Comparativo de Combustíveis: Gasolina, Diesel e Álcool

Diesel vs. Gasolina vs. Álcool

O Diesel é mais pesado que a gasolina. Ele admite apenas ar, não possui vela, e a ignição é espontânea, realizada através de injetor. As pressões nos motores Diesel são maiores que nos motores a gasolina. O motor Diesel funciona de maneira inversa ao da gasolina, e quanto mais extensa a cadeia carbônica, mais fácil é a ignição espontânea.

A Gasolina: O motor admite ar e combustível e utiliza vela para iniciar a ignição. Antigamente, utilizava-se chumbo (Pb) para aumentar a compressão e a combustão da gasolina. Seu poder calorífico é maior que o do álcool, produzindo maior energia.

O Álcool gera menos hidrocarbonetos e aumenta a octanagem. A octanagem do álcool é maior que a da gasolina, permitindo maior taxa de compressão.

Biodiesel

O Biodiesel é feito através da transesterificação (a partir de óleos vegetais), sendo composto de ésteres na presença de um catalisador (KOH), resultando em biodiesel mais o subproduto glicerina.

• Vantagens: Tem melhor desempenho que o diesel, é de fonte renovável, possui cadeias longas e é extremamente saturado.
• Desvantagens: Produção muito grande do subproduto glicerina.

Propriedades dos Combustíveis

Gasolina (Propriedades): Volatilidade, poder antidetonante, resistência à oxidação, baixa toxicidade (emissões). Utilizada em máquinas do ciclo Otto.

Álcool (Propriedades): A octanagem do álcool é maior, permitindo maior taxa de compressão.

Diesel (Propriedades): Volatilidade, lubricidade e viscosidade, boas características de emissão, baixa toxicidade.

Ciclos de Combustão

Ciclo Otto

Fases: Admissão - Compressão - Expansão e Descarga (utiliza vela para ignição). Possui menor compressão que no Diesel.

No ciclo Otto, ocorre a compressão da mistura ar/combustível com quantidade variável da mistura que chega ao motor.

Ciclo Diesel

Fases: Admissão - Compressão - Injeção - Expansão e Escape (utiliza injetor para ignição espontânea).

No ciclo Diesel, ocorre a compressão apenas do ar. A quantidade de ar que chega ao motor é constante, e a relação de compressão é mais eficiente que no ciclo Otto.

Índices de Combustão

Número de Octanagem: Capacidade do combustível resistir à detonação (autoignição) em condições de Pressão (P) e Temperatura (T) elevadas.

Número de Cetano: É a capacidade de autoignição do combustível. Hidrocarbonetos parafínicos apresentam maior número de cetano.

Índice de Cetano: Propriedade estimável através de correlações com a volatilidade e densidade.

Detonação

Detonação: Reações em cadeia a partir de radicais livres formados por decomposição térmica dos hidrocarbonetos ou dos hidroperóxidos (nos hidroperóxidos, a mistura é ar/combustível).

Fatores que afetam e promovem a detonação:

• Altas temperaturas no eletrodo da vela.
• Presença de depósitos de Carbono (C) na câmara.
• Superaquecimento das válvulas.
• Qualidade inadequada do combustível.

Octanagem: O tamanho da cadeia carbônica influencia na composição química da octanagem (aromáticos, olefinas, naftalenos, parafinas, etc.). A octanagem aumenta a compressão e torna o combustível mais resistente à ignição espontânea. O álcool é utilizado na gasolina para aumentar sua octanagem.

Diesel vs. Biodiesel

Biodiesel:

• Maior lubricidade.
• Alta biodegradabilidade.
• Não é tóxico.
• Não possui aromáticos nem enxofre.
• Não contamina o meio ambiente.
• Degradação natural de polímeros butílicos.
• Sem riscos de estocagem.
• Maior poder calorífico que o diesel.
• Suprimento renovável.
• Composição por ésteres de alquila (met/et).
• Maior cetanagem.

Diesel:

• Baixo fator de lubricidade.
• Baixa biodegradabilidade.
• Altamente tóxico.
• Isento de O2 livre.
• Possui aromáticos e enxofre.
• Muito contaminante.
• Alta temperatura de ignição.
• Estocagem perigosa.
• Fonte não renovável.
• Composto por hidrocarbonetos.

Vantagens e Impactos do Biodiesel

Vantagens do Biodiesel: Não altera o consumo, melhora a lubrificação do motor e bomba de injeção, não forma misturas explosivas com o ar, reduz a poluição, melhora o funcionamento em dias frios.

Impactos Econômicos: Redução da importação de petróleo e diesel refinado, desenvolvimento regional, fixação do homem do campo, geração de empregos.

Impactos Ambientais: Reduz emissão de particulados (fuligem, fumaça preta), menos emissão de CO2 nos motores diesel, a cultura de oleaginosas absorve o CO2 (sequestro de C).