Estudo sobre o uso do biodiesel como combustível para moto-geradores a ciclo diesel: aspectos do desempenho térmico e emissões de poluentes

Abstract

Os motores a ciclo diesel, no Brasil, são empregados nos setores de transporte, indústria, agricultura e geração distribuída de energia elétrica, acarretando em enorme consumo de óleo diesel que, por consequência, conduz a uma elevação das emissões de poluentes. Contudo, busca-se otimizar o desempenho do motor, adequando à redução das emissões de poluentes da exaustão, através da utilização de biocombustíveis, originados da biomassa. Este trabalho refere-se a um estudo experimental sobre o desempenho, o consumo específico de combustível e as emissões de poluentes de um grupo motor-gerador diesel Hyundai 14 kW, abastecido com biodiesel de algodão puro (100% de biodiesel), misturas de óleo diesel com percentagens de 20%, 30%, 50% e 70% de biodiesel, respectivamente, e óleo diesel comercial, com 93% de diesel e 7% de biodiesel, utilizado como referência. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Cogeração do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Pernambuco. O gerador diesel foi instrumentado e acoplado a um banco de resistências permitindo a variação da carga de 0% a 100% da potência nominal. As medições dos parâmetros elétricos e termodinâmicos do sistema foram efetuadas durante a operação do gerador em regime permanente, sucedidas após a temperatura dos gases de exaustão se estabelecer constante. Os resultados indicaram uma redução do consumo específico de combustível com o aumento da carga, e um acréscimo com o aumento do biodiesel na mistura. A eficiência térmica aumentou com o aumento da carga, e não apresentou diferenças significativas entre os combustíveis testados. As emissões de CO reduziram com o aumento da carga, para todos os combustíveis testados. As emissões de CO₂ aumentaram com a carga, e com as misturas de biodiesel nas operações com as cargas maiores, comparadas ao diesel comercial. As emissões de NOx e o teor de fuligem nos gases de exaustão aumentaram com a elevação da carga, para todos os combustíveis. Em relação ao aumento do biodiesel na mistura, a emissão de NOx aumentou, enquanto que, o teor de fuligem decresceu.