Uso direto de óleo de polpa da macaúba em motor diesel marcelo mencarini final

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Artigo publicado nos anais do Congresso Brasileiro de Macaúba, em 2013.

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Uso direto de óleo de polpa da macaúba em motor diesel marcelo mencarini final

  1. 1. USO DIRETO DEÓLEO DE POLPA DA MACAÚBA EXTRATIVISTA EM MOTOR 1 MARCELO MENCARINI LIMA¹, BERND HERMANNS² E HILMAR WOLF³ 2 INTRODUÇÃO 3 O uso direto óleo vegetal (ou Straight Vegetable Oil – SVO), da polpa da 4 macaúba (Acrocomia Aculeata), para motor de ciclo diesel é pouco relatado na 5 literatura. O teste realizado pelo grupo de pesquisa indicou grande possibilidade de 6 utilização como alternativa sustentável, no Brasil e Paraguai, países possuidores das 7 principais agroindústrias no mundo: Ynca, cavallaro, Bisa, Royale, CooperRiachão, 8 Indhor e Paradigma Óleos Vegetais. Entretanto, conforme Lima (2011) em nenhuma 9 dessas foi obtida informação de uso desse óleo da macaúba como combustível 10 sustentável. O Paraguai chegou a processar, anualmente, até 100 mil toneladas de 11 mBocaya (Acrocomia Totai), mas a pressão urbana sobre os maciços florestais, 12 diminuiu a capacidade de oferta da matéria-prima em 30%. Esta pesquisa aplicou a 13 técnica SVO na prática, seguindo as recomendações de Gregg (2008), por considerar 14 potencialmente econômico obter-se óleo de polpa de macaúba, conforme Pimentel et. al. 15 (2009), pois há possibilidade de se obter óleo do extrativismo com baixo valor agregado 16 para o consumo como biocombustíveis, principalmente porque existem pesquisas com 17 macaúba a exemplo da Embrapa (figura 1), UFV e Acrotech, as quais contribuirão para 18 o aumento da escala de produção de óleo da polpa da macaúba. Esta pesquisa reforçou a 19 afirmativa de Lima (2011): “não realizar a transesterificação do ácido graxo para 20 biodiesel”. A seguir é apresentada a metodologia. 21 MATERIAL E MÉTODOS 22 Os materiais utilizados pelos autores, do presente trabalho, em junho de 2012, 23 constituíram-se de modificações relativamente simples em um motor de ciclo diesel 24 para funcionar com SVO de óleo de polpa de macaúba, dentre as quais uma adaptação 25 para aquecimento do óleo antes da bomba injetora, utilizando-se o calor da água de 26 arrefecimento (figura 2). Para fins dos testes mecânicos, foi utilizado um motor 27 Volkswagen AP 1.6, com bomba injetora rotatória mecânica (figura 3), que motorizava 28 um protótipo, veículo Gurgel Carajás, ano 1986. Antes da realização dos testes com o 29 1Embrapa: marcelo.mencarini@embrapa.br ² Autônomo: info@palmoel-aus-brasilien.de ³ Autônomo: http://www.wolf-pflanzenoel-technik.de
  2. 2. combustível, o motor, que à época tinha 30 mil km, foi reformado e todos os reparos e 30 manutenções necessários foram realizados, tais como juntas, anéis de segmento e óleos 31 lubrificantes. O material óleo vegetal (figura 4), foi obtido junto à Cooperativa agrícola 32 de Riachão (CooperRiachão), extrativistas da região de Mirabela (MG). Apresentava 33 alta acidez, proveniente de ácidos graxos livres, pois estava estocado fazia um ano. 34 35 O método de testagem se deu em duas fases. A primeira fase do teste de 36 funcionamento se deu após a manutenção do veiculo. Percorreu-se um trajeto conhecido 37 de 100 km, aplicando-se diesel fóssil (S 1800). O objetivo foi criar os parâmetros de 38 comparação: 1) O consumo foi de 13,0 km/l, 2) Emissão visual de material particulado 39 intensidade alta, sob rotações do motor acima de 1800 rpm, 3) Tempo de 93 minutos 40 para percorrer 100 km, dando em média 64,5 km/h, 4) Temperatura máxima do motor 41 75°C. A segunda fase do teste ocorreu mediante a aplicação do SVO de óleo de polpa da 42 macaúba puro, através de um tanque acessório (figura 4). Foram percorridos os 100 km 43 do mesmo trajeto conhecido na fase 1. Após o teste, toda a parte de injeção de óleo 44 combustível foi desmontada para inspeção e foi possível diagnosticar os efeitos do óleo 45 de polpa da macaúba sobre os componentes. O veículo passou a utilizar diesel S10. Já 46 percorreu 5 mil km sem apresentar problemas no motor. 47 RESULTADOS E DISCUSSÃO 48
  3. 3. Os dados primários do uso do combustível SVO de óleo de polpa da macaúba 49 puro comparativamente com o S 1800, no motor, indicaram de maneira geral boa 50 condição de funcionamento. Observou-se que, com a modificação realizada, o 51 procedimento de partida do motor frio não exigiu a adição de diesel fóssil, durante todas 52 as tentativas realizadas. A lubricidade dos componentes internos, o torque e a potencia 53 aparentaram satisfatórios, após iniciado o funcionamento. Foram observadas as 54 seguintes características: 1) Menos emissão de material particulado visualmente em 55 40% menos, sob condição de rotações do motor acima de 1800 rpm. 2) O tempo para 56 percorrer o trajeto de 100 km não apresentou alteração. 3) A temperatura de 57 funcionamento do motor sofreu aumento de aproximadamente 5°C, em subidas 58 íngremes, que exigiam rotações do motor acima de 3000 rpm, para as mesmas 59 condições ambientais (calor externo) a que foi submetido quando com diesel. 4) O 60 consumo foi de 8 % superior, média de 12 km/l. Ao serem desmontadas a bomba 61 injetora e os bicos injetores foi possível diagnosticar os efeitos da goma do óleo de 62 polpa da macaúba sobre as paredes e dos componentes internos. Nos bicos injetores 63 iniciou-se o processo de entupimento. Essas características indesejáveis eram esperadas, 64 pois o teste foi realizado sem a obtenção da viscosidade recomendável para iniciar-se a 65 aplicação do óleo vegetal, uma vez que a temperatura do óleo somente atingia valores 66 próximos a 75°C, 15 minutos após o motor encontrar-se em funcionamento, e um 67 consumidor final não aguardaria esse tempo. A temperatura é o fator para modificar a 68 característica física do óleo (GREGG, 2008). Na possibilidade de replicação do 69 experimento deve-se evitar o funcionamento fora das condições de temperatura ideal, o 70 suprimento de combustível teria que ser mediante dois tanques, um com diesel e outro 71 com o óleo vegetal, para limpar o sistema após a utilização. Alternativamente seria o 72 aumento da pressão de injeção, mediante a substituição da bomba injetora por outra que 73 apresentasse características de alta pressão, mas o objetivo foi de testar nas condições 74 originais do motor. Os ajustes na técnica de adaptação do motor são fundamentais para 75 o sucesso em seu funcionamento, sob pena de ocorrer depósitos, carbonização nos 76 componentes e no óleo de lubrificação. Uma vez corrigidas as ineficiências observadas, 77 considera-se viável obter-se pleno êxito para óleo de polpa da macaúba neste tipo de 78 motor com pré-camara, ou seja injeção indireta, conforme preconiza Gregg (2008) para 79 motores da década de 1980 da Volkswagen e Mercedes Bens. O objetivo é 80 modificarem-se os motores e apenas as características físicas do óleo para adaptar seu 81 funcionamento, não suas características químicas. 82
  4. 4. CONCLUSÕES 83 Os testes sinalizaram boas possibilidades na destinação de óleo de polpa do 84 extrativismo da macaúba como biocombustível SVO em motor diesel. Conclui-se que o 85 SVO, sem a retirada da glicerina do óleo requer necessariamente a modificação das 86 características físicas do óleo, quanto à viscosidade. Deve-se monitorar a temperatura de 87 entrada na bomba para sua injeção pulverizada através dos bicos para funcionamento 88 normal no motor. A qualidade do óleo de polpa acidificado quando usado em SVO 89 merece muitos cuidados, pois deve estar pronto para uso. Considera-se que Lima (2011) 90 tem bom fundamento ao recomendar o SVO do óleo do extrativismo da macaúba com a 91 implantação de sistema de produção sustentável de agroflorestas sucessionais, nas 92 Reservas Legais, que evitará concorrer com a produção de alimentos. Os usos 93 tradicionais poderão ser mantidos: sabões e extração de óleo láurico para cosméticos, 94 proveniente da amêndoa, principal matéria prima utilizada no Paraguai. Propõe-se 95 aprofundar estudos que corroborem: 1) O SVO poderá eliminar o processo tecnológico 96 agroindustrial de retirada da glicerina do óleo. 2) Há significativa diminuição das 97 emissões de material particulado do SVO da polpa da macaúba em relação ao diesel 98 S1800. 3) Uso de água e etanol, em forma de névoa no coletor de admissão dos motores 99 de ignição por compressão para diminuir a temperatura (OLIVEIRA JÚNIOR, 2013). 100 REFERÊNCIAS 101 GREGG, Forest. Powering Your Vehicle with Straight Vegetable Oil. New Society 102 Publisher. Canada. 2008. 103 LIMA, Marcelo Mencarini. Análise Transdisciplinar, Evolutiva e Sustentável de 104 uma Filière de Biocombustível: a Macaúba em Montes Claros/ MG. 2011. 316 p: il. 105 Tese (doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Centro de Estudos e 106 Pesquisas em Agronegócios, Programa de Pós-Graduação em Agronegócios. 107 OLIVEIRA JÚNIOR, Lauro de. Efeitos da injeção de água na performance e 108 característica de emissões em motores diesel de injeção direta utilizando misturas 109 diesel-biodiesel. Universidade de Brasilia. Projeto de Graduação Faculdade de 110 Tecnologia. Departamento de Engenharia Mecânica. Brasilia, 2013. 111 PIMENTEL, L., MOTOIKE, S., COSTA, E. W. A., MANFIO, C. E., BRUCKNER, C. 112 H. Estimativa de Custo de Produção e Viabilidade Econômica do Cultivo da 113 Palmeira Macaúba (Acrocomia Aculeata) para Produção de Óleo Vegetal. 114 CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANTAS OLEAGINOSAS, ÒLEOS, GORDURAS 115 E BIODIESEL, 6., 2009. Anais...Montes Claros: UFLA. 2009. 116

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