSt)
δ (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
36,99 23,43 15,93 11,31 8,40
28,92 20,41 14,73 10,86 8,17
21,82 12,89 7,53 3,98 2,74
Como pode ser observado na Tabela 63, a faixa de erro relativo entre os valores
empíricos e preditos para a viscosidade cinemática utilizando o Modelo de Krisnankgura-
modificado para o B100-M foi de 21,82 a 2,74%, demonstrando que o Modelo de Krisnankgura
ajusta bem o conjunto de dados experimentais para o B100-M. As discrepâncias ainda existentes
possivelmente se devem ao fato que o ricinoleato de metila utilizado não apresentava uma pureza
próxima a 100%.
As Figuras 49 e 50 apresentam o Teste F para B100-M, B100-A e B100-SB. Como pode
ser observado visualmente na Figura 49.a os desvios das médias são elevados devido a não
adequação do Modelo, confirmando o exposto na Tabela 62. Nas Figuras 49.b e 50 os desvios
das médias não são relevantes indicando que o Modelo é indicado nesse caso.
(a)
(b)
Figura 49 – Teste F para B100-M: (a) Krisnankgura; (b) Krisnankgura-modificado
82
(a)
(b)
Figura 50 – Teste F (Modelo de Krisnankgura) para: (a) B100-A; (b) B100-SB.
Tabela 64– Parâmetros da ANOVA e 2χ para o B100-M, B100-A e B100-SB (Modelo de Krisnankgura e Modelo de Krisnankgura-modificado)
Teste B100-M* B100-M** B100-A* B100-SB*
CF
TF 2C
χ 2T
χ
7,76 5,32
235,09
7,82
0,17 5,32 2,83
7,82
0,09 5,32 0,13
7,82
0,03 5,32 0,09
7,82 * Modelo de Krisnankgura; **Modelo de Krisnankgura-modificado.
As Figuras 49 e 50 e a Tabela 64 avaliam a adequação do Modelo de Krisnankgura em
predizer a viscosidade cinemática dos B100-M*, B100-M**, B100-A e B100-SB. Pode ser
concluído que: a) Os Testes F e χ2 indicam que este modelo não é adequado para representar a
viscosidade cinemática do B100-M*, uma vez que FC > FT e 2C
χ > 2T
χ ; b) Os Testes F e χ2
indicam que este modelo é adequado para representar a viscosidade cinemática dos B100-M**,
B100-A e B100-SB, uma vez que FC < FT e 2C
χ < 2T
χ ; que também é confirmado pela análise
simples dos erros relativos.
83
6. Conclusões
• Os óleos vegetais (mamona, algodão e oitcica), gordura animal (sebo bovino) e biodiesel
bem como suas misturas com o diesel comercial apresentaram em todos os casos,
comportamento reológico de fluido newtoniano na faixa de temperatura e taxa de
cisalhamento estudada, sendo confirmadas pelas curvas de viscosidade.
• Os valores de massa específica apresentaram valores condizentes com aqueles previstos pelo
Modelo de Liew, estabelecendo uma relação linear entre a massa específica e temperatura
dos fluidos avaliados.
• O Modelo de Andrade se ajusta aos dados obtidos para viscosidade cinemática com
significativa incertezaque prevê um comportamento de decaimento exponencial entre os
dados de viscosidade e temperatura.
• Os Modelos propostos para viscosidade cinemática e dinâmica dos óleos, biodiesel e
misturas diesel/biodiesel de mamona apresentaram discrepâncias entre os valores
experimentais e aqueles preditos pelos modelos estudados.
• Após a substituição do Modelo de Krisnankgura pela equação proposta no presente trabalho
para a mamona, verifica-se que houve um ajuste do Modelo com pequena discrepância entre
os valores preditos e aqueles obtidos experimentalmente.
• Os Modelos propostos para viscosidade cinemática e dinâmica dos óleos, biodiesel e
misturas diesel/biodiesel de algodão e sebo bovino apresentaram relativa incertezaentre os
valores experimentais e aqueles preditos pelos modelos estudados, mostrando que os
modelos avaliados se aplicam com incertezapara estas matérias-primas.
84
7. Sugestões para Próximos Trabalhos
• Analisar o comportamento reológico das matérias-primas em maiores décadas de taxa de
cisalhamento.
• Analisar o comportamento reológico das matérias-primas em faixa de temperaturas
maiores, analisando a degradação dos biocombustiveis e avaliar a discrepância dos
Modelos estudados após o processo de degradação.
• Investigar as propriedades à frio dos biodiesel e suas misturas com diesel comercial.
• Estudar o Ajuste dos Modelos das propriedades a frio dos biodiesel, bem como das
misturas com diesel comercial.
85
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93
ANEXO A
Tabelas de dados do comportamento reológico das matérias-primas obtidos por
reometria:
Tabela A1- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
2,04 209,06 - - - -
2,72 275,34 126,45 62,55 - -
3,96 346,73 196,82 97 55,43 -
4,08 418,11 260,04 112,18 72,06 -
5,78 487,46 329,39 155,01 90,66 42,36
7,48 556,8 396,7 198,86 120,33 53,45
9,18 629,21 462,98 242,71 143,79 64,53
10,88 701,61 533,35 286,56 192,74 75,22
12,58 774,01 602,69 330,41 242,71 87,89
14,28 847,44 668,98 374,26 293,7 119,31
15,98 918,82 740,36 417,09 343,67 150,93
17,68 992,25 807,67 460,94 391,6 179,48
19,38 1065,67 873,95 504,79 441,57 209,06
21,08 - 944,32 548,64 493,57 238,63
22,78 - 1017,74 591,47 545,58 268,2
24,48 - 1050,38 637,36 599,63 298,8
26,18 - - 683,25 647,56 329,39
27,88 - - 729,14 696,51 356,92
29,58 - - 771,98 744,44 384,46
31,28 - - 814,81 793,39 416,07
32,98 - - 857,64 818,89 447,68
34,68 - - 897,41 - 474,2
36,38 - - 941,26 - 502,75
38,08 - - 986,13 - 532,33
39,78 - - 1031 - 563,94
40,8 - - - - 593,51
44,2 - - - - 624,11
94
Tabela A2- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
2,04 1024,78 - - - -
2,72 1012,28 464,9 236,95 - -
3,96 1019,78 482,4 244,95 139,97 -
4,08 1024,78 478,02 274,94 136,47 -
5,78 1024,07 484,4 268,18 137,37 80,23
7,48 1023,53 486,15 265,85 136,97 80,98
9,18 1028,11 486,32 264,39 141,57 81,48
10,88 1031,78 490,21 263,38 140,97 81,41
12,58 1034,78 492,39 262,65 141,72 83,23
14,28 1038,53 491,9 262,09 142,77 87,73
15,98 1039,39 494,89 261,01 143,97 88,78
17,68 1042,28 494,89 260,71 144,4 87,98
19,38 1044,78 494,32 260,47 143,97 87,84
21,08 - 495,97 260,27 144,3 87,73
22,78 - 498,89 259,65 145,17 87,65
24,48 - 498,28 260,36 145,88 87,88
26,18 - - 260,98 146,97 88,07
27,88 - - 261,53 146,51 87,48
29,58 - - 260,98 146,33 86,98
31,28 - - 260,49 145,97 87,41
32,98 - - 260,05 145,84 87,78
34,68 - - 258,77 - 87,17
36,38 - - 258,73 - 86,98
38,08 - - 258,96 - 86,98
39,78 - - 259,18 - 87,3
40,8 - - - - 87,28
44,2 - - - - 87,41
95
Tabela A3- Dados Brutos : Caracterização Reológica do B100-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 26,40 91,85 55,82 - - - 33,00 113,23 69,68 48,30 - - 39,60 135,40 83,14 58,20 41,57 - 46,20 157,97 98,58 67,70 48,30 - 52,80 179,35 112,04 77,20 54,24 39,99 59,40 202,31 126,30 87,10 60,97 44,74 66,00 225,28 140,15 95,42 67,70 49,89 72,60 249,43 154,41 104,52 74,43 54,64 85,80 271,60 168,66 113,23 87,10 59,39 92,40 295,35 183,70 123,53 93,83 64,53 99,00 317,92 198,75 131,84 100,17 74,43 105,60 341,28 213,00 141,34 106,90 78,79 112,20 364,64 226,86 151,24 113,23 83,93 118,80 386,41 240,32 161,14 119,96 88,69 132,00 408,19 254,57 170,24 132,63 93,44 138,60 431,94 270,01 180,54 140,55 98,58 145,20 - 285,06 191,23 147,28 109,27 151,80 - 299,71 201,13 155,20 113,63 158,40 - 313,57 211,02 162,72 118,77 165,00 - 327,42 220,52 169,45 123,92 178,20 - 341,28 230,03 189,64 128,67 184,80 - 355,53 238,34 188,85 133,82 191,40 - 370,18 247,84 194,79 151,24 198,00 - 385,62 256,16 200,73 149,26 204,60 - 400,67 265,26 206,67 154,41 211,20 - - 274,37 213,79 159,55 224,40 - - 283,87 220,92 164,70 231,00 - - 293,37 234,78 169,06 237,60 - - 303,67 241,51 172,62 244,20 - - 315,15 248,24 181,33 250,80 - - 326,23 255,37 - 257,40 - - 338,51 262,49 - 264,00 - - 349,99 269,22 - 277,20 - - - 283,87 - 283,80 - - - 290,21 - 290,40 - - - 297,73 -
96
Tabela A4- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 26,40 34,79 21,15 - - - 33,00 34,31 21,12 14,64 - - 39,60 34,19 21,00 14,70 10,50 - 46,20 34,19 21,34 14,65 10,45 - 52,80 33,97 21,22 14,62 10,27 7,57 59,40 34,06 21,26 14,66 10,26 7,53 66,00 34,13 21,24 14,46 10,26 7,56 72,60 34,36 21,27 14,40 10,25 7,53 85,80 34,29 21,30 14,30 10,15 7,50 92,40 34,42 21,41 14,40 10,15 7,52 99,00 34,41 21,51 14,27 10,12 7,52 105,60 34,47 21,52 14,28 10,12 7,46 112,20 34,53 21,48 14,32 10,09 7,48 118,80 34,44 21,42 14,36 10,10 7,47 132,00 34,36 21,43 14,33 10,05 7,45 138,60 34,45 21,53 14,40 10,14 7,47 145,20 - 21,60 14,49 10,14 7,53 151,80 - 21,62 14,51 10,22 7,49 158,40 - 21,60 14,53 10,27 7,50 165,00 - 21,57 14,53 10,27 7,51 178,20 - 21,55 14,52 10,64 7,50 184,80 - 21,55 14,44 10,22 7,51 191,40 - 21,57 14,44 10,18 7,90 198,00 - 21,64 14,37 10,14 7,54 204,60 - 21,68 14,35 10,10 7,55 211,20 - - 14,33 10,12 7,55 224,40 - - 14,34 9,84 7,56 231,00 - - 14,34 10,16 7,53 237,60 - - 14,38 10,16 7,47 244,20 - - 14,47 10,17 7,43 250,80 - - 14,54 10,18 - 257,40 - - 14,65 10,20 - 264,00 - - 14,73 10,20 - 277,20 - - - 10,24 - 283,80 - - - 10,23 - 290,40 - - - 10,25 -
97
Tabela A5- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 28,11 - - - -
79,20 29,69 - - - -
92,40 34,05 - - - -
105,60 40,78 - - - -
118,80 45,53 - - - -
132,00 50,28 40,78 - - -
145,20 55,03 44,34 37,22 - -
158,40 60,18 48,70 39,99 - -
171,60 64,93 52,26 42,76 - -
184,80 70,08 56,22 45,93 - -
198,00 74,43 60,58 48,70 41,57 -
211,20 79,58 65,33 51,86 43,95 37,61
224,40 85,12 69,29 55,82 46,72 41,18
237,60 89,87 72,85 59,39 49,09 42,36
250,80 95,02 77,60 62,95 51,86 45,13
264,00 100,17 81,56 66,12 55,03 46,32
277,20 104,52 85,52 70,08 57,01 48,30
290,40 110,06 89,87 73,24 60,18 51,47
303,60 114,82 93,83 76,41 62,95 53,84
316,80 119,96 98,19 80,37 65,72 56,62
330,00 125,51 101,35 83,93 68,89 59,78
98
Tabela A6- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 66,00 4,26 - - - - 79,20 3,75 - - - - 92,40 3,68 - - - - 105,60 3,86 - - - - 118,80 3,83 - - - - 132,00 3,81 3,09 - - - 145,20 3,79 3,05 2,56 - - 158,40 3,80 3,07 2,52 - - 171,60 3,78 3,05 2,49 - - 184,80 3,79 3,04 2,49 - - 198,00 3,76 3,06 2,46 2,10 - 211,20 3,77 3,09 2,46 2,08 1,78 224,40 3,79 3,09 2,49 2,08 1,83 237,60 3,78 3,07 2,50 2,07 1,78 250,80 3,79 3,09 2,51 2,07 1,80 264,00 3,79 3,09 2,50 2,08 1,75 277,20 3,77 3,09 2,53 2,06 1,74 290,40 3,79 3,09 2,52 2,07 1,77 303,60 3,78 3,09 2,52 2,07 1,77 316,80 3,79 3,10 2,54 2,07 1,79 330,00 3,80 3,07 2,54 2,09 1,81
99
Tabela A7- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
118,80 48,70 - - - -
132,00 53,45 41,18 - - -
145,20 57,80 45,13 - - -
158,40 62,95 49,49 41,57 - -
171,60 67,31 53,84 44,34 - -
184,80 72,85 57,80 47,91 39,99 -
198,00 78,39 62,55 50,68 41,97 35,63
211,20 82,75 66,91 53,45 44,34 39,59
224,40 87,50 71,26 56,62 47,51 41,18
237,60 93,04 75,22 60,18 49,89 44,34
250,80 98,58 79,97 63,35 53,05 46,32
264,00 104,13 84,73 67,31 56,22 48,30
277,20 108,48 88,69 70,87 58,60 49,49
290,40 114,02 93,04 74,43 61,37 52,66
303,60 119,57 97,00 78,79 64,14 55,03
316,80 125,11 101,75 82,35 67,31 57,01
330,00 130,26 105,31 86,31 70,87 59,78
100
Tabela A8- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
118,80 4,10 - - - -
132,00 4,05 3,12 - - -
145,20 3,98 3,11 - - -
158,40 3,97 3,12 2,62 - -
171,60 3,92 3,14 2,58 - -
184,80 3,94 3,13 2,59 2,16 -
198,00 3,96 3,16 2,56 2,12 1,80
211,20 3,92 3,17 2,53 2,10 1,87
224,40 3,90 3,18 2,52 2,12 1,83
237,60 3,92 3,17 2,53 2,10 1,87
250,80 3,93 3,19 2,53 2,12 1,85
264,00 3,94 3,21 2,55 2,13 1,83
277,20 3,91 3,20 2,56 2,11 1,79
290,40 3,93 3,20 2,56 2,11 1,81
303,60 3,94 3,19 2,60 2,11 1,81
316,80 3,95 3,21 2,60 2,12 1,80
330,00 3,95 3,19 2,62 2,15 1,81
101
Tabela A9- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 41,57 - - - -
105,60 46,72 - - - -
118,80 53,05 42,76 - - -
132,00 58,20 47,11 - - -
145,20 62,16 51,07 41,97 - -
158,40 67,70 55,43 45,13 40,78 -
171,60 72,85 59,78 48,70 43,55 -
184,80 78,79 63,74 52,26 46,72 36,03
198,00 83,93 68,10 55,43 49,89 38,80
211,20 89,87 72,06 59,39 53,05 41,18
224,40 95,81 76,41 62,55 56,22 42,76
237,60 101,75 80,77 66,51 59,39 45,13
250,80 107,69 85,12 70,47 62,16 47,51
264,00 113,23 90,27 74,04 64,93 50,28
277,20 118,77 94,23 78,00 68,10 53,05
290,40 125,11 98,58 81,56 70,47 55,43
303,60 130,65 102,94 85,12 73,24 58,99
316,80 136,99 107,29 89,48 76,41 62,16
330,00 143,72 112,44 92,25 40,78 65,33
102
Tabela A10- Dados Brutos : Caracterização Reológica do B10-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,50 - - - -
105,60 4,42 - - - -
118,80 4,47 3,60 - - -
132,00 4,41 3,57 - - -
145,20 4,28 3,52 2,89 - -
158,40 4,27 3,50 2,85 2,38 -
171,60 4,25 3,48 2,84 2,36 -
184,80 4,26 3,45 2,83 2,36 1,95
198,00 4,24 3,44 2,80 2,36 1,96
211,20 4,26 3,41 2,81 2,36 1,95
224,40 4,27 3,41 2,79 2,37 1,91
237,60 4,28 3,40 2,80 2,37 1,90
250,80 4,29 3,39 2,81 2,35 1,89
264,00 4,29 3,42 2,80 2,34 1,90
277,20 4,28 3,40 2,81 2,34 1,91
290,40 4,31 3,39 2,81 2,32 1,91
303,60 4,30 3,39 2,80 2,31 1,94
316,80 4,32 3,39 2,82 2,32 1,96
330,00 4,36 3,41 2,80 2,38 1,98
103
Tabela A11- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
79,20 43,15 - - - -
92,40 49,89 - - - -
105,60 56,62 41,18 - - -
118,80 62,95 49,09 - - -
132,00 70,87 54,24 42,36 - -
145,20 77,60 59,39 45,93 38,40 -
158,40 84,73 64,93 49,49 41,57 -
171,60 91,06 70,08 54,24 45,53 -
184,80 98,19 75,22 58,20 48,70 39,59
198,00 104,92 80,37 63,35 51,47 42,76
211,20 112,04 84,73 68,49 54,24 45,93
224,40 118,77 90,66 72,45 57,41 48,70
237,60 125,90 95,42 77,20 60,97 51,47
250,80 132,63 101,35 79,97 64,53 53,84
264,00 139,76 106,90 85,12 68,49 57,01
277,20 146,09 111,65 88,29 73,24 58,99
290,40 153,62 117,59 92,64 76,41 62,16
303,60 160,74 123,13 97,00 81,16 64,93
316,80 168,66 128,28 100,96 84,33 68,49
330,00 176,97 133,82 106,11 87,89 71,26
104
Tabela A12- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
79,20 5,45 - - - -
92,40 5,40 - - - -
105,60 5,36 3,90 - - -
118,80 5,30 4,13 - - -
132,00 5,37 4,11 3,21 - -
145,20 5,34 4,09 3,16 2,64 -
158,40 5,35 4,10 3,12 2,62 -
171,60 5,31 4,08 3,16 2,65 -
184,80 5,31 4,07 3,15 2,64 2,14
198,00 5,30 4,06 3,20 2,60 2,16
211,20 5,31 4,01 3,24 2,57 2,17
224,40 5,29 4,04 3,23 2,56 2,17
237,60 5,30 4,02 3,25 2,57 2,17
250,80 5,29 4,04 3,19 2,57 2,15
264,00 5,29 4,05 3,22 2,59 2,16
277,20 5,27 4,03 3,19 2,64 2,13
290,40 5,29 4,05 3,19 2,63 2,14
303,60 5,29 4,06 3,19 2,67 2,14
316,80 5,32 4,05 3,19 2,66 2,16
330,00 5,36 4,06 3,22 2,66 2,16
105
Tabela A13- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 46,32 - - - -
79,20 55,03 - - - -
92,40 63,74 42,36 - - -
105,60 72,06 49,49 41,97 - -
118,80 79,97 56,62 45,93 - -
132,00 89,08 62,16 51,07 41,18 -
145,20 97,79 68,89 56,62 45,13 -
158,40 106,90 75,62 61,76 47,91 41,18
171,60 115,61 82,35 66,91 50,68 43,95
184,80 124,71 89,48 70,87 54,24 46,72
198,00 133,42 95,81 76,02 58,60 50,28
211,20 143,72 103,73 81,16 62,55 52,26
224,40 151,64 109,27 85,12 66,91 56,22
237,60 160,74 117,19 91,06 70,87 59,39
250,80 169,85 124,71 96,21 74,83 61,37
264,00 178,56 132,24 100,17 79,18 65,72
277,20 187,27 140,15 104,52 83,14 67,70
290,40 195,98 146,88 109,27 87,10 72,06
303,60 205,08 154,41 115,61 91,85 74,43
316,80 214,19 162,72 121,55 96,21 78,00
330,00 222,50 169,06 127,88 101,35 81,16
106
Tabela A14- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 66,00 7,02 - - - -
79,20 6,95 - - - -
92,40 6,90 4,58 - - -
105,60 6,82 4,69 3,97 - -
118,80 6,73 4,77 3,87 - -
132,00 6,75 4,71 3,87 3,12 -
145,20 6,73 4,74 3,90 3,11 -
158,40 6,75 4,77 3,90 3,02 2,60
171,60 6,74 4,80 3,90 2,95 2,56
184,80 6,75 4,84 3,83 2,94 2,53
198,00 6,74 4,84 3,84 2,96 2,54
211,20 6,80 4,91 3,84 2,96 2,47
224,40 6,76 4,87 3,79 2,98 2,51
237,60 6,77 4,93 3,83 2,98 2,50
250,80 6,77 4,97 3,84 2,98 2,45
264,00 6,76 5,01 3,79 3,00 2,49
277,20 6,76 5,06 3,77 3,00 2,44
290,40 6,75 5,06 3,76 3,00 2,48
303,60 6,76 5,09 3,81 3,03 2,45
316,80 6,76 5,14 3,84 3,04 2,46
330,00 6,74 5,12 3,88 3,07 2,46
107
Tabela A15- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
52,80 42,36 - - - -
66,00 52,66 40,78 - - -
79,20 63,74 47,11 - - -
92,40 75,22 54,64 43,15 - -
105,60 85,91 61,76 49,09 - -
118,80 96,21 70,87 55,82 44,34 -
132,00 107,29 77,20 59,78 45,93 41,18
145,20 118,77 85,12 65,33 49,89 44,74
158,40 130,26 93,04 70,87 53,84 48,30
171,60 141,34 100,56 76,41 57,80 51,47
184,80 152,82 108,88 82,75 63,35 55,03
198,00 163,51 117,19 88,69 67,70 58,60
211,20 174,60 127,09 94,23 73,24 61,76
224,40 186,08 135,01 100,17 78,00 66,12
237,60 197,56 144,11 106,50 83,54 69,68
250,80 209,44 153,62 112,84 88,29 72,45
264,00 221,71 162,72 119,17 93,83 77,60
277,20 232,01 171,83 125,51 100,17 80,37
290,40 242,70 181,73 132,24 105,31 83,93
303,60 252,20 190,04 138,57 111,65 86,71
316,80 262,10 198,75 145,30 116,40 90,66
330,00 271,60 205,88 154,80 122,73 94,62
108
Tabela A16- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 52,80 8,02 - - - -
66,00 7,98 6,18 - - -
79,20 8,05 5,95 - - -
92,40 8,14 5,91 4,67 - -
105,60 8,14 5,85 4,65 - -
118,80 8,10 5,97 4,70 3,73 -
132,00 8,13 5,85 4,53 3,48 3,12
145,20 8,18 5,86 4,50 3,44 3,08
158,40 8,22 5,87 4,47 3,40 3,05
171,60 8,24 5,86 4,45 3,37 3,00
184,80 8,27 5,89 4,48 3,43 2,98
198,00 8,26 5,92 4,48 3,42 2,96
211,20 8,27 6,02 4,46 3,47 2,92
224,40 8,29 6,02 4,46 3,48 2,95
237,60 8,31 6,07 4,48 3,52 2,93
250,80 8,35 6,13 4,50 3,52 2,89
264,00 8,40 6,16 4,51 3,55 2,94
277,20 8,37 6,20 4,53 3,61 2,90
290,40 8,36 6,26 4,55 3,63 2,89
303,60 8,31 6,26 4,56 3,68 2,86
316,80 8,27 6,27 4,59 3,67 2,86
330,00 8,23 6,24 4,69 3,72 2,87
109
Tabela A17- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 39,60 41,18 - - - -
52,80 55,82 38,80 - - -
66,00 69,29 48,70 36,42 - -
79,20 82,75 57,41 43,95 - -
92,40 95,02 66,91 51,07 41,57 -
105,60 108,88 76,02 58,20 46,72 35,63
118,80 123,13 86,71 65,33 52,26 40,38
132,00 136,19 95,81 72,45 57,41 45,93
145,20 148,86 104,52 79,18 62,55 50,68
158,40 162,72 114,42 86,31 67,70 55,03
171,60 176,18 124,32 93,44 72,85 59,39
184,80 190,04 134,22 101,35 77,20 63,74
198,00 203,90 143,32 108,48 82,75 68,10
211,20 216,57 153,62 115,61 88,69 71,66
224,40 231,21 163,12 122,73 93,44 76,02
237,60 245,07 173,41 130,65 99,77 80,37
250,80 257,74 183,31 137,78 106,11 85,12
264,00 272,39 194,00 145,30 110,86 90,66
277,20 285,06 204,29 152,43 116,00 94,62
290,40 298,12 214,59 160,35 122,34 99,77
303,60 311,59 226,86 167,08 127,88 102,94
316,80 325,44 238,34 173,81 134,22 106,50
330,00 339,30 249,82 180,54 140,55 111,25
110
Tabela A18- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 39,60 10,40 - - - - 52,80 10,57 7,35 - - - 66,00 10,50 7,38 5,52 - - 79,20 10,45 7,25 5,55 - - 92,40 10,28 7,24 5,53 4,50 - 105,60 10,31 7,20 5,51 4,42 3,37 118,80 10,36 7,30 5,50 4,40 3,40 132,00 10,32 7,26 5,49 4,35 3,48 145,20 10,25 7,20 5,45 4,31 3,49 158,40 10,27 7,22 5,45 4,27 3,47 171,60 10,27 7,24 5,44 4,25 3,46 184,80 10,28 7,26 5,48 4,18 3,45 198,00 10,30 7,24 5,48 4,18 3,44 211,20 10,25 7,27 5,47 4,20 3,39 224,40 10,30 7,27 5,47 4,16 3,39 237,60 10,31 7,30 5,50 4,20 3,38 250,80 10,28 7,31 5,49 4,23 3,39 264,00 10,32 7,35 5,50 4,20 3,43 277,20 10,28 7,37 5,50 4,18 3,41 290,40 10,27 7,39 5,52 4,21 3,44 303,60 10,26 7,47 5,50 4,21 3,39 316,80 10,27 7,52 5,49 4,24 3,36 330,00 10,28 7,57 5,47 4,26 3,37
111
Tabela A19- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
17,00 113,20 - - - Taxa Tensão
20,40 133,59 - - - 39,60 68,10
23,80 156,03 105,04 - - 52,80 90,66
27,20 178,46 121,35 - - 66,00 113,23
30,60 199,88 135,63 - - 79,20 136,59
34,00 222,31 148,89 107,08 - 92,40 159,55
37,40 244,75 162,15 117,27 - 105,60 182,12
40,80 266,16 178,46 126,45 - 118,80 205,08
44,20 289,62 191,72 136,65 - 132,00 227,65
47,60 312,05 207,02 147,87 108,10 145,20 249,43
51,00 336,53 221,29 158,07 116,26 158,40 270,81
54,40 357,94 234,55 168,26 124,41 171,60 292,19
57,80 380,38 249,85 178,46 131,55 184,80 313,96
61,20 403,83 265,14 189,68 140,73 198,00 337,72
64,60 427,29 280,44 200,90 146,85 211,20 361,87
68,00 451,76 295,74 211,09 155,01 224,40 387,21
71,40 474,20 310,01 221,29 163,17 237,60 409,38
74,80 497,65 328,37 232,51 170,30 - -
78,20 520,09 345,71 241,69 177,44 - -
81,60 541,50 362,02 251,89 184,58 - -
85,00 563,94 377,32 262,08 191,72 - -
112
Tabela A20- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
17,00 66,59 - - - Taxa Visc.
20,40 65,49 - - - 39,60 17,20
23,80 65,56 44,13 - - 52,80 17,17
27,20 65,61 44,62 - - 66,00 17,16
30,60 65,32 44,32 - - 79,20 17,25
34,00 65,39 43,79 31,49 - 92,40 17,27
37,40 65,44 43,35 31,36 - 105,60 17,25
40,80 65,24 43,74 30,99 - 118,80 17,26
44,20 65,52 43,38 30,92 - 132,00 17,25
47,60 65,56 43,49 31,06 22,71 145,20 17,18
51,00 65,99 43,39 30,99 22,80 158,40 17,10
54,40 65,80 43,12 30,93 22,87 171,60 17,03
57,80 65,81 43,23 30,88 22,76 184,80 16,99
61,20 65,99 43,32 30,99 23,00 198,00 17,06
64,60 66,14 43,41 31,10 22,73 211,20 17,13
68,00 66,44 43,49 31,04 22,80 224,40 17,26
71,40 66,41 43,42 30,99 22,85 237,60 17,23
74,80 66,53 43,90 31,08 22,77 - -
78,20 66,51 44,21 30,91 22,69 - -
81,60 66,36 44,37 30,87 22,62 - -
85,00 66,35 44,39 30,83 22,56 - -
113
Tabela A21- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 40,78 - - - -
79,20 49,89 38,80 - - -
92,40 57,80 44,34 36,82 - -
105,60 65,72 51,86 39,99 - -
118,80 72,85 55,43 46,32 37,61 -
132,00 81,56 63,74 50,28 42,36 35,63
145,20 88,69 70,87 56,22 45,93 39,99
158,40 97,00 76,81 60,97 49,89 43,55
171,60 104,13 83,14 66,51 54,24 46,32
184,80 112,84 88,69 72,06 58,60 49,89
198,00 120,36 95,02 77,60 63,74 53,05
211,20 127,88 100,96 82,75 68,49 56,62
224,40 135,80 107,69 88,29 73,24 60,18
237,60 144,11 113,63 93,83 77,60 63,74
250,80 152,03 120,36 99,37 82,35 67,31
264,00 160,35 125,90 105,31 86,71 71,66
277,20 169,06 131,84 110,06 90,66 75,22
290,40 178,16 138,57 115,21 95,42 79,97
303,60 187,27 145,30 119,57 98,98 83,54
316,80 196,77 152,03 124,32 102,94 87,89
330,00 205,88 158,76 129,46 106,50 91,46
114
Tabela A22- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 6,18 - - - -
79,20 6,30 4,90 - - -
92,40 6,26 4,80 3,98 - -
105,60 6,22 4,91 3,79 - -
118,80 6,13 4,67 3,90 3,17 -
132,00 6,18 4,83 3,81 3,21 2,70
145,20 6,11 4,88 3,87 3,16 2,75
158,40 6,12 4,85 3,85 3,15 2,75
171,60 6,07 4,85 3,88 3,16 2,70
184,80 6,11 4,80 3,90 3,17 2,70
198,00 6,08 4,80 3,92 3,22 2,68
211,20 6,05 4,78 3,92 3,24 2,68
224,40 6,05 4,80 3,93 3,26 2,68
237,60 6,07 4,78 3,95 3,27 2,68
250,80 6,06 4,80 3,96 3,28 2,68
264,00 6,07 4,77 3,99 3,28 2,71
277,20 6,10 4,76 3,97 3,27 2,71
290,40 6,14 4,77 3,97 3,29 2,75
303,60 6,17 4,79 3,94 3,26 2,75
316,80 6,21 4,80 3,92 3,25 2,77
330,00 6,24 4,81 3,92 3,23 2,77
115
Tabela A23- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 105,60 38,01 - - - -
118,80 45,53 34,44 - - -
132,00 51,47 41,57 - - -
145,20 55,82 44,34 - - -
158,40 59,78 47,51 - - -
171,60 64,93 50,68 42,76 - -
184,80 69,68 54,24 46,72 38,40 -
198,00 73,64 57,41 49,89 41,18 -
211,20 78,79 62,95 52,26 43,95 37,22
224,40 83,93 67,31 56,22 46,72 38,01
237,60 88,29 70,87 59,39 49,89 40,38
250,80 93,44 74,43 62,55 53,05 42,76
264,00 98,19 77,60 66,51 55,82 45,53
277,20 102,15 79,58 69,68 58,99 48,30
290,40 107,29 84,33 73,24 62,55 50,68
303,60 111,25 88,69 76,02 64,93 55,03
316,80 116,00 92,25 79,18 67,31 57,41
330,00 121,55 97,79 82,75 70,08 59,78
116
Tabela A24 - Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,60 - - - -
118,80 3,83 2,90 - - -
132,00 3,90 3,15 - - -
145,20 3,84 3,05 - - -
158,40 3,77 3,00 - - -
171,60 3,78 2,95 2,49 - -
184,80 3,77 2,94 2,53 2,08 -
198,00 3,72 2,90 2,52 2,08 -
211,20 3,73 2,98 2,47 2,08 1,76
224,40 3,74 3,00 2,51 2,08 1,69
237,60 3,72 2,98 2,50 2,10 1,70
250,80 3,73 2,97 2,49 2,12 1,70
264,00 3,72 2,94 2,52 2,11 1,72
277,20 3,68 2,87 2,51 2,13 1,74
290,40 3,69 2,90 2,52 2,15 1,75
303,60 3,66 2,92 2,50 2,14 1,81
316,80 3,66 2,91 2,50 2,12 1,81
330,00 3,68 2,96 2,51 2,12 1,81
117
Tabela A25- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 41,18 - - - -
118,80 45,13 36,82 - - -
132,00 51,07 38,80 - - -
145,20 56,22 43,55 - - -
158,40 60,58 47,91 39,59 - -
171,60 65,72 52,26 42,76 - -
184,80 70,47 56,22 45,93 36,42 -
198,00 75,22 59,39 49,09 39,20 -
211,20 80,77 63,74 52,26 43,15 -
224,40 85,12 67,31 55,43 45,53 39,59
237,60 90,27 72,06 58,60 48,30 42,36
250,80 94,23 76,81 62,16 52,66 43,95
264,00 99,77 81,16 65,72 55,43 47,11
277,20 103,73 85,52 68,49 58,99 47,91
290,40 108,88 89,48 72,06 61,76 51,07
303,60 114,02 92,64 75,22 63,74 53,84
316,80 119,17 95,81 79,18 66,91 56,62 330,00 125,11 98,98 82,35 68,89 59,39
118
Tabela A26- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,90 - - - -
118,80 3,80 3,10 - - -
132,00 3,87 2,94 - - -
145,20 3,87 3,00 - - -
158,40 3,82 3,02 2,50 - -
171,60 3,83 3,05 2,49 - -
184,80 3,81 3,04 2,49 1,97 -
198,00 3,80 3,00 2,48 1,98 -
211,20 3,82 3,02 2,47 2,04 -
224,40 3,79 3,00 2,47 2,03 1,76
237,60 3,80 3,03 2,47 2,03 1,78
250,80 3,76 3,06 2,48 2,10 1,75
264,00 3,78 3,07 2,49 2,10 1,78
277,20 3,74 3,09 2,47 2,13 1,73
290,40 3,75 3,08 2,48 2,13 1,76
303,60 3,76 3,05 2,48 2,10 1,77
316,80 3,76 3,02 2,50 2,11 1,79
330,00 3,79 3,00 2,50 2,09 1,80
119
Tabela A27- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 105,60 41,97 - - - -
118,80 45,93 - - - -
132,00 51,86 39,99 - - -
145,20 57,01 43,95 36,42 - -
158,40 61,76 47,11 39,59 - -
171,60 66,91 52,66 43,15 38,01 -
184,80 71,26 56,62 45,93 37,61 -
198,00 76,41 60,58 49,49 39,99 -
211,20 80,77 64,53 52,26 42,76 38,80
224,40 85,52 68,89 55,82 45,93 39,99
237,60 90,27 73,24 58,99 49,09 43,15
250,80 95,02 77,20 62,55 53,05 44,74
264,00 100,56 82,75 66,12 56,62 47,11
277,20 104,13 86,71 69,29 59,78 48,70
290,40 109,67 91,46 73,64 63,74 52,26
303,60 115,61 95,02 77,20 66,51 54,24
316,80 121,94 98,98 81,56 69,29 57,01
330,00 128,67 102,54 85,12 71,26 61,37
120
Tabela A28- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,97 - - - -
118,80 3,87 - - - -
132,00 3,93 3,03 - - -
145,20 3,93 3,03 2,51 - -
158,40 3,90 2,97 2,50 - -
171,60 3,90 3,07 2,51 2,21 -
184,80 3,86 3,06 2,49 2,04 -
198,00 3,86 3,06 2,50 2,02 -
211,20 3,82 3,06 2,47 2,02 1,84
224,40 3,81 3,07 2,49 2,05 1,78
237,60 3,80 3,08 2,48 2,07 1,82
250,80 3,79 3,08 2,49 2,12 1,78
264,00 3,81 3,13 2,50 2,14 1,78
277,20 3,76 3,13 2,50 2,16 1,76
290,40 3,78 3,15 2,54 2,19 1,80
303,60 3,81 3,13 2,54 2,19 1,79
316,80 3,85 3,12 2,57 2,19 1,80
330,00 3,90 3,11 2,58 2,16 1,86
121
Tabela A29- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 43,15 - - - -
118,80 49,49 37,61 - - -
132,00 54,64 41,57 - - -
145,20 59,39 46,32 - - -
158,40 64,53 50,28 41,18 - -
171,60 70,08 54,64 45,13 - -
184,80 75,22 58,99 47,51 39,20 -
198,00 80,37 62,95 51,86 42,36 37,22
211,20 85,91 67,70 55,43 45,53 39,99
224,40 91,46 72,45 58,99 47,91 42,76
237,60 96,60 76,81 62,55 51,07 44,34
250,80 100,96 81,56 66,12 53,84 45,93
264,00 107,29 85,91 69,68 57,41 49,09
277,20 110,46 90,66 73,24 60,97 51,07
290,40 116,40 95,42 77,20 64,14 53,45
303,60 121,15 98,58 80,37 68,10 55,82
316,80 126,30 102,54 83,54 71,66 59,39
330,00 131,84 106,11 87,50 74,83 62,95
122
Tabela A30- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 4,09 - - - -
118,80 4,17 3,17 - - -
132,00 4,14 3,15 - - -
145,20 4,09 3,19 - - -
158,40 4,07 3,17 2,60 - -
171,60 4,08 3,18 2,63 - -
184,80 4,07 3,19 2,57 2,12 -
198,00 4,06 3,18 2,62 2,14 1,88
211,20 4,07 3,21 2,62 2,16 1,89
224,40 4,08 3,23 2,63 2,13 1,91
237,60 4,07 3,23 2,63 2,15 1,87
250,80 4,03 3,25 2,64 2,15 1,83
264,00 4,06 3,25 2,64 2,17 1,86
277,20 3,98 3,27 2,64 2,20 1,84
290,40 4,01 3,29 2,66 2,21 1,84
303,60 3,99 3,25 2,65 2,24 1,84
316,80 3,99 3,24 2,64 2,26 1,87
330,00 4,00 3,22 2,65 2,27 1,91
123
Tabela A31- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 40,78 - - - -
105,60 45,93 - - - -
118,80 49,09 39,20 - - -
132,00 57,01 42,76 36,82 - -
145,20 62,16 47,91 40,38 - -
158,40 67,70 51,86 43,15 37,22 -
171,60 73,24 56,62 47,11 38,80 -
184,80 78,79 60,58 49,89 41,18 36,03
198,00 84,73 65,72 54,24 43,95 38,80
211,20 90,27 70,08 57,41 47,91 41,18
224,40 96,21 75,22 61,37 51,07 44,34
237,60 101,75 79,97 65,33 54,24 46,32
250,80 106,90 85,12 68,89 58,20 48,30
264,00 112,04 90,66 72,45 62,16 50,68
277,20 116,80 95,42 75,62 65,72 53,45
290,40 121,94 100,17 80,77 68,49 56,22
303,60 126,69 104,13 84,73 72,06 59,39
316,80 132,24 107,69 89,08 75,22 62,95
330,00 138,57 111,25 94,23 77,20 66,51
124
Tabela A32- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,41 - - - -
105,60 4,35 - - - -
118,80 4,13 3,30 - - -
132,00 4,32 3,24 2,79 - -
145,20 4,28 3,30 2,78 - -
158,40 4,27 3,27 2,72 2,35 -
171,60 4,27 3,30 2,75 2,26 -
184,80 4,26 3,28 2,70 2,23 1,95
198,00 4,28 3,32 2,74 2,22 1,96
211,20 4,27 3,32 2,72 2,27 1,95
224,40 4,29 3,35 2,73 2,28 1,98
237,60 4,28 3,37 2,75 2,28 1,95
250,80 4,26 3,39 2,75 2,32 1,93
264,00 4,24 3,43 2,74 2,35 1,92
277,20 4,21 3,44 2,73 2,37 1,93
290,40 4,20 3,45 2,78 2,36 1,94
303,60 4,17 3,43 2,79 2,37 1,96
316,80 4,17 3,40 2,81 2,37 1,99
330,00 4,20 3,37 2,86 2,34 2,02
125
Tabela A33- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 42,76 - - - -
105,60 48,70 - - - -
118,80 51,47 43,15 - - -
132,00 58,99 45,93 38,80 - -
145,20 64,93 49,49 41,97 - -
158,40 70,87 54,64 45,93 39,20 -
171,60 76,81 59,39 49,09 40,38 -
184,80 83,14 64,14 53,45 43,55 -
198,00 89,08 68,89 57,01 46,72 41,97
211,20 95,02 73,64 60,58 50,28 44,34
224,40 101,35 79,18 64,93 53,05 47,11
237,60 106,90 83,54 68,89 56,62 49,89
250,80 112,84 89,08 72,85 59,78 52,26
264,00 118,38 94,62 77,20 62,95 55,03
277,20 122,73 99,37 80,77 67,31 57,01
290,40 128,28 105,31 85,12 70,87 59,78
303,60 133,82 110,06 89,08 75,22 61,76
316,80 140,15 115,21 92,64 78,00 64,93
330,00 146,09 119,57 97,00 81,95 67,70
126
Tabela A34- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-A
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,63 - - - -
105,60 4,61 - - - -
118,80 4,33 3,63 - - -
132,00 4,47 3,48 2,94 - -
145,20 4,47 3,41 2,89 - -
158,40 4,47 3,45 2,90 2,47 -
171,60 4,48 3,46 2,86 2,35 -
184,80 4,50 3,47 2,89 2,36 -
198,00 4,50 3,48 2,88 2,36 2,12
211,20 4,50 3,49 2,87 2,38 2,10
224,40 4,52 3,53 2,89 2,36 2,10
237,60 4,50 3,52 2,90 2,38 2,10
250,80 4,50 3,55 2,90 2,38 2,08
264,00 4,48 3,58 2,92 2,38 2,08
277,20 4,43 3,58 2,91 2,43 2,06
290,40 4,42 3,63 2,93 2,44 2,06
303,60 4,41 3,63 2,93 2,48 2,03
316,80 4,42 3,64 2,92 2,46 2,05
330,00 4,43 3,62 2,94 2,48 2,05
127
Tabela A35- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 45,13 - - - -
105,60 51,07 38,40 - - -
118,80 55,43 44,34 36,42 - -
132,00 63,35 47,91 40,38 - -
145,20 69,29 53,84 44,34 - -
158,40 75,22 58,99 46,72 39,20 -
171,60 80,77 64,53 50,68 42,76 38,01
184,80 86,71 69,29 55,03 45,93 38,80
198,00 92,25 74,83 59,39 49,89 41,57
211,20 98,19 79,18 63,35 53,84 44,74
224,40 104,92 85,12 67,70 57,80 47,51
237,60 112,04 89,87 72,06 60,97 50,68
250,80 117,59 94,62 76,41 64,93 54,24
264,00 122,73 100,17 80,37 68,89 57,01
277,20 128,28 104,52 85,12 71,26 61,76
290,40 135,01 109,67 89,87 74,43 64,53
303,60 141,74 114,02 94,23 78,00 66,91
316,80 148,86 117,98 98,19 81,56 69,68
330,00 157,18 123,13 103,73 85,12 72,45
128
Tabela A36- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,88 - - - -
105,60 4,84 3,64 - - -
118,80 4,67 3,73 3,07 - -
132,00 4,80 3,63 3,06 - -
145,20 4,77 3,71 3,05 - -
158,40 4,75 3,72 2,95 2,47 -
171,60 4,71 3,76 2,95 2,49 2,21
184,80 4,69 3,75 2,98 2,49 2,10
198,00 4,66 3,78 3,00 2,52 2,10
211,20 4,65 3,75 3,00 2,55 2,12
224,40 4,68 3,79 3,02 2,58 2,12
237,60 4,72 3,78 3,03 2,57 2,13
250,80 4,69 3,77 3,05 2,59 2,16
264,00 4,65 3,79 3,04 2,61 2,16
277,20 4,63 3,77 3,07 2,57 2,23
290,40 4,65 3,78 3,09 2,56 2,22
303,60 4,67 3,76 3,10 2,57 2,20
316,80 4,70 3,72 3,10 2,57 2,20
330,00 4,76 3,73 3,14 2,58 2,20
129
Tabela A37- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
50° C 60° C 70° C 80° C
39,60 73,24 54,64 42,76 -
52,80 97,40 73,64 57,01 -
66,00 121,94 91,46 71,26 58,60
79,20 146,88 109,27 84,73 68,89
92,40 171,43 126,69 98,58 78,39
105,60 195,98 146,49 112,44 89,48
118,80 220,52 167,08 127,48 102,15
132,00 246,26 185,29 141,34 112,04
145,20 271,20 204,29 156,78 123,92
158,40 296,54 222,11 171,43 135,01
171,60 321,09 240,72 185,68 146,09
184,80 345,63 259,32 200,33 157,57
198,00 369,39 277,93 215,77 169,06
211,20 393,54 295,75 230,03 181,33
224,40 - 314,75 244,68 192,81
237,60 - 334,94 258,93 203,90
250,80 - 354,34 273,58 216,57
264,00 - 372,56 288,23 228,44
277,20 - 389,58 302,48 240,32
290,40 - - 317,13 252,99
303,60 - - 331,78 264,87
316,80 - - 346,82 277,54
330,00 - - 360,68 289,41
130
Tabela A38- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
50° C 60° C 70° C 80° C
39,60 18,50 13,80 10,80 -
52,80 18,45 13,95 10,80 -
66,00 18,48 13,86 10,80 8,88
79,20 18,55 13,80 10,70 8,70
92,40 18,55 13,71 10,67 8,48
105,60 18,56 13,87 10,65 8,47
118,80 18,56 14,06 10,73 8,60
132,00 18,66 14,04 10,71 8,49
145,20 18,68 14,07 10,80 8,53
158,40 18,72 14,02 10,82 8,52
171,60 18,71 14,03 10,82 8,51
184,80 18,70 14,03 10,84 8,53
198,00 18,66 14,04 10,90 8,54
211,20 18,63 14,00 10,89 8,59
224,40 - 14,03 10,90 8,59
237,60 - 14,10 10,90 8,58
250,80 - 14,13 10,91 8,63
264,00 - 14,11 10,92 8,65
277,20 - 14,05 10,91 8,67
290,40 - - 10,92 8,71
303,60 - - 10,93 8,72
316,80 - - 10,95 8,76
330,00 - - 10,93 8,77
131
Tabela A39- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 49,49 - - - -
79,20 60,18 42,76 - - -
92,40 71,26 49,89 39,59 - -
105,60 80,37 57,01 44,34 - -
118,80 91,06 64,53 50,28 41,57 -
132,00 101,75 70,87 55,82 45,93 -
145,20 111,65 78,39 61,37 51,86 41,97
158,40 122,34 85,91 66,91 56,22 45,53
171,60 132,24 93,04 72,85 61,37 49,09
184,80 142,93 100,17 79,18 65,72 53,05
198,00 153,22 108,08 84,73 70,87 57,41
211,20 161,93 115,61 91,06 75,62 62,16
224,40 171,04 123,13 97,40 79,97 66,51
237,60 180,54 130,65 103,73 84,73 70,08
250,80 189,64 138,17 108,88 89,87 74,43
264,00 199,15 145,70 115,21 94,23 78,39
277,20 209,04 152,43 121,15 97,79 82,35
290,40 219,34 160,35 126,69 102,94 86,71
303,60 230,82 166,68 132,63 106,90 90,27
316,80 241,11 173,81 139,36 111,25 93,83
330,00 250,22 181,33 144,91 116,80 96,60
132
Tabela A40- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 7,50 - - - -
79,20 7,60 5,40 - - -
92,40 7,71 5,40 4,28 - -
105,60 7,61 5,40 4,20 - -
118,80 7,67 5,43 4,23 3,50 -
132,00 7,71 5,37 4,23 3,48 -
145,20 7,69 5,40 4,23 3,57 2,89
158,40 7,72 5,42 4,22 3,55 2,87
171,60 7,71 5,42 4,25 3,58 2,86
184,80 7,73 5,42 4,28 3,56 2,87
198,00 7,74 5,46 4,28 3,58 2,90
211,20 7,67 5,47 4,31 3,58 2,94
224,40 7,62 5,49 4,34 3,56 2,96
237,60 7,60 5,50 4,37 3,57 2,95
250,80 7,56 5,51 4,34 3,58 2,97
264,00 7,54 5,52 4,36 3,57 2,97
277,20 7,54 5,50 4,37 3,53 2,97
290,40 7,55 5,52 4,36 3,54 2,99
303,60 7,60 5,49 4,37 3,52 2,97
316,80 7,61 5,49 4,40 3,51 2,96
330,00 7,58 5,49 4,39 3,54 2,93
133
Tabela A41- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-SB Taxa de
Cisalhamento (s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C 105,60 39,99 - - - -
118,80 43,55 - - - -
132,00 48,70 39,99 - - -
145,20 54,24 43,95 - - -
158,40 58,99 47,91 39,20 - -
171,60 64,14 51,07 41,97 - -
184,80 69,29 54,64 45,53 37,22 -
198,00 74,43 58,60 48,30 40,78 -
211,20 79,97 62,95 51,86 43,55 -
224,40 85,12 66,12 55,43 45,53 39,59
237,60 89,87 70,47 58,20 47,91 41,18
250,80 95,02 74,43 61,37 50,68 44,34
264,00 100,56 78,79 64,53 53,45 46,72
277,20 104,92 83,54 67,70 55,82 48,30
290,40 110,06 87,50 71,26 58,99 50,68
303,60 114,82 92,25 75,62 62,55 52,66
316,80 119,96 96,21 79,18 65,33 55,03
330,00 125,11 100,56 82,75 68,49 57,41
134
Tabela A42- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,79 - - - -
118,80 3,67 - - - -
132,00 3,69 3,03 - - -
145,20 3,74 3,03 - - -
158,40 3,72 3,02 2,47 - -
171,60 3,74 2,98 2,45 - -
184,80 3,75 2,96 2,46 2,01 -
198,00 3,76 2,96 2,44 2,06 -
211,20 3,79 2,98 2,46 2,06 -
224,40 3,79 2,95 2,47 2,03 1,76
237,60 3,78 2,97 2,45 2,02 1,73
250,80 3,79 2,97 2,45 2,02 1,77
264,00 3,81 2,98 2,44 2,02 1,77
277,20 3,78 3,01 2,44 2,01 1,74
290,40 3,79 3,01 2,45 2,03 1,75
303,60 3,78 3,04 2,49 2,06 1,73
316,80 3,79 3,04 2,50 2,06 1,74
330,00 3,79 3,05 2,51 2,08 1,74
135
Tabela A43- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 39,20 - - - -
118,80 45,13 - - - -
132,00 49,09 39,99 - - -
145,20 54,24 44,74 - - -
158,40 59,78 48,30 38,40 - -
171,60 65,33 52,26 41,97 - -
184,80 70,47 55,82 45,13 - -
198,00 76,02 60,58 48,70 41,18 -
211,20 81,16 64,14 52,26 43,95 38,01
224,40 86,71 68,49 55,03 46,32 39,59
237,60 92,25 72,85 58,99 49,49 41,97
250,80 96,60 77,20 62,95 52,66 44,34
264,00 102,54 80,77 66,51 55,82 47,51
277,20 106,90 84,73 69,29 58,60 49,09
290,40 112,04 89,08 72,85 61,37 51,86
303,60 117,19 92,64 76,41 64,53 54,24
316,80 121,94 96,21 79,18 66,91 57,01
330,00 127,09 100,17 82,35 69,29 59,78
136
Tabela A44- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,71 - - - -
118,80 3,80 - - - -
132,00 3,72 3,03 - - -
145,20 3,74 3,08 - - -
158,40 3,77 3,05 2,42 - -
171,60 3,81 3,05 2,45 - -
184,80 3,81 3,02 2,44 - -
198,00 3,84 3,06 2,46 2,08 -
211,20 3,84 3,04 2,47 2,08 1,80
224,40 3,86 3,05 2,45 2,06 1,76
237,60 3,88 3,07 2,48 2,08 1,77
250,80 3,85 3,08 2,51 2,10 1,77
264,00 3,88 3,06 2,52 2,11 1,80
277,20 3,86 3,06 2,50 2,11 1,77
290,40 3,86 3,07 2,51 2,11 1,79
303,60 3,86 3,05 2,52 2,13 1,79
316,80 3,85 3,04 2,50 2,11 1,80
330,00 3,85 3,04 2,50 2,10 1,81
137
Tabela A45- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 42,76 - - - -
118,80 48,30 - - - -
132,00 52,66 42,36 - - -
145,20 57,80 45,53 - - -
158,40 63,35 48,70 40,78 - -
171,60 68,10 53,05 44,34 36,42 -
184,80 73,24 56,22 47,51 39,59 -
198,00 78,39 60,18 50,68 43,15 -
211,20 83,93 65,72 53,84 46,32 38,40
224,40 89,08 69,29 57,80 49,09 40,78
237,60 94,62 73,64 61,76 51,07 43,15
250,80 99,37 77,20 64,93 53,45 45,93
264,00 104,92 81,56 69,29 56,22 48,30
277,20 109,27 85,91 73,24 59,78 51,47
290,40 114,02 89,87 76,41 62,95 53,84
303,60 119,17 94,62 79,58 65,72 55,82
316,80 124,71 98,98 81,56 68,49 57,80
330,00 129,46 104,13 85,91 71,26 60,58
138
Tabela A46- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 4,05 - - - -
118,80 4,07 - - - -
132,00 3,99 3,21 - - -
145,20 3,98 3,14 - - -
158,40 4,00 3,07 2,57 - -
171,60 3,97 3,09 2,58 2,12 -
184,80 3,96 3,04 2,57 2,14 -
198,00 3,96 3,04 2,56 2,18 -
211,20 3,97 3,11 2,55 2,19 1,82
224,40 3,97 3,09 2,58 2,19 1,82
237,60 3,98 3,10 2,60 2,15 1,82
250,80 3,96 3,08 2,59 2,13 1,83
264,00 3,97 3,09 2,62 2,13 1,83
277,20 3,94 3,10 2,64 2,16 1,86
290,40 3,93 3,09 2,63 2,17 1,85
303,60 3,93 3,12 2,62 2,16 1,84
316,80 3,94 3,12 2,57 2,16 1,82
330,00 3,92 3,16 2,60 2,16 1,84
139
Tabela A47- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 41,57 - - - -
118,80 48,70 38,40 - - -
132,00 53,05 45,13 - - -
145,20 59,39 49,49 - - -
158,40 65,72 53,05 43,55 - -
171,60 71,26 56,62 47,11 39,20 -
184,80 76,81 60,18 51,07 41,97 -
198,00 81,16 64,93 53,45 45,13 -
211,20 87,50 68,49 57,41 47,51 41,97
224,40 93,04 72,45 60,58 51,47 44,74
237,60 98,98 76,81 64,14 55,43 46,32
250,80 104,92 81,95 68,49 58,20 49,09
264,00 110,86 86,71 71,66 60,97 52,26
277,20 117,19 91,06 75,22 64,14 53,84
290,40 122,34 95,42 79,18 66,91 56,62
303,60 129,46 100,17 83,54 69,68 58,60
316,80 135,40 105,31 87,50 73,64 60,18
330,00 140,95 110,06 91,85 76,41 63,35
140
Tabela A48- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,94 - - - -
118,80 4,10 3,23 - - -
132,00 4,02 3,42 - - -
145,20 4,09 3,41 - - -
158,40 4,15 3,35 2,75 - -
171,60 4,15 3,30 2,75 2,28 -
184,80 4,16 3,26 2,76 2,27 -
198,00 4,10 3,28 2,70 2,28 -
211,20 4,14 3,24 2,72 2,25 1,99
224,40 4,15 3,23 2,70 2,29 1,99
237,60 4,17 3,23 2,70 2,33 1,95
250,80 4,18 3,27 2,73 2,32 1,96
264,00 4,20 3,28 2,71 2,31 1,98
277,20 4,23 3,29 2,71 2,31 1,94
290,40 4,21 3,29 2,73 2,30 1,95
303,60 4,26 3,30 2,75 2,30 1,93
316,80 4,27 3,32 2,76 2,32 1,90
330,00 4,27 3,34 2,78 2,32 1,92
141
Tabela A49- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 41,97 - - - -
105,60 48,30 - - - -
118,80 53,84 41,97 - - -
132,00 59,39 47,11 38,80 - -
145,20 64,93 52,66 41,57 - -
158,40 70,87 57,41 44,74 39,20 -
171,60 76,81 62,16 48,70 39,59 -
184,80 81,56 66,12 53,05 43,95 38,80
198,00 87,89 70,87 57,41 48,30 39,99
211,20 94,62 76,02 61,37 51,86 41,97
224,40 99,77 80,77 65,33 55,43 44,34
237,60 105,71 85,52 69,29 58,60 47,51
250,80 112,04 90,27 74,04 62,16 50,28
264,00 118,38 95,42 78,00 65,33 54,64
277,20 124,71 99,77 81,56 68,10 57,41
290,40 131,44 104,92 85,12 70,87 60,58
303,60 139,36 109,27 88,29 72,85 63,74
316,80 145,70 113,63 92,64 75,22 66,12
330,00 153,22 117,98 96,21 77,60 69,29
142
Tabela A50- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,54 - - - -
105,60 4,57 - - - -
118,80 4,53 3,53 - - -
132,00 4,50 3,57 2,94 - -
145,20 4,47 3,63 2,86 - -
158,40 4,47 3,62 2,82 2,47 -
171,60 4,48 3,62 2,84 2,31 -
184,80 4,41 3,58 2,87 2,38 2,10
198,00 4,44 3,58 2,90 2,44 2,02
211,20 4,48 3,60 2,91 2,46 1,99
224,40 4,45 3,60 2,91 2,47 1,98
237,60 4,45 3,60 2,92 2,47 2,00
250,80 4,47 3,60 2,95 2,48 2,00
264,00 4,48 3,61 2,95 2,47 2,07
277,20 4,50 3,60 2,94 2,46 2,07
290,40 4,53 3,61 2,93 2,44 2,09
303,60 4,59 3,60 2,91 2,40 2,10
316,80 4,60 3,59 2,92 2,37 2,09
330,00 4,64 3,58 2,92 2,35 2,10
143
Tabela A51- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 45,13 - - - -
105,60 51,47 41,18 - - -
118,80 58,20 45,53 36,42 - -
132,00 64,53 51,07 41,18 - -
145,20 71,26 56,22 44,74 - -
158,40 77,60 60,58 48,70 39,20 -
171,60 84,33 65,72 51,86 43,15 -
184,80 90,66 70,47 55,82 46,72 40,78
198,00 97,00 75,62 59,39 49,09 43,15
211,20 103,73 80,77 63,74 51,86 45,93
224,40 110,46 85,91 67,31 55,82 48,70
237,60 116,00 91,06 72,06 58,99 51,07
250,80 122,73 96,21 76,41 62,95 53,45
264,00 129,46 100,96 80,37 66,12 56,62
277,20 135,80 106,11 84,73 70,08 58,60
290,40 141,34 111,25 88,69 74,83 61,76
303,60 146,88 116,40 93,44 78,00 64,93
316,80 153,62 120,36 97,40 82,35 68,10
330,00 159,16 125,90 102,15 85,91 70,87
144
Tabela A52- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-M
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,88 - - - -
105,60 4,87 3,90 - - -
118,80 4,90 3,83 3,07 - -
132,00 4,89 3,87 3,12 - -
145,20 4,91 3,87 3,08 - -
158,40 4,90 3,82 3,07 2,47 -
171,60 4,91 3,83 3,02 2,51 -
184,80 4,91 3,81 3,02 2,53 2,21
198,00 4,90 3,82 3,00 2,48 2,18
211,20 4,91 3,82 3,02 2,46 2,17
224,40 4,92 3,83 3,00 2,49 2,17
237,60 4,88 3,83 3,03 2,48 2,15
250,80 4,89 3,84 3,05 2,51 2,13
264,00 4,90 3,82 3,04 2,50 2,14
277,20 4,90 3,83 3,06 2,53 2,11
290,40 4,87 3,83 3,05 2,58 2,13
303,60 4,84 3,83 3,08 2,57 2,14
316,80 4,85 3,80 3,07 2,60 2,15
330,00 4,82 3,82 3,10 2,60 2,15
145
Tabela A53- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
79,20 40,38 - - - -
92,40 46,32 - - - -
105,60 53,05 43,15 - - -
118,80 60,58 47,11 38,40 - -
132,00 66,12 53,45 42,36 - -
145,20 72,85 58,60 46,32 38,01 -
158,40 79,18 62,95 50,68 41,57 -
171,60 85,12 67,31 55,43 45,13 38,80
184,80 93,44 71,66 58,99 47,51 41,97
198,00 98,98 77,20 64,53 51,07 45,13
211,20 106,50 81,95 69,29 54,64 47,11
224,40 113,63 87,50 73,64 58,60 51,07
237,60 120,75 93,44 77,60 61,76 53,84
250,80 127,88 98,58 82,35 65,33 57,41
264,00 135,01 104,92 86,31 69,68 60,97
277,20 143,32 110,46 90,27 72,85 62,95
290,40 150,45 116,80 94,62 77,20 65,72
303,60 157,97 121,94 98,58 82,35 67,70
316,80 165,49 128,28 103,33 83,93 72,06
330,00 174,20 134,22 106,90 91,06 74,43
146
Tabela A54- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-SB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
79,20 5,10 - - - -
92,40 5,01 - - - -
105,60 5,02 4,09 - - -
118,80 5,10 3,97 3,23 - -
132,00 5,01 4,05 3,21 - -
145,20 5,02 4,04 3,19 2,62 -
158,40 5,00 3,97 3,20 2,62 -
171,60 4,96 3,92 3,23 2,63 2,26
184,80 5,06 3,88 3,19 2,57 2,27
198,00 5,00 3,90 3,26 2,58 2,28
211,20 5,04 3,88 3,28 2,59 2,23
224,40 5,06 3,90 3,28 2,61 2,28
237,60 5,08 3,93 3,27 2,60 2,27
250,80 5,10 3,93 3,28 2,60 2,29
264,00 5,11 3,97 3,27 2,64 2,31
277,20 5,17 3,98 3,26 2,63 2,27
290,40 5,18 4,02 3,26 2,66 2,26
303,60 5,20 4,02 3,25 2,71 2,23
316,80 5,22 4,05 3,26 2,65 2,27
330,00 5,28 4,07 3,24 2,76 2,26
147
Tabela A55- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-OB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
40° C 50° C 60° C 70° C 80° C
3,40 72,40 - - - -
6,80 144,81 - - - -
10,20 217,21 129,51 - - -
13,60 291,66 172,34 119,31 - -
17,00 364,06 216,19 148,89 98,92 -
20,40 435,45 260,04 178,46 119,31 83,62
23,80 508,87 301,86 207,02 138,69 96,88
27,20 581,28 346,73 234,55 158,07 111,16
30,60 654,70 390,58 262,08 177,44 125,43
34,00 729,14 434,43 291,66 195,80 138,69
37,40 803,59 476,24 320,21 214,15 152,97
40,80 879,05 520,09 348,77 233,53 167,24
44,20 953,50 563,94 376,30 251,89 180,50
47,60 1027,94 607,79 404,85 269,22 194,78
51,00 - 652,66 432,39 289,62 208,04
54,40 - 696,51 459,92 308,99 221,29
57,80 - 741,38 488,48 327,35 233,53
61,20 - 787,27 517,03 347,75 246,79
64,60 - 832,14 544,56 367,12 260,04
68,00 - 878,03 573,12 387,52 273,30
71,40 - 922,90 599,63 405,87 287,58
74,80 - 967,77 627,17 427,29 302,88
78,20 - 1012,64 653,68 448,70 316,13
81,60 - 1056,49 681,21 467,06 328,37
85,00 - - 709,77 487,46 341,63
148
Tabela A56- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-OB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
40° C 50° C 60° C 70° C 80° C
3,40 212,95 - - - -
6,80 212,95 - - - -
10,20 212,95 126,97 - - -
13,60 214,45 126,72 87,73 - -
17,00 214,15 127,17 87,58 58,19 -
20,40 213,45 127,47 87,48 58,49 40,99
23,80 213,81 126,83 86,98 58,27 40,71
27,20 213,70 127,47 86,23 58,11 40,87
30,60 213,95 127,64 85,65 57,99 40,99
34,00 214,45 127,77 85,78 57,59 40,79
37,40 214,86 127,34 85,62 57,26 40,90
40,80 215,45 127,47 85,48 57,24 40,99
44,20 215,72 127,59 85,14 56,99 40,84
47,60 215,95 127,69 85,05 56,56 40,92
51,00 - 127,97 84,78 56,79 40,79
54,40 - 128,04 84,54 56,80 40,68
57,80 - 128,27 84,51 56,63 40,40
61,20 - 128,64 84,48 56,82 40,32
64,60 - 128,81 84,30 56,83 40,25
68,00 - 129,12 84,28 56,99 40,19
71,40 - 129,26 83,98 56,85 40,28
74,80 - 129,38 83,85 57,12 40,49
78,20 - 129,49 83,59 57,38 40,43
81,60 - 129,47 83,48 57,24 40,24
85,00 - - 83,50 57,35 40,19
149
Tabela A57- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-OB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
10,20 123,39 - - - -
13,60 164,18 99,94 - - -
17,00 204,98 125,43 - - -
20,40 243,73 148,89 94,84 - -
23,80 284,52 173,36 110,14 - -
27,20 326,33 198,86 127,47 87,70 -
30,60 367,12 223,33 142,77 99,94 -
34,00 408,93 247,81 160,11 111,16 -
37,40 449,72 272,28 176,42 121,35 97,90
40,80 492,55 296,76 191,72 131,55 105,04
44,20 534,37 323,27 207,02 141,75 111,16
47,60 577,20 346,73 223,33 152,97 117,27
51,00 621,05 371,20 238,63 163,17 123,39
54,40 665,92 395,68 254,95 172,34 129,51
57,80 709,77 420,15 270,24 181,52 136,65
61,20 752,60 444,63 285,54 192,74 144,81
64,60 793,39 469,10 300,84 201,92 151,95
68,00 832,14 493,57 317,15 213,13 161,13
71,40 864,78 518,05 333,47 222,31 168,26
74,80 899,45 542,52 350,81 235,57 176,42
78,20 932,08 569,04 365,08 245,77 183,56
81,60 963,69 594,53 382,42 256,99 191,72
85,00 995,31 620,03 396,70 270,24 97,90
150
Tabela 58- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-OB
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
10,20 120,97 - - - -
13,60 120,72 73,48 - - -
17,00 120,57 73,78 - - -
20,40 119,47 72,98 46,49 - -
23,80 119,55 72,84 46,28 - -
27,20 119,97 73,11 46,87 32,24 -
30,60 119,97 72,98 46,66 32,66 -
34,00 120,27 72,88 47,09 32,69 -
37,40 120,25 72,80 47,17 32,45 23,99
40,80 120,72 72,73 46,99 32,24 23,76
44,20 120,90 73,14 46,84 32,07 23,35
47,60 121,26 72,84 46,92 32,14 23,00
51,00 121,77 72,78 46,79 31,99 22,68
54,40 122,41 72,73 46,87 31,68 22,41
57,80 122,80 72,69 46,75 31,41 22,33
61,20 122,97 72,65 46,66 31,49 22,42
64,60 122,82 72,62 46,57 31,26 22,35
68,00 122,37 72,58 46,64 31,34 22,57
71,40 121,12 72,56 46,70 31,14 22,50
74,80 120,25 72,53 46,90 31,49 22,56
78,20 120,25 72,77 46,69 31,43 22,50
81,60 120,25 72,86 46,87 31,49 22,56
85,00 120,25 72,94 46,67 31,79 23,99
151
Tabela 59- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
6,80 - 120,33 - - -
10,20 108,10 178,46 108,10 - -
13,60 208,04 237,61 141,75 - -
17,00 307,97 295,74 181,52 121,35 -
20,40 408,93 353,86 215,17 144,81 104,02
23,80 498,67 413,01 250,87 168,26 120,33
27,20 614,93 472,16 286,56 191,72 133,59
30,60 718,95 529,27 324,29 214,15 150,93
34,00 822,96 588,41 358,96 237,61 164,18
37,40 - 649,60 392,62 260,04 180,50
40,80 - 706,71 429,33 282,48 193,76
44,20 - 766,88 465,02 305,93 210,08
47,60 - 825,00 497,65 329,39 225,37
51,00 - 884,15 534,37 352,84 239,65
54,40 - 942,28 571,08 377,32 254,95
57,80 - 1002,45 606,77 401,79 270,24
61,20 - - 644,50 422,19 285,54
64,60 - - 677,14 447,68 302,88
68,00 - - 712,83 472,16 318,17
71,40 - - 751,58 495,61 333,47
74,80 - - 790,33 520,09 353,86
78,20 - - 829,08 542,52 369,16
81,60 - - 865,80 565,98 384,46
85,00 - - 902,51 587,39 400,77
152
Tabela 60- Dados Brutos: Caracterização Reológica do O-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Cinemática (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
6,80 - 176,96 - - -
10,20 317,93 174,96 105,98 - -
13,60 305,93 174,71 104,23 - -
17,00 301,94 173,96 106,78 71,38 -
20,40 300,69 173,46 105,48 70,98 50,99
23,80 293,34 173,53 105,41 70,70 50,56
27,20 301,44 173,59 105,35 70,48 49,11
30,60 302,08 172,96 105,98 69,99 49,32
34,00 302,56 173,06 105,58 69,89 48,29
37,40 - 173,69 104,98 69,53 48,26
40,80 - 173,21 105,23 69,24 47,49
44,20 - 173,50 105,21 69,22 47,53
47,60 - 173,32 104,55 69,20 47,35
51,00 - 173,36 104,78 69,19 46,99
54,40 - 173,21 104,98 69,36 46,87
57,80 - 173,43 104,98 69,51 46,75
61,20 - - 105,31 68,99 46,66
64,60 - - 104,82 69,30 46,88
68,00 - - 104,83 69,44 46,79
71,40 - - 105,26 69,41 46,70
74,80 - - 105,66 69,53 47,31
78,20 - - 106,02 69,38 47,21
81,60 - - 106,10 69,36 47,11
85,00 - - 106,18 69,11 47,15
153
Tabela 61- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
26,40 70,47 52,66 39,20 - -
39,60 106,90 78,39 58,60 44,34 -
52,80 143,32 103,33 78,00 58,99 45,53
66,00 180,54 128,67 97,40 73,64 55,82
79,20 215,77 154,80 116,40 87,10 66,51
92,40 251,41 179,75 135,40 101,75 76,81
105,60 288,23 205,08 154,80 116,00 87,50
118,80 325,05 230,82 174,60 131,44 99,37
132,00 360,28 257,74 194,00 145,70 109,27
145,20 397,50 284,27 214,19 160,35 119,96
158,40 - 310,79 234,38 175,39 131,05
171,60 - 337,72 255,76 190,04 141,34
184,80 - 364,64 277,14 205,48 152,43
198,00 - 391,56 297,73 220,13 163,91
211,20 - - 320,30 236,76 174,99
224,40 - - 342,47 252,59 186,87
237,60 - - 362,66 268,43 198,75
250,80 - - 382,85 286,25 211,02
264,00 - - 401,46 303,27 223,30
277,20 - - - 318,32 236,36
290,40 - - - 332,17 248,24
303,60 - - - 349,20 259,72
316,80 - - - 364,64 270,81
330,00 - - - 378,89 283,87
154
Tabela 62- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B100-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
26,40 26,69 19,95 14,85 - -
39,60 26,99 19,80 14,80 11,20 -
52,80 27,14 19,57 14,77 11,17 8,62
66,00 27,35 19,50 14,76 11,16 8,46
79,20 27,24 19,55 14,70 11,00 8,40
92,40 27,21 19,45 14,65 11,01 8,31
105,60 27,29 19,42 14,66 10,99 8,29
118,80 27,36 19,43 14,70 11,06 8,36
132,00 27,29 19,53 14,70 11,04 8,28
145,20 27,38 19,58 14,75 11,04 8,26
158,40 - 19,62 14,80 11,07 8,27
171,60 - 19,68 14,90 11,07 8,24
184,80 - 19,73 15,00 11,12 8,25
198,00 - 19,78 15,04 11,12 8,28
211,20 - - 15,17 11,21 8,29
224,40 - - 15,26 11,26 8,33
237,60 - - 15,26 11,30 8,36
250,80 - - 15,27 11,41 8,41
264,00 - - 15,21 11,49 8,46
277,20 - - - 11,48 8,53
290,40 - - - 11,44 8,55
303,60 - - - 11,50 8,55
316,80 - - - 11,51 8,55
330,00 - - - 11,48 8,60
155
Tabela 63- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 39,99 - - - -
118,80 43,95 - - - -
132,00 51,07 - - - -
145,20 56,22 43,95 - - -
158,40 60,97 48,70 - - -
171,60 65,72 53,05 42,76 - -
184,80 70,47 57,01 45,53 38,80 -
198,00 75,62 60,97 49,09 39,99 -
211,20 80,77 64,93 51,86 42,76 -
224,40 85,52 68,89 55,43 45,13 39,20
237,60 91,06 72,85 58,20 48,30 41,97
250,80 95,42 76,41 61,76 51,47 43,95
264,00 100,96 81,16 65,72 54,24 45,93
277,20 105,31 84,33 69,68 58,20 48,70
290,40 110,46 88,29 72,85 60,58 51,86
303,60 115,21 91,85 77,20 63,74 53,84
316,80 120,75 95,81 80,77 66,91 56,62
330,00 125,90 99,37 84,33 70,08 58,60
156
Tabela 64- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B2-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,79 - - - -
118,80 3,70 - - - -
132,00 3,87 - - - -
145,20 3,87 3,03 - - -
158,40 3,85 3,07 - - -
171,60 3,83 3,09 2,49 - -
184,80 3,81 3,09 2,46 2,10 -
198,00 3,82 3,08 2,48 2,02 -
211,20 3,82 3,07 2,46 2,02 -
224,40 3,81 3,07 2,47 2,01 1,75
237,60 3,83 3,07 2,45 2,03 1,77
250,80 3,80 3,05 2,46 2,05 1,75
264,00 3,82 3,07 2,49 2,05 1,74
277,20 3,80 3,04 2,51 2,10 1,76
290,40 3,80 3,04 2,51 2,09 1,79
303,60 3,79 3,03 2,54 2,10 1,77
316,80 3,81 3,02 2,55 2,11 1,79
330,00 3,82 3,01 2,56 2,12 1,78
157
Tabela 65- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 39,99 - - - -
118,80 46,32 36,82 - - -
132,00 50,28 40,78 - - -
145,20 55,82 44,74 38,01 - -
158,40 61,37 49,09 41,18 - -
171,60 66,91 52,26 44,34 - -
184,80 72,06 57,01 47,91 39,59 -
198,00 78,00 60,97 50,28 41,97 -
211,20 83,54 65,33 53,84 44,34 -
224,40 88,69 70,08 57,01 46,72 41,18
237,60 94,23 73,64 60,58 49,89 43,95
250,80 99,77 79,18 63,74 53,45 45,53
264,00 105,31 83,93 67,31 57,01 47,91
277,20 110,06 88,29 70,87 59,39 51,07
290,40 116,00 92,64 74,43 63,35 53,45
303,60 120,36 96,60 78,39 66,51 55,82
316,80 125,51 100,17 82,35 68,89 58,99
330,00 130,26 104,13 86,31 71,26 60,97
158
Tabela 66- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B5-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,79 - - - -
118,80 3,90 3,10 - - -
132,00 3,81 3,09 - - -
145,20 3,84 3,08 2,62 - -
158,40 3,87 3,10 2,60 - -
171,60 3,90 3,05 2,58 - -
184,80 3,90 3,09 2,59 2,14 -
198,00 3,94 3,08 2,54 2,12 -
211,20 3,96 3,09 2,55 2,10 -
224,40 3,95 3,12 2,54 2,08 1,83
237,60 3,97 3,10 2,55 2,10 1,85
250,80 3,98 3,16 2,54 2,13 1,82
264,00 3,99 3,18 2,55 2,16 1,81
277,20 3,97 3,19 2,56 2,14 1,84
290,40 3,99 3,19 2,56 2,18 1,84
303,60 3,96 3,18 2,58 2,19 1,84
316,80 3,96 3,16 2,60 2,17 1,86
330,00 3,95 3,16 2,62 2,16 1,85
159
Tabela 67- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 42,36 - - - -
118,80 48,30 38,40 - - -
132,00 53,45 41,97 - - -
145,20 60,58 47,11 39,99 - -
158,40 66,51 51,07 41,57 - -
171,60 72,06 56,62 45,13 - -
184,80 77,60 60,97 49,49 41,57 -
198,00 82,75 66,12 53,05 43,95 38,40
211,20 87,89 70,87 57,01 46,32 40,78
224,40 93,83 74,83 60,58 49,09 42,36
237,60 99,77 79,58 64,53 52,26 45,53
250,80 104,52 83,93 68,10 56,22 47,11
264,00 110,86 87,50 72,06 59,39 49,49
277,20 115,61 91,85 76,41 62,95 52,26
290,40 121,15 96,21 80,37 66,91 55,03
303,60 127,09 99,77 83,93 69,68 58,20
316,80 133,03 104,52 87,10 72,85 60,58
330,00 138,97 108,08 90,66 75,22 64,14
160
Tabela 68- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B10-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 4,01 - - - -
118,80 4,07 3,23 - - -
132,00 4,05 3,18 - - -
145,20 4,17 3,24 2,75 - -
158,40 4,20 3,22 2,62 - -
171,60 4,20 3,30 2,63 - -
184,80 4,20 3,30 2,68 2,25 -
198,00 4,18 3,34 2,68 2,22 1,94
211,20 4,16 3,36 2,70 2,19 1,93
224,40 4,18 3,33 2,70 2,19 1,89
237,60 4,20 3,35 2,72 2,20 1,92
250,80 4,17 3,35 2,72 2,24 1,88
264,00 4,20 3,31 2,73 2,25 1,87
277,20 4,17 3,31 2,76 2,27 1,89
290,40 4,17 3,31 2,77 2,30 1,90
303,60 4,19 3,29 2,76 2,30 1,92
316,80 4,20 3,30 2,75 2,30 1,91
330,00 4,21 3,28 2,75 2,28 1,94
161
Tabela 69- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 44,34 - - - -
105,60 49,49 38,40 - - -
118,80 55,03 43,15 - - -
132,00 62,55 49,09 40,78 - -
145,20 68,49 55,03 42,76 - -
158,40 74,43 59,78 47,11 39,99 -
171,60 80,37 64,14 51,86 41,18 -
184,80 85,91 68,89 56,22 45,93 38,40
198,00 91,85 72,85 59,78 49,09 41,97
211,20 98,58 77,60 63,74 53,45 44,34
224,40 104,52 82,35 68,49 57,01 47,11
237,60 110,86 87,50 72,85 60,58 49,09
250,80 116,80 91,85 76,81 63,74 52,26
264,00 123,53 97,00 80,77 67,70 56,22
277,20 129,86 101,35 84,73 70,87 60,18
290,40 136,59 106,90 88,69 73,64 63,35
303,60 143,72 112,44 92,25 77,20 66,12
316,80 150,45 117,59 96,60 79,97 68,49
330,00 156,78 123,13 99,77 82,75 70,87
162
Tabela 70- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B20-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
92,40 4,80 - - - -
105,60 4,69 3,64 - - -
118,80 4,63 3,63 - - -
132,00 4,74 3,72 3,09 - -
145,20 4,72 3,79 2,94 - -
158,40 4,70 3,77 2,97 2,52 -
171,60 4,68 3,74 3,02 2,40 -
184,80 4,65 3,73 3,04 2,49 2,08
198,00 4,64 3,68 3,02 2,48 2,12
211,20 4,67 3,67 3,02 2,53 2,10
224,40 4,66 3,67 3,05 2,54 2,10
237,60 4,67 3,68 3,07 2,55 2,07
250,80 4,66 3,66 3,06 2,54 2,08
264,00 4,68 3,67 3,06 2,56 2,13
277,20 4,68 3,66 3,06 2,56 2,17
290,40 4,70 3,68 3,05 2,54 2,18
303,60 4,73 3,70 3,04 2,54 2,18
316,80 4,75 3,71 3,05 2,52 2,16
330,00 4,75 3,73 3,02 2,51 2,15
163
Tabela 71- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 39,59 - - - -
79,20 49,09 40,78 - - -
92,40 55,43 47,11 - - -
105,60 61,76 53,84 42,76 - -
118,80 72,06 59,78 48,70 - -
132,00 79,18 66,51 54,64 43,15 -
145,20 86,31 72,45 58,20 46,72 42,36
158,40 93,44 78,79 64,14 50,68 43,95
171,60 100,96 85,12 69,68 55,03 47,11
184,80 109,27 91,06 74,04 59,78 51,07
198,00 117,19 97,40 79,58 64,93 55,03
211,20 125,11 103,73 85,12 69,68 58,60
224,40 133,03 110,06 90,66 73,24 62,95
237,60 141,34 116,80 95,42 78,00 66,51
250,80 149,26 123,13 100,17 82,35 70,08
264,00 157,57 129,46 106,50 86,71 74,04
277,20 166,28 135,01 111,25 90,27 77,20
290,40 174,60 140,95 116,80 95,02 79,97
303,60 183,70 148,47 122,34 99,77 83,93
316,80 192,41 154,41 127,09 102,54 87,10
330,00 201,13 161,14 131,44 107,69 91,46
164
Tabela 72- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B30-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
66,00 6,00 - - - -
79,20 6,20 5,15 - - -
92,40 6,00 5,10 - - -
105,60 5,85 5,10 4,05 - -
118,80 6,07 5,03 4,10 - -
132,00 6,00 5,04 4,14 3,27 -
145,20 5,94 4,99 4,01 3,22 2,92
158,40 5,90 4,97 4,05 3,20 2,77
171,60 5,88 4,96 4,06 3,21 2,75
184,80 5,91 4,93 4,01 3,24 2,76
198,00 5,92 4,92 4,02 3,28 2,78
211,20 5,92 4,91 4,03 3,30 2,77
224,40 5,93 4,90 4,04 3,26 2,81
237,60 5,95 4,92 4,02 3,28 2,80
250,80 5,95 4,91 3,99 3,28 2,79
264,00 5,97 4,90 4,03 3,28 2,80
277,20 6,00 4,87 4,01 3,26 2,79
290,40 6,01 4,85 4,02 3,27 2,75
303,60 6,05 4,89 4,03 3,29 2,76
316,80 6,07 4,87 4,01 3,24 2,75
330,00 6,09 4,88 3,98 3,26 2,77
165
Tabela 73- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
52,80 42,36 - - - -
66,00 53,84 43,15 - - -
79,20 62,95 50,68 40,38 - -
92,40 72,85 58,60 46,72 - -
105,60 84,33 65,33 53,05 41,57 -
118,80 95,81 75,62 59,39 46,32 -
132,00 106,11 82,35 67,31 51,86 42,76
145,20 116,80 89,87 72,85 57,80 47,11
158,40 127,88 97,40 79,97 62,95 50,68
171,60 137,78 105,31 85,91 67,70 55,03
184,80 148,47 113,23 92,25 72,45 58,99
198,00 159,16 121,55 98,98 77,20 62,55
211,20 169,45 129,86 105,31 82,35 66,51
224,40 180,14 138,17 112,04 87,10 70,87
237,60 190,04 146,49 118,77 92,25 75,22
250,80 200,33 154,80 125,11 96,60 78,79
264,00 211,81 163,12 131,05 101,35 82,35
277,20 222,90 172,22 137,78 106,11 86,31
290,40 233,19 180,54 143,72 110,86 91,46
303,60 245,07 189,25 149,66 115,61 95,02
316,80 256,55 197,56 155,20 120,75 99,77
330,00 268,83 206,67 161,93 125,90 104,13
166
Tabela 74- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B40-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
52,80 8,02 - - - -
66,00 8,16 6,54 - - -
79,20 7,95 6,40 5,10 - -
92,40 7,88 6,34 5,06 - -
105,60 7,99 6,19 5,02 3,94 -
118,80 8,06 6,37 5,00 3,90 -
132,00 8,04 6,24 5,10 3,93 3,24
145,20 8,04 6,19 5,02 3,98 3,24
158,40 8,07 6,15 5,05 3,97 3,20
171,60 8,03 6,14 5,01 3,95 3,21
184,80 8,03 6,13 4,99 3,92 3,19
198,00 8,04 6,14 5,00 3,90 3,16
211,20 8,02 6,15 4,99 3,90 3,15
224,40 8,03 6,16 4,99 3,88 3,16
237,60 8,00 6,17 5,00 3,88 3,17
250,80 7,99 6,17 4,99 3,85 3,14
264,00 8,02 6,18 4,96 3,84 3,12
277,20 8,04 6,21 4,97 3,83 3,11
290,40 8,03 6,22 4,95 3,82 3,15
303,60 8,07 6,23 4,93 3,81 3,13
316,80 8,10 6,24 4,90 3,81 3,15
330,00 8,15 6,26 4,91 3,82 3,16
167
Tabela 75- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
39,60 44,74 - - - -
52,80 58,99 - - - -
66,00 74,04 - - - -
79,20 89,08 57,41 - - -
92,40 103,73 66,12 52,26 - -
105,60 117,98 74,04 58,99 - -
118,80 131,05 84,33 65,33 56,62 44,34
132,00 145,70 93,04 72,85 62,95 48,30
145,20 159,55 100,56 79,97 68,10 54,24
158,40 174,60 110,06 87,10 73,64 59,39
171,60 189,25 119,17 93,44 79,97 64,14
184,80 203,90 128,67 100,17 85,12 68,89
198,00 218,94 137,38 107,29 90,66 73,24
211,20 233,19 148,07 114,02 96,21 77,60
224,40 248,63 157,57 120,75 102,15 81,95
237,60 262,89 166,68 127,88 108,48 87,10
250,80 277,93 176,97 135,40 114,82 91,06
264,00 294,17 186,87 142,13 121,15 95,81
277,20 310,00 196,37 148,86 125,90 100,17
290,40 327,03 206,67 156,39 131,44 104,13
303,60 344,05 216,57 163,12 136,59 109,67
316,80 358,70 226,86 170,64 141,74 114,42
330,00 371,37 237,15 176,97 146,88 118,38
168
Tabela 76- Dados Brutos: Caracterização Reológica do B50-OD
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
39,60 11,30 - - - -
52,80 11,17 - - - -
66,00 11,22 - - - -
79,20 11,25 7,25 - - -
92,40 11,23 7,16 5,66 - -
105,60 11,17 7,01 5,59 - -
118,80 11,03 7,10 5,50 4,77 3,73
132,00 11,04 7,05 5,52 4,77 3,66
145,20 10,99 6,93 5,51 4,69 3,74
158,40 11,02 6,95 5,50 4,65 3,75
171,60 11,03 6,94 5,44 4,66 3,74
184,80 11,03 6,96 5,42 4,61 3,73
198,00 11,06 6,94 5,42 4,58 3,70
211,20 11,04 7,01 5,40 4,56 3,67
224,40 11,08 7,02 5,38 4,55 3,65
237,60 11,06 7,02 5,38 4,57 3,67
250,80 11,08 7,06 5,40 4,58 3,63
264,00 11,14 7,08 5,38 4,59 3,63
277,20 11,18 7,08 5,37 4,54 3,61
290,40 11,26 7,12 5,39 4,53 3,59
303,60 11,33 7,13 5,37 4,50 3,61
316,80 11,32 7,16 5,39 4,47 3,61
330,00 11,25 7,19 5,36 4,45 3,59
169
Tabela 77- Dados Brutos sobre a Caracterização Reológica do Diesel
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 39,99 - - - -
118,80 45,53 - - - -
132,00 50,28 38,80 - - -
145,20 53,84 42,76 - - -
158,40 59,39 46,32 39,59 - -
171,60 64,53 49,89 41,18 - -
184,80 68,89 54,24 44,34 37,61 -
198,00 73,24 58,60 47,91 39,59 -
211,20 78,00 63,35 50,68 41,97 -
224,40 82,75 67,31 54,24 44,74 38,80
237,60 88,29 71,66 57,80 47,91 41,18
250,80 93,44 75,22 61,76 51,07 42,76
264,00 98,19 79,58 65,33 53,84 45,53
277,20 102,15 83,54 68,49 56,62 47,91
290,40 107,29 87,50 72,06 59,78 50,68
303,60 112,44 91,06 75,22 62,95 53,45
316,80 117,59 94,62 78,79 65,72 55,82
330,00 122,34 98,19 82,35 68,10 58,99
170
Tabela 78- Dados Brutos: Caracterização Reológica do Diesel
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
105,60 3,79 - - - -
118,80 3,83 - - - -
132,00 3,81 2,94 - - -
145,20 3,71 2,94 - - -
158,40 3,75 2,92 2,50 - -
171,60 3,76 2,91 2,40 - -
184,80 3,73 2,94 2,40 2,04 -
198,00 3,70 2,96 2,42 2,00 -
211,20 3,69 3,00 2,40 1,99 -
224,40 3,69 3,00 2,42 1,99 1,73
237,60 3,72 3,02 2,43 2,02 1,73
250,80 3,73 3,00 2,46 2,04 1,70
264,00 3,72 3,01 2,47 2,04 1,72
277,20 3,68 3,01 2,47 2,04 1,73
290,40 3,69 3,01 2,48 2,06 1,75
303,60 3,70 3,00 2,48 2,07 1,76
316,80 3,71 2,99 2,49 2,07 1,76
330,00 3,71 2,98 2,50 2,06 1,79
171
Tabela 79- Dados Brutos: Caracterização Reológica do Ricinoleato de Metila
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Tensão de Cisalhamento (Pa)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
26,40 75,62 52,26 - - -
39,60 114,42 77,20 51,47 37,61 -
52,80 151,64 102,54 68,49 51,47 -
66,00 190,83 127,48 85,91 63,35 -
79,20 228,44 153,62 103,33 75,22 57,41
92,40 266,45 178,16 120,36 87,89 66,91
105,60 305,25 204,29 137,38 99,77 75,62
118,80 345,24 229,63 154,41 112,84 84,73
132,00 384,04 256,16 172,22 125,51 93,83
145,20 - 281,89 189,64 137,78 102,94
158,40 - 307,63 207,06 150,05 112,04
171,60 - 333,36 224,88 162,72 121,15
184,80 - 359,49 241,90 175,39 130,26
198,00 - 384,83 259,32 188,46 139,36
211,20 - - 276,74 201,52 148,07
224,40 - - 294,17 214,59 158,37
237,60 - - 311,98 227,26 167,87
250,80 - - 330,19 240,72 178,56
264,00 - - 349,20 253,78 188,85
277,20 - - 367,81 267,64 199,54
290,40 - - 386,81 280,31 209,44
303,60 - - - 293,77 218,55
316,80 - - - 309,21 228,84
330,00 - - - 325,44 237,95
172
Tabela 80- Dados Brutos: Caracterização Reológica do Ricinoleato de Metila
Taxa de Cisalhamento
(s-1)
Viscosidade Aparente (mPa.s)
20° C 30° C 40° C 50° C 60° C
26,40 28,64 19,80 - - -
39,60 28,89 19,50 13,00 9,50 -
52,80 28,72 19,42 12,97 9,75 -
66,00 28,91 19,32 13,02 9,60 -
79,20 28,84 19,40 13,05 9,50 7,25
92,40 28,84 19,28 13,03 9,51 7,24
105,60 28,91 19,35 13,01 9,45 7,16
118,80 29,06 19,33 13,00 9,50 7,13
132,00 29,09 19,41 13,05 9,51 7,11
145,20 - 19,41 13,06 9,49 7,09
158,40 - 19,42 13,07 9,47 7,07
171,60 - 19,43 13,10 9,48 7,06
184,80 - 19,45 13,09 9,49 7,05
198,00 - 19,44 13,10 9,52 7,04
211,20 - - 13,10 9,54 7,01
224,40 - - 13,11 9,56 7,06
237,60 - - 13,13 9,56 7,07
250,80 - - 13,17 9,60 7,12
264,00 - - 13,23 9,61 7,15
277,20 - - 13,27 9,66 7,20
290,40 - - 13,32 9,65 7,21
303,60 - - - 9,68 7,20
316,80 - - - 9,76 7,22
330,00 - - - 9,86 7,21
173
Anexo A: Modelo Empírico para a Viscosidade Cinemática do Ricinoleato de Metila O modelo empírico para a viscosidade cinemática do ricinoleato de metila para ser
integrado ao Modelo de Krisnankgura foi obtido com base no ajuste não-linear do Modelo de
Andrade aos dados obtidos para a esta viscosidade para duas temperaturas (20º C e 60º C) uma
vez que este modelo é de dois parâmetros. Obtiveram-se os valores da viscosidade absoluta por
reometria (Seção 4.2). Uma vez tendo-se em mãos a viscosidade absoluta do ricinoleato de
metila, calculou-se o valor da viscosidade cinemática deste ester de ácido graxo a partir da
definição desta propriedade física: 1. −= ρμν , tendo sido a massa específica do ricinoleato de
metila foi obtida segundo método descrito na Seção 4.3. Seguem abaixo as etapas de cálculo e o
modelo obtido para a viscosidade cinemática deste éster de ácido graxo, a ver:
O comportamento reológico do ricinoleato de metila com pureza de 90% foi investigado a
diversas temperaturas (20 a 60º C). As Figuras A1.a e A1.b apresentam, respectivamente, as
curvas de fluxo e de viscosidade para este líquido.
0 50 100 150 200 250 300 3500
50
100
150
200
250
300
350
400
Tens
ão d
e C
isal
ham
ento
(Pa)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3505
10
15
20
25
30
35
Vis
cosi
dade
(mP
a.s)
Taxa de Cisalhamento (1/s)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
(b)
Figura A1 – Caracterização reolológica do ricinoleato de metila: (a) Curvas de fluxo; (b) Curvas de viscosidade
As Figuras A1.a e A1.b indicam que o ricinoleato de metila comporta-se como um fluido
newtoniano dentro da faixa de temperatura de 20 a 60º C (taxa de cisalhamento variando de
13,20 a 330 s-1). Portanto, ajustou-se linearmente o Modelo de Ostwald-de-Waele aos dados que
compõem as curvas de fluxo obtidas para este líquido, obtendo-se expressões matemáticas para
as linhas retas com coeficiente de correlação que variando na faixa de 99,97 % a 100,00 %. Os
valores dos parâmetros de modelo estimados estão apresentados na Tabela A81 Os desvios
padrões relacionados com os valores estimados para estes parâmetros estão dentro faixa de 0,64
174
% a 2,41%. O valor unitário obtido para o índice de comportamento – n - confirma as indicações
de que o ricinoleato de metila comporta-se como um fluido newtoniano na faixa de temperatura
das análises (Figura A1).
Tabela A81 - Parâmetros do Modelo de Ostwald-de-Waele para o Ricinoleato de Metila*
Temperatura (o C)
K (Pa.s)
n R2
(%)Sd (%)
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
2,90 1,94 1,32 0,96 0,72
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
100,00 100,00 99,99 99,97 99,97
1,09 0,64 1,75 2,41 1,60
* Fornecido pela Bom Brasil S.A.
A Tabela A82 apresenta os valores obtidos para as Massa Específica e Viscosidade
Cinemática do ricinoleato de metila a 20º C e 60º C.
Tabela A82 – Massa específica e viscosidade cinemática do ricinoleato de metila a 20º C e 60ºC
Temperatura 20º C 60º C
ρ (g.cm-3) 0,775 0,751
ν (cSt) 37,25 9,52
Esta metodologia gerou o seguinte modelo para a viscosidade cinemática do ricinoleato
de metila:
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ +−=− TR
50,339002,8exp1:18ν
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