PESQUISA EXPERIMENTAL SOBRE O TEOR DE ÁLCOOL ETÍLICO ANÍDRICO COMBUSTÍVEL PRESENTE NA GASOLINA COMERCIALIZADA EM CAMPINA GRANDE - PB

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1 PESQUISA EXPERIMENTAL SOBRE O TEOR DE ÁLCOOL ETÍLICO ANÍDRICO COMBUSTÍVEL PRESENTE NA GASOLINA COMERCIALIZADA EM CAMPINA GRANDE - PB Artur Magno Silveira Cavalcanti, artur.magno@gmail.com 1 Allysson Daniel de Oliveira Ramos, allyssondaniel@yahoo.com.br 1 Daniel Cesar de Macedo Cavalcante, danielcesar_fisico@yahoo.com.br 1 Samuell Aquino Holanda, samuell182@gmail.com 1 1 Universidade Federal de Campina Grande, Rua Aprígio Veloso, 822, Bairro Universitário, Campina Grande, Paraíba, CEP Resumo: O objetivo deste trabalho é pesquisar experimentalmente se o percentual de álcool etílico anidro combustível (AEAC) presente na gasolina automotiva comum (tipo C) comercializada nos postos revendedores de combustível na cidade de Campina Grande, se encontra dentro do padrão recomendado pelas normas técnicas de acordo com a legislação vigente. Para isso, as amostras colhidas foram testadas analisando-as quanto ao percentual de AEAC presente, verificando-se também a densidade específica e o aspecto visual. Dos 52 postos existentes na cidade foram escolhidos 10 para a pesquisa, destes, quatro situados na região central e os outros na periferia, também foi observado o cuidado para colher amostras em postos de apenas duas bandeiras de comercialização. Os resultados obtidos apontam que a maioria das amostras testadas encontra-se em conformidade com o padrão recomendado pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustiveis (ANP). Palavras-chave: Gasolina, Qualidade de combustível, Teor de álcool. 1. INTRODUÇÃO A comercialização de gasolina no município de Campina Grande apresenta a cada ano um aumento em relação à quantidade, isto contribui para necessidade de uma averiguação permanente em relação à qualidade do combustível comercializado. Cabe a ANP a fiscalização da qualidade dos combustíveis, informando a conformidade ou não conformidade da amostra testada, sendo responsável também por tomar as medidas judiciais cabíveis, em relação aos postos, caso necessário. Embora comercializado como gasolina, o produto encontrado nos postos de combustíveis brasileiros trata-se de uma mistura de gasolina com AEAC, que deve atender as especificações estabelecidas pela legislação em vigor. O teor de AEAC é estabelecido pelo Ministério de Agricultura, que determina que o mesmo deva estar compreendido entre a faixa volumétrica de 20% e 25%, que para o efeito de fiscalização, admite-se permissível uma variação de ± 1% do volume no valor estabelecido, esta variação existe como forma de ajuste da demanda de produção de álcool no Brasil. Conforme o Ministério da Agricultura, atualmente o teor de AEAC está estabelecido em 20%, visto que este valor é relacionado diretamente a produção de álcool e apresenta variação devido a questões econômicas e sazonais, a exemplo da entressafra. O atual valor pode apresentar alteração de acordo com o aumento da sua produção e o aquecimento da economia, aonde, segundo Cardoso (2004), a mudança no percentual da participação do AEAC vem aumentando desde 1977, quando a porcentagem era de 4,5 %, passou para 15 % em 1979, apresentou crescimento contínuo até que chegou ao ápice em 2008, com uma taxa de 25% do total do volume do combustível. Estas informações realçam a importância crescente que o álcool, como uma fonte de energia, vem adquirindo dentro do cenário energético nacional, como forma alternativa de complementação da oferta da gasolina. Os testes experimentais serão realizados em amostras de gasolina do tipo C, com o objetivo de conhecer se as mesmas encontram-se de acordo com as especificações das legislações vigentes no que se refere aos seus teores de Álcool Etílico Anidro Combustível (AEAC), densidade e aspecto visual.

2 2. GASOLINA AUTOMOTIVA BRASILEIRA As gasolinas automotivas brasileiras são misturas complexas de vários compostos, chamados hidrocarbonetos, que possuem moléculas de 4 a 12 átomos de carbono, no qual os mais de 400 produtos da gasolina se apresentam em perfeito balanceamento, conforme informa Valle (2007). As gasolinas são classificadas de acordo com seus índices de octanagem, subdivididas em três tipos: tipo C, Premium e Podium. No Brasil, por força de lei, toda gasolina automotiva possui um composto oxigenado isento de água, conhecido como AEAC, que devido ao seu teor na mistura faz com que a gasolina brasileira não possua similar no mundo Índice de Octanagem Este termo esta relacionado a capacidade que o combustível misturado ao ar tem de suportar altas temperaturas sem que ocorra a autoignição. Existe um conceito errado de que a detonação é gerada por pressões elevadas, onde na realidade, sabe-se que ao se comprimir qualquer gás, sua temperatura sobe, assim, em motores de alta taxa de compressão, há uma tendência a ocorrer detonação por causa do aumento da temperatura da mistura. A octanagem não tem relação direta com o poder calorífico do combustível, portanto, são propriedades distintas, onde o poder calorífico da gasolina está relacionado à quantidade de energia liberada quando o carbono e o hidrogênio reagem, para formar dióxido de carbono e água. O que determina o quanto de energia será liberado como o índice de octanagem é a composição química da gasolina. Quando realizada a mistura da gasolina com o álcool, obtém-se uma mistura com menor poder calorífico, porém com maior poder antidetonante, isto devido ao fato de que o álcool possui um menor poder calorífico e uma maior octanagem que a gasolina. Conforme o programa Amigo Mecânico da Petrobrás, os índices de octanagem dos combustíveis formulados no Brasil são de 87 para a gasolina tipo C, 91 para Premium e 95 para Podium. Este índice é resultado de uma média entre os valores obtidos em testes de detonação em motores a baixa rotação e alta rotação. E em se tratando de gasolina comercial, a Podium é a de maior índice de octanagem do mundo Especificações das Gasolinas Automotivas As gasolinas automotivas brasileiras devem se apresentar de forma incolor, límpida e isenta de impureza e são combustíveis produzidos para utilização em motores de ciclo otto, que de acordo com Filho (1991), são os que apresentam combustão interna com ignição por centelha. São produzidas de acordo com o regulamento técnico ANP 05/2201, portaria ANP n 309, de 27 de dezembro de 2001, lei federal de fevereiro de 2001, exceto parágrafo 1 do artigo 9, alterado pela lei federal de 24 de maio de 2002, que se refere a maneira como deve ser executada sua produção. Apesar de a gasolina comercializada ter todos os seus parâmetros de qualidade registrados na origem, visto que uma amostra testemunha é guardada por um determinado tempo, ainda são encontrados problemas relacionados a fraudes, manuseio inadequado e contaminações no transporte. Segundo Campos (1990), este tipo de combustível deve atender a um mínimo de resistência à degradação por oxidação, pois é este item quem determina o tempo ao qual o mesmo pode ficar estocado. Segundo a PETROBRAS, o prazo de validade da gasolina brasileira é de aproximadamente seis meses, para a gasolina do tipo Podium, este prazo é superior devido seu baixo teor de enxofre, visto que para uma gasolina comum observam-se teores de enxofre de 1000 partes por milhão (ppm) e para a Podium 30 ppm. Para que não ocorram danos aos motores que utilizam a gasolina adicionada de AEAC, a ANP e o Instituto Nacional de Metrologia (INMETRO) estabeleceram que a densidade do combustível deve se situar dentro de parâmetros específicos tabelados, que informa quais os valores mínimos e máximos de densidade relacionado a temperatura da gasolina Adulteração de Combustíveis Quando formulada, a gasolina é feita de forma a atender as especificações vigentes e a outras propriedades necessárias para o adequado desempenho do produto e funcionamento do motor. Na adulteração, que é a alteração na composição da gasolina, e está relacionada à adição de qualquer produto que modifique suas características originais, ocorre a inviabilização da garantia do produtor do combustível.. Quando existe a adulteração do combustível, o desempenho do motor fica comprometido, podendo gerar inúmeras falhas quanto ao seu adequado funcionamento, sendo esta falha relacionada ao tipo de adulteração realizada. Segundo a Petrobrás (2006), a adulteração é feita com produtos também classificados como combustíveis. Dessa forma, quando a mistura entrar no processo de não deixará vestígios. Os chamados solventes englobam vários compostos que poderão estar presentes na gasolina em pequenas quantidades, assim tornando difícil a identificação da adulteração.

3 3. METODOLOGIA Esta pesquisa busca verificar qual o teor de AEAC presente na gasolina do tipo C comercializada em Campina Grande, Paraíba. Inicialmente, foi feito um levantamento dos pontos de revenda desse tipo de combustível, para, em seguida, através de um processo de seleção, relacionar quais seriam submetidos aos testes. Dos 52 postos existentes em Campina Grande, foram selecionados 10, sendo quatro destes, localizado na região central da cidade e os outros nos bairros, com pretensão de assim ter uma amostragem significativa. Os postos foram nomeados de 01 a 10 para evitar sua identificação já que não é objetivo deste trabalho divulgar a relação detalhada de cada posto. Os testes foram realizados de acordo com a norma da ABNT, NBR de outubro de 1997, que faz referência a determinação do teor de AEAC na gasolina automotiva, que traz como objetivo prescrever o método para realização dos testes. A coleta de cada amostra foi realizada obedecendo a NBR 5800, conforme solicita a norma NBR 13992, de dez postos do comércio do município de Campina Grande, Paraíba, sendo estas selecionadas entre duas grandes distribuidoras e nomeadas de amostra um até amostra dez. As Figuras (1) e (2) apresentam duas dessas amostras coletadas. Figura 1. Amostra um de combustível Teste quanto ao aspecto Figura 2. Amostra sete de combustível. Para realização deste teste se faz necessário colocar a amostra na proveta de 250 ml, em seguida, deve-se realizar uma agitação de modo circular até se formar um redemoinho, verificando então se existe impurezas ou água precipitando. Caso ocorra, é correto refazer o teste com uma nova amostra, caso persista, existe forte indicio de adulteração no combustível Procedimentos do teste do teor de AEAC O procedimento correto a ser utilizado é iniciado com a manutenção da proveta, deixando esta desengordurada e seca, a partir daí é posto aproximadamente 15 ml de combustível, que deve ser agitado para deixar a proveta corretamente limpa. O teste é feito colocando 50 ml da amostra e adicionada uma solução de NaCl até completar o volume de 100 ml, a seguir deve-se tampar a proveta e agitar por dez vezes a mistura de modo que não seja de forma enérgica, para a extração do álcool pela camada aquosa. A seguir, deve-se deixar a amostra em repouso por aproximadamente 15 minutos, a fim de permitir a separação completa das duas camadas. Por fim anota-se o volume final da camada aquosa em mililitros, onde é importante que a

4 leitura do resultado seja feita segundo a Fig. (3), levando em consideração a parte inferior do menisco formado pela amostra. Figura 3. Visualização do resultado. A Figura (4) mostra uma hipótese de amostra que torna possível exemplificar o procedimento utilizado para a realização dos cálculos desejados, onde o volume adicional encontrado após a realização do experimento é dado por A. Figura 4. Exemplo de procedimento do teste de teor de AEAC. Com o volume final da camada aquosa (A), agora é feita a identificação do teor de AEAC presente na amostra, através da Eq. (1). %AEAC = [(A - 50) x 2] + 1 Onde A é o volume final da camada aquosa. (1) 3.3. Procedimentos do teste de densidade O teste de densidade é realizado de acordo com a norma ASTM D 1298, em uma proveta de 250 ml, corretamente limpa. Uma vez depositada a amostra é inserido um densímetro lentamente, até atingir o ponto de equilíbrio observando se o mesmo não está em contato com a parede da proveta, a seguir se emergi um pouco mais o instrumento sem que seja de forma excessiva, para que por fim anote-se o resultado aferido no instrumento e compara com os dados apresentados na Fig. (5).

5 Figura 5. Faixa de densidade por temperatura. A Figura (6) ilustra o procedimento de teste de densidade realizado no laboratório. Figura 6. Teste de densidade em laboratório.

6 4. RESULTADOS E ANÁLISE DE DADOS Os experimentos foram realizados para cada amostra de combustível coletada, constando na Fig. (7) a sequência referente aos valores de leitura da quantidade de AEAC mais água enquanto mistura, conforme indicado na metodologia como sendo um dos passos iniciais para a verificação desejada. Figura 7. Gráfico dos dados obtidos enquanto mistura. A partir dos valores de A apresentados na Fig. (7), juntamente com auxilio da Eq. (1), chega-se aos valores apresentados na Tab. (1), onde se tem os resultados obtidos para o percentual de AEAC e gasolina pura. Tabela 1 Resultados obtidos do teste do teor de AEAC e informações complementares. A partir dos dados obtidos, pode-se então ser realizada uma comparação destes com os parâmetros informados no regulamento da ANP para a gasolina automotiva, conforme a norma NBR de origem no projeto 09: :1997, cuja faixa de teor de AEAC aceitável é da ordem de ±1% do valor atualmente estabelecido. Hoje, a percentagem estabelecida é de 20%, tem-se que o percentual admissível é da faixa de 19% a 21%. Com os resultados dos testes pôde-se construir o gráfico de teor de AEAC versus amostra, conforme a Fig. (8).

7 Figura 8. Gráfico dos resultados obtidos para teor de AEAC. Com o auxilio do gráfico pode-se verificar que as amostras 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 se apresentaram na faixa aceitável de teor de AEAC segundo as normas, atendendo assim os valores limites referidos, este resultado tende a indicar que a maior parte da gasolina tipo C comercializada em Campina Grande, PB, é de boa qualidade, visto que também se apresentaram em conformidade no teste quanto ao aspecto. As amostras 1 e 2 por outro lado se apresentaram de forma similar, com um teor sensivelmente mais alto, ficando fora da faixa aceitável de teor de AEAC, enquanto que no teste respectivo ao aspecto se apresentaram de forma agradável, entretanto o resultado deixa margem para maior atenção e fiscalização pela ANP. Os testes de densidade foram realizados nas amostras 1 e 7, devido estas apresentarem os mais distintos teores de AEAC, de respectivamente 22% e 19%, e os resultados obtidos foram de respectivamente 0,755 g/ml e 0,745 g/ml, que quando comparado as tabelas de variações mostraram-se aceitáveis, portanto estas se apresentam na zona adequada segundo a norma. 5. CONCLUSÃO A partir dos resultados obtidos pelos testes realizados, pode-se concluir que em relação ao teor de AEAC, constatase uma conformidade para maioria das amostras coletadas nos postos de comercialização de combustível na cidade de Campina Grande, Paraíba, exceto para as amostras um e dois. Já para as demais propriedades avaliadas neste trabalho, as amostras em sua totalidade apresentaram-se conforme indicações das normas vigentes neste país. É recomendável para trabalhos futuros a realização de testes nos demais postos de combustíveis, avaliando inclusive outras propriedades, para garantir elevado padrão de qualidade. 6. REFERÊNCIAS Agência Nacional do Petróleo, 2007, Resolução Nº 09, Brasília, Brasil. Agência Nacional do Petróleo, 2009, Resolução Nº 38, Brasília, Brasil. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2008, NBR 13992: gasolina automotiva: determinação do teor de álcool etílico anidro combustível, Rio de Janeiro, Brasil, 3 p. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1975, NBR 5800: Amostragem de petróleo e derivados líquidos para fins quantitativos, Rio de Janeiro, Brasil, 5 p. Campos, A.C., Leontsinis, 1990, E. Petróleo & Derivados: Obtenção, Especificações, Requisitos e Desempenho, IBP, Rio de Janeiro, Brasil, pp Cardoso, L.C.S., 2004, Logística do Petróleo - Transporte e Armazenamento, Interciência, Rio de Janeiro, Brasil, pp Filho, P.P., 1991, Os Motores a Combustão Interna, Editora Lemi, Belo Horizonte, Brasil, p Valle, M.L.M., 2007, Produtos do Setor de Combustíveis e de Lubrificantes, Publit Soluções Editoriais, Rio de Janeiro, Brasil. Ministério Da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 2010, Portaria N.º 7, Brasília, Brasil. Petrobrás, 2006, Apostila Amigo Mecânico - Gasolinas, Brasília, Brasil, pp. 19.

8 7. DIREITOS AUTORAIS Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo do material impresso incluído no seu trabalho.

9 EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE CONTENT OF ANHYDROUS ETHANOL FUEL TO GASOLINE SOLD IN CAMPINA GRANDE PB Artur Magno Silveira Cavalcanti, 1 Allysson Daniel de Oliveira Ramos, 1 Daniel Cesar de Macedo Cavalcante, 1 Samuell Aquino Holanda, 1 1 Universidade Federal de Campina Grande, Rua Aprígio Veloso, 822, Bairro Universitário, Campina Grande, Paraíba, CEP Abstract: The objective of this study is to investigate experimentally whether the percentage of anhydrous ethyl alcohol fuel (EACA) present in the common automotive gasoline (type C) sold in gas stations of fuel in the city of Campina Grande, is within the standard recommended by the technical standards according to law. For this, the samples were tested and analyzing them by the percentage of EACA present and there is also the specific gravity and poor appearance. Of the 52 stations in the city were chosen for thesurvey 10 of these, four located in the central region and the other in the periphery was also observed care to sample only two positions in marketing banners. The results indicate that most of the samples is tested in accordance with the standards recommended by the ANP. Keywords: Gasoline, Fuel Quality, Alcohol Content.