Pimenta

959 visualizações

Publicada em

Publicada em: Tecnologia, Negócios
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Pimenta

  1. 1. 1 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Vicente Pimenta São Paulo – 28/10/2010
  2. 2. 2 Considerações inicias PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  3. 3. 3 Há uma clara procura, em nível global, pela substituição dos combustíveis fósseis por renováveis. Biodiesel pode ser uma boa alternativa: •Nolmalmente alto cetano (puro) Muito baixa quantidade de enxofre Alta lubricidade Balanço energético favorável Redução do CO2 no ciclo produção / uso Renovável Sustentável Produção independente de países politicamente complicados Reduções de HC, PM e CO PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  4. 4. 4 Diante de tão interessante alternativa, porque o limite de apenas 5% misturado ao diesel? Custo Capacidade produtiva Adaptações imediatas da infraestrura Restrições dos Sistemistas Impactos no Desempenho Emissões PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Principais pontos que podem impor limites às utilizações maiores de Biodiesel:
  5. 5. 5 Restrições dos Sistemistas: Características importantes para o combustível ser considerado adequado PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  6. 6. 6 1 - Lubricidade É esperado que o combustível atinja o diâmetro de desgaste máximo (WSD) de 460 microns (ISO12156 parte 1) para ser considerado aceitável para o uso. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Característica favorável ao Biodiesel. Mesmo com baixas concentrações de Biodiesel o resultado observado é a melhoria da lubricidade da mistura.
  7. 7. 7 1 - Lubricidade É esperado que o combustível atinja o diâmetro de desgaste máximo (WSD) de 460 microns (ISO12156 parte 1) para ser considerado aceitável para o uso. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  8. 8. 8 2 - Estabilidade Térmica e Química Capacidade do combustível de resistir a deterioração durante estocagem e de corresponder à expectativa de performance sob condições térmicas extremas. O combustível deve ser capaz de resistir à oxidação e de resistir a pressões de injeção bastante elevadas. (ASTM D2274 para estabilidade O2 e MIL - S - 53201 para estabilidade térmica). Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  9. 9. 9 2 - Estabilidade Térmica e Química Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Biodiesel é biodegradável (caracteristicamente). Tem estabilidade naturalmente inferior ao diesel. Desdobramentos: ácidos orgânicos e depósitos que causam corrosão e entupimentos. Maiores concentrações de Biodiesel podem tendencialmente agravar o problema. A experiência mostra que veículos não apresentaram problemas quando os valores da estabilidade da mistura foram superiores a 15 horas. Comunidade Européia sugere 20 horas.
  10. 10. 10 2 - Estabilidade Térmica e Química Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Fonte – YPF – Ing. Maria Elena Rodriguez
  11. 11. 11 3 - Viscosidade Propriedade de um líquido de oferecer resistência ao fluxo. Tipicamente, a viscosidade de um combustível aceitável deve situar-se entre 2 e 4,5 mm²/sec. a 40 C. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Especificação brasileira permite viscosidade maior do que a do diesel o que pode levar a problemas na correção dinâmica dos sistemas de injeção. Combinação adequada da viscosidade da mistura final resolve o problema.
  12. 12. 12 4 - Ponto de Entupimento de Filtro a Frio Fornece a condição de operação do combustível sob baixas temperaturas. De uma maneira geral, o combustível deve ter o CFPPs (EN116 para o método de teste) entre -15C e -20C. Valores até -44C podem ser requeridos para utilização em regiões extremamente frias. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  13. 13. 13 4 - Ponto de Entupimento de Filtro a Frio Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Condição desfavorável para o Biodiesel. Condição do diesel deve ser buscada na mistura, sobretudo em regiões e épocas de baixas temperatura. Fonte – YPF – Ing. Maria Elena Rodriguez
  14. 14. 14 5 - Densidade Massa de combustível por volume em uma dada temperatura. Parâmetro de influência direta na performance dos motores. Valores de densidade ao redor de 820 e 866 kg/mm³ são típicos para combustíveis aceitáveis. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Muitos sistemas de injeção deslocam volumes ao injetar combustível. Se a densidade for diferente, a quantidade mássica será diferente e em consequencia a potência, pressões internas etc. Mais uma vez, fixando que a densidade da mistura seja igual ao diesel, OK.
  15. 15. 15 6 - Número de Cetana Fornece a medida da qualidade da ignição do combustível baseada na demora que o combustível tem para iniciar a combustão. É uma característica de particular interesse dos fabricantes de motores. Números de Cetana ao redor de 46 são considerados aceitáveis. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Apesar de o Biodiesel ter bom número de Cetana, a adição crescente de Biodiesel ao diesel reduz o número de cetana. Vários fatores podem interagir inclusive com reversão dessa tendência.
  16. 16. 16 6 - Número de Cetana Fornece a medida da qualidade da ignição do combustível baseada na demora que o combustível tem para iniciar a combustão. É uma característica de particular interesse dos fabricantes de motores. Números de Cetana ao redor de 46 são considerados aceitáveis. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Fonte – YPF – Ing. Maria Elena Rodriguez Fonte – Dieselnet Hannu Jääskeläinen
  17. 17. 17 7 - Aditivos Com frequência, a adição de aditivos melhora certas propriedades do combustível. Entretanto a adição deve ser conduzida com cautela. Degradação por oxidação ou absorção de água podem afetar dramaticamente a vida da bomba em serviço. O teste recomendado é o MIL - S - 53021 que define como avaliar cada elemento dos aditivos. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Portanto, qualquer adição de aditivo, mesmo que para corrigir alguma deficiência do Biodiesel, precisa, ele próprio ser verificado.
  18. 18. 18 8 - Sobre Qualquer Introdução A introdução de novos combustíveis deve ser administrada com enorme cautela para se assegurar que o novo combustível seja física e quimicamente compatível com o mercado objetivo. Nenhuma introdução de novo combustível pode vir acompanhada de aumentos de custos de manutenção do equipamento ao longo de sua vida em serviço. Delphi Diesel Aceitabilidade de Combustíveis para os sistemas de injeção Delphi PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  19. 19. 19 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Por conta dessas diferenças, os principais fabricantes de sistemas de injeção do mundo, conjuntamente, concordam em garantir seus sistemas para misturas contendo Biodiesel que atendam às especificações EN 14214. Quantidade máxima de Biodiesel misturada ao diesel: 7%
  20. 20. 20 Alterações no Desempenho dos motores PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  21. 21. 21 O Biodiesel tem 10% menos energia. Diferença em performance é tão menor quanto menor for a quantidade de Biodiesel na mistura: PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Trabalho apresentado pela Cummins mostrou que até 20% de Biodiesel o motor se comportou adequadamente. Não se notam diferenças na potência, torque ou consumo de combustível. Fonte – Luiz Chain Faraj – 2008 – Biodiesel. MOTOR C8.3 Cummins 215 CV EURO 2
  22. 22. 22 Impactos nas Emissões PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  23. 23. 23 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL À exceção do NOx todos os gases regulamentados parecem reduzir com a adoção crescente de Biodiesel MOTOR C8.3 Cummins 215 CV EURO 2 Fonte – Luiz Chain Faraj – 2008 – Biodiesel. Trabalho apresentado pela Cummins mostrou tendência semelhante
  24. 24. 24 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL À exceção do NOx todos os gases regulamentados parecem reduzir com a adoção crescente de Biodiesel NOx parece depender de diversos fatores para definição de seu comportamento: Biodieseis provenientes de óleos mais insaturados (soja por exemplo) geram maior aumento de NOx; o contrário se dá com saturados. – (Graboski 2003 – Dieselnet) A tecnologia usada também traz reflexos para o aumento do NOx do Biodiesel: Assunto NOx é controvertido. Existem resultados mostrando inclusive redução com adição de Biodiesel. A afirmação clássica é que aumenta. Pode haver casos em que o aumento do NOx tire o motor da faixa de homologação.
  25. 25. 25 Fabricantes de Motores / Equipamentos PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  26. 26. 26 Não anunciado Acura, Honda, Hyundai, Nissan, Toyota B5 Audi, BMW, Detroit Diesel, Freightliner, Isuzu, Kubota, Mack, Mercedes Benz, Peterbuilt, Sterling, Thomas Built Buses, Volkswagen e Volvo Até B20 Arctic Cat, Blue Bird, Buhler, Case, Caterpillar, Chrysler LLC, Cummins, Ferris, Ford Motor Co, General Motors, International / Navistar, John Deere, Perkins, Toro e Yanmar. Até B100 Case IH, Fairbanks Morse, New Holland e Tomcar Posição dos Fabricantes de Motores / Equipamentos nos EUA Fonte: biodiesel.org PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL A despeito da posição dos sistemistas, muitos fabricantes de equipamento/motores, decidiram por conta própria dar garantia a seus produtos:
  27. 27. 27 Sumarizando PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL
  28. 28. 28 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL É bom aumentarmos a fração do Biodiesel porque: Diminui a quantidade de enxofre do diesel Contribui para o aumento da Lubricidade do Diesel Balanço energético é positivo Renda para o produtor rural (agrícola e pecuária) Reduz a emissão de gases de efeito estufa Reduz CO, HC e PM Reduz a necessidade de importar diesel
  29. 29. 29 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Problemas se aumentarmos a fração do Biodiesel: Pode diminuir o número de Cetana Pode aumentar a viscosidade do diesel Pode aumentar a densidade do diesel Aumenta a emissão de NOx Aumenta a retenção de água no combustível. Biodegradável Aumenta a oxidação Aumenta o ponto de entupimento de filtro a frio
  30. 30. 30 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Problemas se aumentarmos a fração do Biodiesel: Adicionalmente, os problemas historicamente associados ao biodiesel, também tendem a aumentar: Filterabilidade a frio Estabilidade da mistura (sobretudo com diesel baixo enxofre) Diluição de mistura no óleo lubrificante Problemas com os sistemas de pós tratamento Ataques a mangueiras e borrachas, sobretudo nos veículos que já estão no campo Aumento da ocorrência de depósitos
  31. 31. 31 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Ações importantes no caminho do aumento da fração de Biodiesel: É importante existir uma especificação para a mistura AEA vem discutindo esse assunto e insiste em algumas premissas básicas: 1. Biodiesel ruim não pode gerar mistura boa 2. Diesel ruim não pode gerar mistura boa 3. Diesel e Biodiesel ruins não podem gerar mistura boa ANP apresentou proposta de B6 – B20 (Consulta Pública ainda)
  32. 32. 32 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Ações importantes no caminho do aumento da fração de Biodiesel: N° 1-D N° 2-D Biodiesel Content, vol%, min-max 0 - 5 6 - 20 100 6 - 20 Density 820,0-860,0 820,0-872,0 820,0-884,0 Acid Number, mg KOH/g, max - 0.3 0,5 Record Viscosity, mm²/s at 40°C 1.3 - 2.4 1.9 - 4.1 1.9 - 4.1 1.9 - 6.0 2.0 - 5.0 Flash point, °C, min 38 52 52 93 38 Cloud point, °C, max (2) (6) (6) Report Table Sulfur content, ppm, max 15 / 500 / 5000 15 / 500 50 500 1800 T10, °C, max - - - - Record T50, °C, max - - - - Record T85, °C, max - - - - Record T90, °C, max 288 282 - 338 343 360 Record Carbon residue, wt% max 0,15 0,35 0.35 0,05 Cetane number, min 40 47 Cetane index, min; OR 40 - Aromaticity, vol%, max 35 - Ash content, wt%, max 0,01 0,01 0,020 Water and sediment, vol%, max 0,05 0,050 Water Record Copper corrosion, 3 hrs @50°C, max N° 3 N° 3 N° 3 N° 1 Oxidation stability, hrs, min - 6 3 Record Lubricity (HFRR wear scar @ 60°C), microns, max 520 - Calcium + Magnesium, ppm, max - 5 Sodium + Potassium, ppm, max - 5 Methanol, vol%, max - 0,2 Free glycerin, wt%, max - 0,020 Total glycerin, wt%, max - 0,240 Phosphorus, wt%, max - 0,001 Conductivity, pS/m or Conductivity Units (C.U.), min - 25 Cold soak filterability, seconds, max - 360- - 0.25 0,01 - - 25 Record - - - - - Record - - 520 - - Record 0,05 0,05 35 - 40 - 40 - 15 / 500 / 5000 Proposta ANPProperty ASTM D975 ASTM D7467 ASTM D6751  
  33. 33. 33 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Ações importantes no caminho do aumento da fração de Biodiesel: É importante existir uma especificação para a mistura. Os sistemistas resistirão a dar garantia a misturas com teores superiores a 7% neste momento. Muitos fabricantes têm garantido seus produtos para frações maiores de Biodiesel, inclusive B100. Testes têm mostrado que até B20, a calibração dos motores parece responder à mudança adequadamente.
  34. 34. 34 OBRIGADO! Vicente Pimenta vicente.pimenta@delphi.com
  35. 35. 35 PROPORÇÃO IDEAL DE BIODIESEL Vicente Pimenta São Paulo – 28/10/2010

×