BIODIESEL DE GORDURA HIDROGENADA EM TRATOR AGRÍCOLA

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1 BIODIESEL DE GORDURA HIDROGENADA EM TRATOR AGRÍCOLA Felipe Thomaz da Camara, FCAV/UNESP, Afonso Lopes, FCAV/UNESP, Miguel Joaquim Dabdoub, USP, Antonio Carlos Ferreira Batista, UFU, Gabriela ramos Hurtado, USP, Ana Lucia Paschoa Botelho Ferreira Barbosa, FCAV/UNESP, RESUMO: Grande parte da produção mundial de óleo é utilizada no processo de fritura; entretanto, após o uso, tal produto torna-se resíduo indesejável, com os métodos usuais de descarte desses resíduos geralmente contaminando o meio ambiente, principalmente os rios. Em função disto, a utilização de óleos e gorduras residuais na fabricação de Biodiesel, além de evitar contaminação ambiental, torna um resíduo indesejável em combustível. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o consumo de combustível de um trator Valtra BM100 4x2 TDA funcionando com Biodiesel metílico de gordura hidrogenada filtrado e destilado em sete proporções de mistura. O trabalho foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da UNESP Jaboticabal, em delineamento inteiramente casualizado, no esquema fatorial 2 x 7, com três repetições. A combinação dos fatores foram dois tipos de Biodiesel de gordura hidrogenada metílico (filtrado e destilado) e sete proporções de mistura (B0, B5, B15, B25, B50, B75 e B100). Os resultados evidenciaram na adição de até 15% de Biodiesel ao diesel o consumo específico foi semelhante, e o Biodiesel filtrado proporcionou maior consumo do que o destilado. Palavras-Chave: Consumo de combustível, biocombustível, ensaio de trator. 572

2 1 INTRODUÇÃO Devido ao grande desenvolvimento ocorrido no planeta após a segunda guerra mundial e o estabelecimento de padrões de consumo cada vez mais intensos, a demanda energética elevou-se a tal ponto, colocando em risco as fontes de energia não renováveis, como o petróleo, carvão mineral, entre outros. Visto isso, DABDOUB et al. (2003) relataram que o aumento do preço do petróleo, bem como o dos derivados, causou crescente interesse pelas energias renováveis. De acordo com os autores, é necessário destacar a importância dos óleos vegetais para produzir energia alternativa, como é o caso do Biodiesel. Nesse trabalho, ressalta-se ainda que a produção na Europa e nos Estados Unidos adota processos que podem limitar a utilização do referido combustível devido ao custo ser igual ou superior ao diesel de petróleo. Em virtude disso, os autores defendem método alternativo, como recolhimento de óleos residuais de frituras para a produção de Biodiesel pelo processo de transesterificação. Tal atitude minimiza custos e oferece destino racional para esse resíduo nocivo ao meio ambiente. RABELO (2001) ressalta que o óleo residual de fritura torna-se muito semelhante ao diesel em termos de viscosidade e de poder calorífico ao sofrer uma transformação química, a transesterificação. Convertendo-se desta forma, em Biodiesel, que, adicionado ao diesel melhora a lubricidade, dispensando aditivos mais poluentes. Também, por conter oxigênio na cadeia química, tem melhor queima, com conseqüente diminuição de monóxido de carbono e de hidrocarbonetos. Dentro deste contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar o consumo de combustível de um trator agrícola funcionando com Biodiesel de gordura hidrogenada metílico filtrado e metílico destilado, em sete proporções de mistura ao diesel. 2 MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi conduzido em área do Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola (LAMMA), do Departamento de Engenharia Rural, UNESP Jaboticabal SP. A localização geográfica da área de realização dos ensaios é definida pelas coordenadas 21º15 latitude sul e 48º18 longitude oeste, sendo a altitude média de 570 m, e clima tropical úmido com estação chuvosa no verão e seca no inverno (Aw), de acordo com a classificação de Köeppen. O solo da área experimental foi classificado como Latossolo Vermelho Eutroférrico típico (EMBRAPA, 1999), com relevo suave ondulado e declividade de 2%. 573

3 O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, esquema fatorial 2 x 7, com três repetições, totalizando 42 observações. As combinações dos fatores foram dois tipos de Biodiesel de gordura hidrogenada metílico (filtrado e destilado) e sete proporções de mistura (B 0, B 5, B 15, B 25, B 50, B 75 e B 100, em que o número subscrito indica a % de Biodiesel no diesel). Os Biodiesel de gordura hidrogendada utilizados foram produzidos no Laboratório de Desenvolvimento de Tecnologias Limpas, LADETEL USP de Ribeirão Preto, com a gordura hidrogenada utilizada sendo fornecida pelo McDonald s, após seu uso na fritura de batatas. Para obtenção da carga imposta na barra de tração do trator de testes, foi utilizado um trator de frenagem unido ao trator de tração por meio de um cabo de aço, formando um comboio. Os tratores utilizados no experimento foram: Trator 1, denominado trator de tração, foi da marca Valtra, modelo BM100, 4X2 com tração dianteira auxiliar, 74 kw (100 cv) a rpm no motor, equipado com pneus no eixo dianteiro e no eixo traseiro, sendo tal trator instrumentado para a realização do teste, segundo LOPES et al. (2003). Trator 2, denominado trator de frenagem, foi da marca Valtra, modelo BH140, 4X2 com tração dianteira auxiliar, 103 kw (140 cv) a rpm no motor, utilizado para oferecer resistências de 22 kn ao trator de tração, engrenado em 3ª marcha. Para medir o consumo de combustível, foi utilizado um protótipo desenvolvido por LOPES et al. (2003). Para a determinação do consumo horário volumétrico (Chv), consumo horário ponderal (Chp), consumo específico (Ce) e potência na barra de tração (PB) foram utilizadas respectivamente as equações 1, 2, 3 e 4. C *3,6 Chv = (1) t Chp = Chv * D (2) 1000 Chp Ce = (3) PB = Ft * v (4) PB 574

4 Em que, Chv = consumo horário volumétrico (L h -1 ); Ce - consumo específico (g kwh -1 ); C = volume consumido (ml); t = tempo de percurso na parcela (s); PB - potência na barra de tração (kw); Ft = força de tração na barra (kn), e Chp = consumo horário ponderal (kg h -1 ); ν = velocidade de deslocamento (m s -1 ). D - densidade do combustível (g L -1 ); Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de comparação de médias de Tukey, a 5% de probabilidade, conforme recomendação de BANZATTO & KRONKA (2006). 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados foram apresentados na Tabela 1. Ressalta-se que a interpretação dos mesmos se inicia pelo teste da interação; porém, no presente trabalho, não se observou dependência de um fator em relação ao outro. De acordo com a Tabela 1, observa-se que o processo de purificação do Biodiesel de gordura hidrogenada metílico interferiu no consumo de combustível volumétrico, ponderal e específico, com melhores resultados para o Biodiesel destilado, resultado este importante para a definição do melhor processo de purificação do Biodiesel, uma vez que para efetuar a destilação do Biodiesel é necessário filtrá-lo primeiro, o que aumenta o custo de produção. 575

5 Tabela 1. Síntese da análise de variância e do teste de médias para as variáveis consumo horário volumétrico (Chv), consumo horário ponderal (Chp) e consumo específico (Ce). FATORES Chv Chp Ce L h -1 kg h -1 g kwh -1 TIPO DE BIODIESEL (TB) filtrado 13,5 b 11,6 b 364 b destilado 13,3 a 11,2 a 351 a PROPORÇÃO (B n ) B 0 12,5 a 10,6 a 328 a B 5 12,9 a b 10,8 a b 334 a b B 15 13,1 b c 11,1 b c 340 a b c B 25 13,3 b c 11,3 c d 350 b c B 50 13,6 c d 11,7 d 364 c d B 75 13,9 d e 12,1 e 373 d e B ,2 e 12,5 e 387 e TESTE F TB 5,94 * 31,70 ** 13,85 ** B n 27,90 ** 55,62 ** 23,70 ** TBxB n 1,90 NS 1,52 NS 0,67 NS C.V.% 1,99 1,94 3,12 Médias seguidas de mesma letra minúscula nas colunas não diferem entre si, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. NS: não significativo (P>0,05). **: significativo (P<0,01). C.V.: coeficiente de variação Com relação às proporções de mistura de Biodiesel no diesel, nota-se que até a adição de 5% de Biodiesel não ocorreu diferença significativa no consumo volumétrico e ponderal, porém o consumo específico foi semelhante até a adição de 15% de Biodiesel, tais resultados diferem dos encontrados por LOPES et al. (2005) que não encontraram diferenças com adição de até 25% de Biodiesel residual de óleo de soja utilizado em frituras do tipo filtrado e destilado, com aumento no consumo específico de B 0 a B 100 de 18%, valor semelhante ao encontrado neste trabalho para o Biodiesel de gordura hidrogenada. A curva de regressão do consumo específico de combustível em função da proporção de mistura de Biodiesel de gordura hidrogenada metílico teve um comportamento linear, sendo ilustrada na Figura

6 Cesp = 334,69 + 0,58 * P P = proporção de Biodiesel de gordura hidrogenada metílica R 2 = 0,949 Consumo específico (g kwh -1 ) B0 0 B 5 B B 25 B B B 100 Proporção de mistura (%) Figura 1. Representação gráfica do consumo específico em função da proporção de mistura de Biodiesel de gordura hidrogenada metílico e diesel. 4 CONCLUSÃO O consumo de combustível do trator utilizando-se Biodiesel de gordura hidrogenada metílico filtrado foi maior do que o destilado, e até a adição de 15% de Biodiesel ao diesel o consumo específico foi semelhante. 5 AGRADECIMENTOS À Fapesp, Coopercitrus e Valtra do Brasil, pela concessão dos tratores de testes e sua instrumentação. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BANZATTO, D.A.; KRONKA, S.N. Experimentação agrícola. Jaboticabal: FUNEP, p. DABDOUB, M. J.; DABDOUB, V. B.; HURTADO C. R.; BATISTA, A. C. F.; AGUIAR, F. B.; HURTADO, G. R.; VIEIRA, A. T. Utilização de óleos usados para produção de Biodiesel. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DE BIODIESEL, 1., 2003, Ribeirão Preto. Anais... Ribeirão Preto: LADETEL, CD-ROM. EMBRAPA - EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro Nacional de Pesquisas de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília, p. 577

7 LOPES, A.; FURLANI, C.E.A.; SILVA, R.P. Desempenho de um protótipo para medição de combustível em tratores. Revista Brasileira de Agroinformática, v.5, n.1. p.24-31, LOPES, A.; REIS, G. N. dos; DABDOUB, M. J.; FURLANI, C. E. A.; SILVA, R. P. da; CAMARA, F. T.; BATISTA, A. C. F. Biodiesel filtrado x Biodiesel destilado: uso em trator agrícola. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 34., 2005, Canoas. Anais... Jaboticabal: Associação Brasileira de Engenharia Agrícola, CD-ROM. LOPES, A. Biodiesel em trator agrícola: desempenho e opacidade f. Tese (Livre docência em Mecanização Agrícola) Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal, RABELO, I. D. Estudo de desempenho de combustíveis convencionais associados a Biodiesel obtido pela transesterificação de óleo usado em fritura f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia) - Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná, Curitiba,