Uso de óleo vegetal em motores estacionários do ciclo diesel. Alexandre KNYCHALA 1 ; Hêner COELHO 2 ; Ronaldo GOULAR³; Fernando Bruno XAVIER 4 ; Saulo GOMES 4. 1 Estudante de Agronomia, Bolsista de Iniciação Científica (PIBIC) FAPEMIG Instituto Federal Minas Gerais (IFMG) campus Bambuí. Rod. Bambuí/Medeiros km 5. CEP: 38900-000. Bambuí-MG, 2 Professor Orientador IFMG. 3 Professor Coorientador IFMG. 4 Estudante de Agronomia, Instituto Federal Minas Gerais (IFMG) campus Bambuí. Rod. Bambuí/Medeiros km 5. CEP: 38900-000. Bambuí-MG. RESUMO Os óleos vegetais podem ser utilizados in natura, esterificados (biodiesel) ou ainda misturados com o óleo diesel convencional. A melhor escolha do método de produção depende principalmente do tipo de matéria-prima e de cada região. Comunidades mais isoladas, devido ao custo ou da logística do transporte de produtos necessários a produção de biodiesel, deverão optar por métodos mais simples (in natura). O Projeto consiste no uso de óleos vegetais reutilizáveis (OVR) em substituição total ou parcial do óleo diesel, em motores estacionários. Serão utilizadas as seguintes proporções de mistura de óleo diesel e óleo vegetal reutilizável: 0% OD e 100% OVR, 75% OD e 25% OVR, 50% OD e 50% OVR, 25% OD e 75% OVR, 0% OD e 100% OVR. As diferentes misturas serão submetidas a análises laboratoriais de viscosidade, densidade, poder calorimétrico e a ensaios em um trator agrícola AGRALE 4100, de potência nominal igual a 14,7 cv. No ensaio, serão realizadas 3 (três) repetições para cada mistura de combustível. Os dados serão coletados visando obter os valores da potência, torque, consumo horário e consumo específico de combustível da variação de carga no motor. Os dados após coletados serão tabulados com o auxílio de uma planilha eletrônica. Os resultados obtidos com a realização do experimento serão submetidos à análise de variância e aplicação de teste de ukey (a 5% de significância) em função das diferentes misturas e variáveis de interesse. Concomitantemente, para o mesmo nível de significância, será realizada uma análise de regressão para os níveis de carga. Palavras-Chave: Óleo vegetal; combustível; motor diesel
INRODUÇÃO III Semana de Ciência e ecnologia IFMG - campus Bambuí A grande preocupação quanto ao futuro dos combustíveis derivados de petróleo e a necessidade sempre presente de redução das emissões de contaminantes atmosféricos fazem com que a substituição do óleo diesel convencional e da gasolina seja sempre orientada, em diferentes locais, pela busca de alternativas oriundas da biomassa (SCHLOSSER et al., 2007). A utilização do óleo vegetal in natura em motores diesel é importante fonte energética e requer adaptações para o bom desempenho do motor como a redução da viscosidade. A operacionalização de motores diesel com óleos vegetais e/ou misturados ao diesel deve ter a viscosidade reduzida; a fim de não afetar qualitativamente, a formação de mistura ar/combustível (MAZIERO et al., 2007). A idéia de aproveitar óleos vegetais para alimentar veículos não é nova. Rudolf Diesel, inventor do motor a diesel, propôs, há cerca de cem anos, a utilização de óleo de amendoim como combustível, porém, o baixo custo do petróleo inibiu o projeto (INOUE, 2008). MAERIAL E MÉODOS O presente trabalho será realizado no Laboratório de Mecanização Agrícola do Instituto Federal de Minas Gerais Campus Bambuí. Como combustível serão utilizados o óleo diesel puro (OD) e óleo vegetal reutilizável (OVR), proveniente do refeitório da própria instituição de ensino e através de parcerias voluntárias feitas entre estabelecimentos comerciais, mediante o fornecimento de recipientes apropriados para o acondicionamento do material. Serão utilizadas as seguintes proporções de mistura de óleo diesel e óleo vegetal reutilizável: 0% OD e 100% OVR, 75% OD e 25%OVR, 50%OD e 50%OVR, 25%OD e 75%OVR, 0%OD e 100%OVR. Um trator agrícola AGRALE 4100, de potência nominal igual a 14,7 cv será utilizado como veículo de referência para o teste contendo proporções diferentes de combustíveis acima citados. Combustíveis (OVR) O óleo foi coletado no refeitório do Instituto Federal de Minas Gerais Campus Bambuí e em outros estabelecimentos comerciais. O material conduzido para o setor de mecanização agrícola, passou por um período de decantação de 2 semanas para a deposição de impurezas orgânicas, a fim de, obter um produto mais limpo. O sal e o açúcar presentes no óleo podem causar danos aos componentes do motor, sendo assim, ao óleo filtrado, foi adicionado água para a dissolução destas substâncias. Após uma semana, a água contida no óleo foi retirada pela parte inferior do tanque e, em seguida, o óleo submetido a um processo de fervura a 100 o C para a total eliminação de água.
Obtenção da densidade do combustível Para determinar o consumo de combustível pelo motor é necessário avaliar as diferentes densidades da mistura a serem utilizadas. As amostras serão encaminhadas a Universidade Federal de Uberlândia para a realização dos testes. Os resultados estarão disponíveis no período de outubro a novembro, conforme especificação estabelecida por técnicos e responsáveis do setor laboratorial de química. Análise cromatográfica do combustível Para a determinação dos elementos químicos, amostras do óleo foram coletadas e encaminhadas ao Laboratório de Química da Universidade Federal de Uberlândia, donde serão quantificadas as substâncias presentes no produto. Avaliações com trator Ensaio na barra de tração (B) A coleta dos dados para a determinação das variáveis (consumo de combustível, potência, torque, velocidade e patinagem, dar-se-á variando as marchas do trator de interesse. Como lastro, será utilizado outro trator agrícola acoplado a célula de carga e a barra de tração do referido. Os resultados obtidos com a realização do experimento serão submetidos à análise de variância e aplicação de teste de ukey (a 5% de significância) em função das diferentes misturas e variáveis de interesse. Concomitantemente, para o mesmo nível de significância, será realizada uma análise de regressão para os níveis de carga. Será utilizado o programa computacional SAS versão 9.1. Consumo horário Para a determinação do consumo horário de combustível do motor e elaboração do gráfico em relação à rotação do motor será utilizada a seguinte equação: 60 C Ch 2000 Em que Ch = consumo horário de combustível, Lh ˉ¹; C = consumo de combustível, ml minˉ¹.
Consumo especifico III Semana de Ciência e ecnologia IFMG - campus Bambuí Para a determinação do consumo especifico de combustível do motor e elaboração do gráfico em relação à rotação do motor será utilizada a seguinte equação: Ch D Ce P em que: Ce = consumo específico de combustivel, g (kwh)ˉ¹; Ch = consumo horário de combustível, L hˉ¹; D = densidade do combustível, g Lˉ¹; P = potência do motor, kw Potência Para a determinação da potência do motor e elaboração do gráfico em relação à rotação do motor será utilizada a seguinte equação: P k F n 0,746 em que: P = potência do motor, kw; F = carga aplicada pelo dinamômetro, lbf; n = número de rotações por minuto, rpm; k = constante do dinamômetro, 0,00025. Reserva de torque Rt em que Para o cálculo da reserva de torque do motor será utilizada a seguinte equação: max Pot.max Pot.max 100 Rt = Reserva de torque %; max Pot, max = orque Maximo mn; = orque relativo à potencia máxima, mn. RESULADOS E DISCUSSÃO Como o projeto se encontra em andamento, não foi possível obter resultados, no entanto, espera-se que a eficiência energética das máquinas possa ser atingida, mediante a utilização de
óleos vegetais em substituição parcial ou total de derivados do petróleo como fonte alternativa renovável de baixo custo. CONCLUSÕES Devido ao projeto ainda estar em andamento e o cronograma de obtenção de dados ainda não ter sido atingido, não foi feito nenhuma conclusão em relação às hipóteses propostas no projeto de pesquisa. AGRADECIMENOS Os autores agradecem ao Instituto Federal Minas Gerais (IFMG) campus Bambuí pela concessão de bolsa para execução do projeto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CAMARGOS, D. Ecologia. Disponível em: < http://noticias.vrum.com.br/veiculos_jornaldotoc antins/portlet,modulo,noticia,interna_noticia,id_noticias=25548&id_sessoes=4.shtml>. Acesso em: 16/04/2009. INOUE, Gerson Haruo. Uso do Óleo Vegetal em Motor Estacionário de Ciclo Diesel. 2008. 114 p. ese de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola para Obtenção do itulo de Doctor Science. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2008. MAZIERO, J. V. G. et al. Desempenho de um motor diesel com óleo bruto de girassol. R. Bras. Agrociência, Pelotas, v. 13, n. 2, p. 249-255, abr-jun, 2007. MIRAGAYA, José Carlos Gameiro. Biodiesel: tendências no mundo e no Brasil. Informe Agropecuário, Belo Horizonte - MG, v. 26, n. 229, p. 07-13, 2005. SCHLOSSER, J. F. et al. Desempenho de misturas pré-aquecidas de óleo de soja cru e diesel como combustível para motores agrícolas. Cienc. Rural 2007, vol.37, n.5, p. 1329-1335. EIXEIRA, Lincoln Cambraia. Produção de Biodiesel. Informe Agropecuário, Belo Horizonte - MG, v. 26, n. 229, p. 79-86, 2005.