Uso de misturas de diesel e biodiesel em motores de ignição por compressão suportado por aditivação de etanol

Abstract

O biodiesel é um biocombustível intensamente proposto para utilização em motores Diesel, pois tem apresentado redução nas emissões de monóxido de carbono, hidrocarbonetos, e material particulado, contudo com um discreto aumento das emissões de NOx, motivando, portanto, a inclusão de outros compostos visando a minimização deste poluente. Este trabalho estuda os efeitos da adição de etanol no desempenho mecânico e no perfil de emissões de diferentes motores de ignição por compressão por três ensaios distintos. O primeiro destes foi realizado em um grupo gerador de injeção indireta em que o etanol foi injetado eletronicamente no ar de admissão. Foram observadas reduções no consumo de diesel, bem como da opacidade e NOx, contudo foi verificado um acentuado aumento das emissões de CO e HC. A ação do aditivo de número de cetano DTBP (peróxido de ditercbutila) adicionado ao tanque principal gerou discretas reduções de CO e HC, e aumento das emissões de NOx. O segundo ensaio foi realizado em um motor de injeção direta mecânica acoplado a um dinamômetro hidráulico, onde foram observadas reduções de NOx, CO, discreto aumento de HC, além de redução da potência efetiva com uma mistura ternária com 6% de etanol. O terceiro ensaio foi realizado em um veículo Diesel equipado com motor de injeção eletrônica (common rail), onde foram avaliadas as potências, torques e aceleração operando com diesel, biodiesel, além de misturas binárias e ternárias de diesel, biodiesel e etanol (até 6% v/v). Foi verificada discreta redução da potência e torque máximo com a inclusão do etanol e do biodiesel. O uso do aditivo 2-EHN (2- etilhexilnitrato) proporcionou recuperação parcial de potência e torque. O biodiesel oxidado foi testado como aditivo de cetano, mostrando recuperação de parte da potência perdida com o uso do etanol. Foram realizados testes de estrada com uma mistura aditivada com 4% de etanol e 1% de biodiesel oxidado, sendo verificadas reduções de NOx, CO, e MP, discreto aumento do consumo. Não foram notadas alterações no óleo lubrificante e filtro de combustível comparativamente ao diesel B-5. Foi demonstrado que a adição de etanol, por ser renovável, e de alto calor latente de vaporização, é uma valiosa solução para redução das emissões de NOx em motores Diesel operando com elevados teores de biodiesel. O biodiesel oxidado mostrou ser uma interessante alternativa para compensar o baixo número de cetano do etanol, por ser um aditivo de baixo custo, biodegradável, atóxico e renovável.