VARIAÇÃO DA VISCOSIDADE CINEMÁTICA DE ÓLEOS VEGETAIS BRUTO EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

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1 VARIAÇÃO DA VISCOSIDADE CINEMÁTICA DE ÓLEOS VEGETAIS BRUTO EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA Gerson Haruo Inoue 1 Adilio Flauzino de Lacerda Filho 2 Luciano Baião Vieira 3 Ricardo Capucío de Resende 4 RESUMO O petróleo é a principal fonte de energia no mundo para a alimentação de motores de combustão interna, para transformar a energia do petróleo em energia mecânica. A utilização de óleos vegetais em substituição ao óleo diesel tem sido satisfatório, sendo as formas mais usuais do óleo vegetal como combustível são por meio do Biodiesel ou na forma de óleo vegetal in natura. Porém, a utilização na forma bruta é dificultada pela grande viscosidade do óleo vegetal. Para realização dos testes foi utilizado um Viscosímetro Saybolt instalado no Laboratório de Mecanização Agrícola, da Universidade Federal de Viçosa. Foram utilizadas para os testes o Óleo Bruto de Girassol (OBG), Óleo Bruto de Milho (OBM) e Óleo Bruto de Soja (OBS), nas temperaturas de 60ºC, 90ºC, 120ºC, 150ºC, 180ºC e 210ºC, com cinco repetições para cada temperatura. Os resultados demonstraram que ocorreram decrescimo da viscosidade cinemática com a aplicação da temperatura, porém, mesmo com a temperatura de 210 o C, não foi possível obter a mesma viscosidade do óleo diesel. Palavras Chaves: Biocombustível, Energia Alternativa e Óleos Vegetais. 1 INTRODUÇÃO O petróleo é a principal fonte de energia no mundo para a alimentação de motores de combustão interna, para transformar a energia do petróleo em energia mecânica. Para PORTAS e DENUCCI (2003), no Brasil ocorre a falta do diesel nas fronteiras agrícolas, onde muitas máquinas e equipamentos são acionados por motores diesel, desde os 1 Docente do Dep. de Solos e Irrigação, UFRR, Boa Vista-RR, Doutorando em Engenharia Agrícola, UFV, Viçosa-MG. 2 Docente do Dep. de Engenharia Agrícola, UFV, Viçosa-MG, 3 Docente do Dep. de Engenharia Agrícola, UFV, Viçosa-MG, 4 Docente do Dep. de Engenharia Agrícola, UFV, Viçosa-MG, 636

2 motores dos barcos amazônicos a colhedoras no sul, além de ser grande responsável pelo aumento dos insumos agrícolas que aumentam os custos de produção dos produtos agrícolas. O contínuo aperfeiçoamento da injeção nos motores diesel trouxe rendimentos crescentes, porém inviabilizou o uso de óleos vegetais in natura como combustível nos motores diesel. Isso devido à exagerada viscosidade dos óleos vegetais (cerca de 10 vezes maior que a do óleo diesel), ao baixo índice de cetano e à elevada taxa de resíduo de carbono. Estudos demonstram que o uso de óleos vegetais in natura em motores diesel com combustão direta (ausência de pré-câmara de combustão), são tecnicamente inviáveis, pois causa formação de resíduos sólidos, entupindo os bicos injetores. (TECBIO,2004) SOARES et alli (2001) realizaram estudos com um gerador elétrico acionado por um motor MWM modelo D229-6, alimentado com óleo vegetal originado do dendê por um período de 400 horas, chegando a conclusão que a melhor temperatura para utilização do óleo vegetal é de 80 o C. Na tabela 1 MORAES (1980) apresenta algumas características do óleo de girassol e Soja, que podem ser comparadas com os dados do óleo diesel, de acordo com a Portaria ANP Nº 310, de Tabela 1: Algumas características dos Óleos de soja, girassol e diesel. Características Soja Girassol Diesel Densidade 0,91 0,91 0,82 a 0,88 Viscosidade Cinemática (cst) 34 a 37,8 o C 32 cst a 37,8 o C 2,5 a 5,5 a 40 o C Índice de Cetano Poder Calorífico Kcal/Kg A ANP (2001) ainda limita a viscosidade cinemática máxima para o óleo diesel, em valores entre 2,5-5,5 mm 2 /s (cst). 4 MATERIAIS E MÉTODOS Foi utilizado um Viscosímetro Saybolt, produzido pela Petrotest, instalado no Laboratório de Mecanização Agrícola, do Departamento de Engenharia Agrícola, da Universidade Federal de Viçosa. Foram utilizadas para os testes o Óleo Bruto de Girassol (OBG), Óleo Bruto de Milho (OBM) e Óleo Bruto de Soja (OBS), cedido por Caramuru Alimentos. Para determinar a variação da Viscosidade em função da temperatura, foram realizados os testes aplicando calor nas amostra para que chegassem as temperaturas de 60ºC, 1 637

3 90ºC, 120ºC, 150ºC, 180ºC e 210ºC, sendo que o calor e a temperatura foram controladas pelo termostato do próprio viscosímetro. Foram realizadas cinco repetições para cada temperatura. Quando a temperatura da amostra se tornava estável, era realizada o teste, liberando a passagem da amostra pelo orifício, e por meio de um Cronômetro Digital foi medido o tempo necessário para o escoamento dos 60 cm 3 da amostra no orifício de 1,71 mm de diâmetro, sendo este tempo, o Segundo Saybolt Universal (SSU). Porém para a medição da viscosidade em óleos é utilizada a viscosidade cinemática, e para realizar a conversão, é utilizada a equação 1: cst = 0,216 SSU Eq. 1 Para a conversão foi utilizado a planilha de Calculo Excel, e para a análise dos dados foi utilizado o Software Estatístico SAEG (Sistema para Análises Estatísticas) foram geradas as equações. 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES Atráves do Software SAEG 9.0 foram geradas as equações apresentadas na tabela 2, que por meio da Análise de Variância foram siginificativas à nível de 5% pelo teste F. O modelo que descreveu a tendência dos dados foi o Modelo Hiperbólico. Os óleos vegetais podem ser aquecidos até a temperatura em torno de 310 O C, temperatura do ponto de fulgor da maioria dos óleos vegetais, porém se tornou inviável devido o líquido do Banho Maria do Viscosímetro ter ponto de fulgor em torno de 240 o C. Tabela 2: Equações geradas por meio dos dados coletados. Tipo de Óleo Equação R 2 Girassol 1427,52 ν OBG = 0,41+ T 0,9737 Soja 1571,21 ν OBS = 0,52 + T 0,9656 Milho 1712,46 ν OBM = 0,14 + T 0,9574 Onde: ν - Viscosidade Cinemáticado OBM, cst e T - Temperatura, o C

4 Por meio da aplicação das equações nas temperaturas testadas foram geradas as curvas de viscosidade dos óleos brutos de girassol, soja e milho, e são apresentadas nos gráficos abaixo. 30 Viscosidade do OBG 30 Viscosidade do OBS cst T ( o C) cst T ( o C) Girassol Soja 30 Viscosidade do OBM 20 cst T ( o C) Milho Pode-se verificar que não é interessante o aquecimento do Óleo Vegetal para temperaturas superiores a 150 o C, já que o decréscimo da viscosidade a partir desta temperatura é pequeno em relação à temperatura aplicada, dificultando a igualdade das viscosidades do óleo diesel. As viscosidades encontradas para a maior temperatura aplicada (210 o C), não foram iguais as do óleo diesel, porém reduziu signicativamente a viscosidade do óleo vegetal, quando comparadas com a viscosidade do óleos vegetais, sob condições de temperatura ambiente, mostrando-se interessante a aplicação do calor no óleo vegetal. 6 CONCLUSÕES - dificilmente os óleos vegetais chegarão aos níveis de viscosidade de 2,5-5,5 mm 2 /s (cst) do óleo diesel

5 - É viável a proposta de redução da viscosidade cinemática do óleo vegetal por meio do aquecimento; - O decréscimo da viscosidade a partir de 150 o C é pequena. 7 AGRADECIMENTOS À Caramuru Alimentos Ltda, pelo fornecimento dos óleos para realização dos testes. 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MORAES, J. R. Manual dos óleos vegetais e suas possibilidades energéticas. CNI, p. PORTAS, A., e DENUCCI, S. A cadeia produtiva do Biodiesel. O Estado de São Paulo, São Paulo, 08 de out Caderno Agrícola. SOARES, F.G.; VIEIRA, L.S.R.; NASCIMENTO, M.V.G.Avaliação do emprego de óleos vegetais in natura em substituição ao diesel em grupos geradores. Campinas, Disponível em Acesso e m 19/04/04. TECBIO Tecnologia Bioenergéticas Ltda. Tudo Sobre o Biodiesel. Fortaleza, Disponível em Acesso em 29/04/04. AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO-ANP (2001). Portaria ANP No 310, de 27 de Dezembro de Diario Oficial da União de 28/12/

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