UTILIZAÇÃO DE ÓLEO VEGETAL “in natura” COMO COMBUSTÍVEL EM MOTOR CICLO DIESEL

USO DE ÓLEO VEGETAL NÃO MODIFICADO COMOSUBSTITUTO DO DIESEL

Revisão de Literatura

Sam Jones e Charles L. Peterson

Pesquisador Assistente and Professor e Chefe InterinoDepartamento de Biologia e Engenharia Agrícola

Universidade de Idaho, (USA)

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO VEGETAL “in natura” COMO COMBUSTÍVEL EM MOTOR CICLO DIESEL

MISTURAS DE ÓLEO VEGETAL E DIESEL

Engelman et al. (1978) 10% to 50% óleo de soja Studies in New Zealand by Sims et al. (1981) colza Deere and Company (Barsic and Humke, 1981) amendoim e girassolInternational Harvester Company (Fort et al. 1982) algodão em teste rápidos. Baranescu and Lusco, (1982) girassolWorgetter (1981) colza Wagner and Peterson (1982) colzaVan der Walt and Hugo (1981) girassolZiejewski and Kaufman (1982) at Allis Chalmers girassolFuls (1983) girassoCaterpillar Tractor Co. (McCutchen, 1981) sojaPeterson et al. (1982) colzaNag et al. (1995) semente nativa da ÍndiaSapaun et al. (1996) palmaRyan et al. (1984 diversas msturasHofman et al. (1981) and Peterson et al. (1981) problemas com testes de longa duraçãoMcDonnell et al. (2000) colza semi refinado.

ConclusõesTestes de curta duração indicam que o óleo pode ser utilizado em mistura com diesel. Testes mais longo mostraram que a durabilidade é questionável, com misturas acima de 20%.Os autores recomendam que mais estudos deverão ser realizados.

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO VEGETAL “in natura” COMO COMBUSTÍVEL EM MOTOR CICLO DIESEL

100% DE ÓLEO VEGETAL

Seddon (1942) diversos óleos em motor perkins durante a guerraBruwer et al. (1980) girassolTahir et al. (1982) girassolBacon et al. (1981) diversos óleosSchoedder (1981) colzaAuld et al. (1982) colzaBettis et al. (1982) girassol, cártamo e colzaEngler et al. (1983) girassol e algodãoPryor et al. (1983) sojaYarbrough et al. (1981) seis tipos de óleo de girassol

CONCLUSÕES

• Estudos mostraram que motores utilizando 100% de óleo vegetal podem operar, porém por curto período de tempo

• Em estudos de longa duração, a utilização de 100% de óleo bruto causou falhas no motor devido a contaminação do óleo lubrificante , engripamentos dos anéis e excessiva carbonização em órgãos do motor como: câmara, bicos, cabeça do pistão e válvulas.

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO VEGETAL “in natura” COMO COMBUSTÍVEL EM MOTOR CICLO DIESEL

APLICAÇÕES DE BIOCOMBUSTÍVEIS LÍQUIDO EM MOTORES ESTACIONÁRIO

• D. Chiaramonti G. Tondi (2002)

• Bioetanol Bio-crude-oil Óleo vegetal Biodiesel

Alta viscosidade,Baixo poder calorífico, Nº de cetana baixo

Óleos vegetais podem ser utilizados em motores, de duas maneiras:

1. Adaptando o combustível (transesterificando o óleo vegetal em éster, i.e. biodiesel )2. Adaptando o motor (de modo a usar óleo puro ou misturas)

Propriedades típicas dos óleos vegetais que dificultam sua utilização em motores

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO DE GIRASSOL COMO COMBUSTÍVEL EM TRATOR AGRÍCOLA

Apoio:

Órgão Executor: INSTITUTO AGRONÔMICO/C.E.A.

Coordenador: José Valdemar Gonzalez Maziero

Equipe Técnica: PqC Ila Maria CorrêaPqC Maria Regina HúngaroPqC Afonso Peche FilhoT. Apoio Olavo Freitas CairesT. Apoio Leandro Spinassi

Colaboradores:

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO DE GIRASSOL COMO COMBUSTÍVEL EM TRATOR AGRÍCOLA

• Comparar o desempenho de motor agrícola, emlaboratório dinamométrico, utilizando alternadamente:Óleo Diesel; Óleo Bruto de Girassol; Biodiesel de Girassol.

• Analisar as emissões de gases utilizando B100

Objetivos:

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO DE GIRASSOL COMO COMBUSTÍVEL EM TRATOR AGRÍCOLA

Metodologia

Motor 1 (MWM 229-3)2 horas à potência máxima - Diesel2 horas à potência máxima - Óleo bruto200 horas – Dinamômetro (metodologia EMA) – Óleo bruto

Motor 2 (MWM 229-3)2 horas à potência máxima - Diesel2 horas à potência máxima - B52 horas à potência máxima - B102 horas à potência máxima - B100200 horas – Dinamômetro (metodologia EMA) – B100

Motor 3 (MWM 4.07TCA)Desempenho – I.P.T.- Diesel x B100 ( NBR ISO 1585)Emissões – I.P.T. – Diesel x B100 (ABNT MB 1616, NBR 14489)

UTILIZAÇÃO DE ÓLEO DE GIRASSOL COMO COMBUSTÍVEL EM TRATOR AGRÍCOLA

DIESEL x O.B.G x MISTURAS(2 horas na potência máxima)

46

47

48

49

50

51

52

53

COMBUSTÍVEIS

POTÊ

NC

IA

MOTOR 1

MOTOR 2

B5

- 2,0%B10

B20

- 2,9% B100- 4,0%

Diesel

O.B.G

-7,6%

Diesel

- 2,2%

EXEMPLOS DE ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DE DIFERENTES TIPOS DE ÓLEO

2,0-4,34,235,036,836,8285Viscosid. A 37,8ºC

0,84970,89120,92350,9118Nd0,9578Densidade a 25ºC

4047-513338-4036-39ndNúmero de Cetano

03-6,6311310Ponto de Névoa (°C)

1095095529433894694218913P. Caloríf kcal/kg

Dieselm.e.o.ggirassoldendêsojamamona

Tipo de ÓleoCaracterísticas

DIESEL x O.B.G x MISTURAS(2 horas na potência máxima)

11,8

12

12,2

12,4

12,6

12,8

13

Combustíveis

Con

sum

o H

orár

io (

l/h)

M o to r1M o to r2Diesel Diesel

OBG- 6,6%

B5- 1,1%

B10- 0,6%

B20- 0,5%

B100+ 1,5%

DIESEL x O.B.G x MISTURAS(2 horas na potência máxima)

200

205

210

215

220

225

230

235

Combustíveis

Con

sum

o es

pecí

fico

(g/c

v.h)

Motor1Motor2

B5+ 0,93%

B10+ 2,23%

B50+ 3,60%

B100+ 9,20%

OGB+ 9,20%

DIESEL DIESEL

PERDA DE POTÊNCIA NO ENSAIO DE LONGA DURAÇÃO UTILIZANDO O.B.G.

40

42

44

46

48

50

52

Potê

ncia

(cv)

DieselOBG

0 9 18 27 35 45 54 63

Horas de Ensaio

- 7,6%- 1,1 % - 1,2%

- 3,4% - 4,3% - 5,0%

- 6,2%

- 10,1

MANUTENÇÃO DA POTÊNCIA NO ENSAIO DELONGA DURAÇÃO UTILIZANDO B100

49,5

50,5

51,5

52,5

0,0 12 24 36 48 60 72 84 96

Horas em Teste

Potê

ncia

(cv)

B 100

DIESEL

RESULTADO DA ANÁLISE DO ÓLEO LUBRIFICANTEDO MOTOR QUE OPEROU COM O.B.G.

53,60,10Chumbo0,101,9Silício9,30,10Ferro0,30,10Cromo4,02,2Cobre

0,100,02Alumínio2,498,31T. B. N.5,200,05Ind. Precipitação9,0%-Diluição0,100,27Água (%)976,885,70Visc.cSt 403,1-% de Fuligem

63 horascom OGB

50 horas de amaciamento

com dieselitens

FORMAÇÃO DE CARVÃO NA CABEÇA DO PISTÃOPELA UTILIZAÇÃO DO O.B.G

DETERIORAÇÃO DO ÓLEO LUBRIFICANTECOM UTILIZAÇÃO DO O.B.G.

FORMAÇÃO DE CARVÃO NO BICO INJETORCOM A UTILIZAÇÃO DO O.B.G.

DETERIORAÇÃO DO ÓLEO LUBRIFICANTECOM UTILIZAÇÃO DO O.B.G.

DETERIORAÇÃO DO ÓLEO LUBRIFICANTECOM UTILIZAÇÃO DO O.B.G.

UTILIZAÇÃO DE BIODIESEL DE ÓLEO DE GIRASSOL (B100) COMO COMBUSTÍVEL

EM MOTOR DIESEL TURBO ALIMENTADO

Motor MWM 407TCA

0

20

40

60

80

100

800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000

Rotação do motor, rpm

Potê

ncia

cor

rigid

a, k

W

Diesel EEOG

UTILIZAÇÃO DE BIODIESEL DE ÓLEO DE GIRASSOL (B100) COMO COMBUSTÍVEL

EM MOTOR DIESEL TURBO ALIMENTADO

Motor MWM 407TCA

200

250

300

350

400

800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000

Rotação do motor, rpm

Con

sum

o es

pecí

fico,

g/k

W.h

D iesel EEOG

EMISSÕES : DIESEL x EEOG

600

615

630

645

CO2

g/kw

.h

0

0,1

0,2

0,3

HC

g/kw

.h

5,1

5,2

5,3

5,4

5,5

5,6

NOx

g/kw

.h

0

0,15

0,3

0,45

0,6

0,75

0,9

CO

g/kw

.h

0

0,1

0,2

0,3

MP

g/kw

.h

-4,8%

Diesel

EEOG

Diesel

EEOG

- 31 % Diesel

EEOG

- 41 %

Diesel EEOG

5,7 %

Diesel

EEOG

- 32,2 %

CONCLUSÕES

Uso de Óleo vegetal “in natura”

Perda de potência em relação ao uso do diesel ( poder calorífico, viscosidade e nº de cetana)Acúmulo de carvão no bico injetor, cabeçote e pistõesDeterioração do óleo lubrificante

Uso do biodiesel

Nenhuma anormalidade, mesmo operando com B100Perda de potência, esperada, em função do menor poder caloríficoEmissões, altamente favorável ao biodiesel

Necessidade de ensaios mais longo, utilizando misturas

Muito Obrigado

José Valdemar Gonzalez Mazieromaziero@iac.sp.gov.brCEA/IACCaixa Postal 26, Jundiaí – SPCEP 13201-970