Avaliação do desempenho, consumo e emissões de misturas diesel-biodiesel em motores ciclo diesel

Abstract

RESUMO Com este trabalho, buscou-se analisar o impacto resultante da adição de biodiesel ao diesel mineral em um motor ciclo Diesel, verificando, por meio do comportamento das misturas, a viabilidade de uso desse biocombustível. Para isso, realizou-se uma revisão de literatura, na qual dados de seis ensaios experimentais foram comparados entre si, levando em consideração suas características e especificações, bem como as discussões e justificativas apresentadas pelos autores acerca dos resultados obtidos. Complementarmente, aplicou-se a técnica estatística de regressão linear simples em quatro trabalhos com dados quantitativos comparáveis, com o fim de identificar possíveis tendências de comportamento. Os dados priorizados para a realização de ambas as análises foram torque, potência, consumo de combustível e nível de emissão de poluentes de motores diesel abastecidos com diesel mineral (B0), biodiesel puro (B100) e misturas diesel-biodiesel em diferentes proporções (B2, B5, B10, B20, B40, B50, B60, B75). Os resultados revelaram que as propriedades físico-químicas do biodiesel influenciam significativamente a variação dos parâmetros analisados, principalmente o desempenho, que se mostrou mais suscetível às variações decorrentes do motor utilizado, das condições operacionais e diferentes finalidades do ensaio. Em contrapartida, o consumo de combustível e as emissões apresentaram tendências mais definidas de aumento e redução, respectivamente, conforme o aumento da proporção de biodiesel na mistura. A realização do estudo evidenciou a necessidade da determinação do teor de biodiesel mais equilibrado e vantajoso para cada aplicação, visto que, apesar da expressiva redução de poluentes promovida, o biodiesel puro ainda apresenta o pior desempenho. Conclui-se, portanto, que a inclusão do biodiesel no diesel comercializado é segura e factível, desde que respeitados os limites adequados de concentração, a fim de evitar prejuízos à operação do motor e assegurar benefícios ambientais. ABSTRACT This study aimed to analyze the impact of adding biodiesel to mineral diesel in a Diesel-cycle engine, verifying, through the behavior of the mixtures, the viability of using this biofuel. To this end, a literature review was conducted, in which data from six experimental trials were compared, considering their characteristics and specifications, as well as the discussions and justifications presented by the authors regarding the results obtained. Additionally, the statistical technique of simple linear regression was applied to four studies with comparable quantitative data, in order to identify possible behavioral trends. The data prioritized for both analyses were torque, power, fuel consumption, and pollutant emission levels of diesel engines fueled with mineral diesel (B0), pure biodiesel (B100), and diesel-biodiesel mixtures in different proportions (B2, B5, B10, B20, B40, B50, B60, B75). The results revealed that the physicochemical properties of biodiesel significantly influence the variation of the analyzed parameters, mainly performance, which proved to be more susceptible to variations resulting from the engine used, the operating conditions, and the different purposes of the test. Conversely, fuel consumption and emissions showed more defined trends of increase and decrease, respectively, according to the increase in the proportion of biodiesel in the mixture. The study highlighted the need to determine the most balanced and advantageous biodiesel content for each application, since, despite the significant reduction in pollutants promoted, pure biodiesel still presents the worst performance. It is concluded, therefore, that the inclusion of biodiesel in commercially sold diesel is safe and feasible, provided that the appropriate concentration limits are respected in order to avoid damage to engine operation and ensure environmental benefits.