Combustíveis, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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O carvão mineral, o petróleo e o gás

natural, são os combustíveis fósseis

não-renováveis mais utilizados para o

funcionamento de máquinas

industriais e veículos de transporte.

Foram formados há milhões de anos

através da fossilização de animais e

plantas.

É oriundo do soterramento e da

decomposição de material vegetal que, ao

longo do tempo, perde oxigênio e água e

ganha carbono.

A combustão do carvão é responsável pela

emissão de grandes quantidades de gás

carbônico (CO 2 ).

As maiores reservas mundiais encontram-

se na Rússia 56 , 5 % e nos Estados Unidos

É encontrado nos poros das rochas

sedimentares. Uma bacia petrolífera leva

milhares de anos para ser constituída, daí

a caracterização do petróleo como

combustível fóssil não-renovável. A partir

do refino do petróleo são extraídos

produtos como solventes, gasolina, óleo

diesel, lubrificantes, querosene, gás de

cozinha (GLP) e matéria-prima para a

fabricação de plásticos e asfalto.

 Vantagens:

• Possui maior facilidade de transporte do que o

carvão mineral por ser líquido;

• As indústrias estão adaptadas para este tipo de

combustível;

• A obtenção de inúmeros produtos derivados;
• Domínio da tecnologia para exploração e refino.

 Desvantagens:

• É um recurso esgotável;
• Libera dióxido de carbono na atmosfera, poluindo

o ambiente e colaborando para o aumento da

temperatura da Terra.

 Vantagens do Gás Natural:

• Baixo impacto ambiental;
• Facilidade de transporte e manuseio;
• Vetor de atração de investimentos;
• Segurança.  Desvantagens do Gás Natural:
• Por se tratar de um combustível fóssil, ele é uma energia não renovável, portanto finita;
• Apresenta riscos de asfixia, incêndio e explosão;
• Em caso de fogo em locais com insuficiência de oxigênio, poderá ser gerado monóxido de carbono, altamente tóxico.

Os Biocombustíveis são provenientes

de biomassas, liberam na atmosfera

uma quantia significativamente menor

de poluentes em relação aos

combustíveis fósseis.

Os exemplos mais

conhecidos são: o

hidrogênio, o álcool

(etanol) e biodiesel.

O etanol ou o álcool combustível é um biocombustível produzido, a partir da cana- de-açúcar, mandioca, milho ou beterraba. É menos inflamável e tóxico que a gasolina e o diesel. É utilizado desde o início da indústria automotiva, servindo de combustível para motores a explosão do tipo ciclo Otto. Porém, com a utilização de combustíveis fósseis, no começo do século XX, mais barato e abundante, o etanol tornou-se uma opção praticamente ignorada.

O biodiesel apresenta vantagens

ambientais frente ao diesel de petróleo.

Ele permite que se estabeleça um ciclo

fechado de carbono, ou seja, a planta

que será utilizada como matéria-prima,

enquanto em fase de crescimento,

absorve o CO 2 e o libera novamente

quando o biodiesel é queimado na

combustão do motor. Segundo estudos,

com esse ciclo fechado estabelecido, o

biodiesel reduz em até 78 % as emissões

líquidas de CO 2.

Vantagens

• Redução de emissãode CO 2
• Redução da importação de petróleo e, com isso, maior segurança no abaste- cimento interno de combustíveis;
• Facilidade de mistura ao diesel mineral;
• Geração de empregos;
• É biodegradável e, por isso, não exige medidas especias na estrutura de abastecimento;
• Liderança no mercados internacionais de combustíveis e tecnologias do óleo.

Desvantagens

• Apresenta um consumo maior de energia na sua produção do que o diesel mineral;
• Necessidade de subvenções;
• Alta emissão de NOx;
• Atua como solvente;
• Perigo de contaminação do solo e água pelo uso de adubos inorgânicos e pesticidas;
• Concorrência com áreas destinadas à produçãoo de alimentos e da floresta.

 Principio de funcionamento:

Células a combustível são, em princípio,

baterias de funcionamento contínuo, que

produzem corrente contínua pela

combustão eletroquímica a frio de um

combustível gasoso, geralmente

hidrogênio. Assim, hidrogênio é oxidado a

prótons num eletrodo de difusão gasosa,

liberando elétrons, segundo a reação:

 Uma célula de combustível pode converter mais do que 90 % da energia contida num combustível em energia elétrica e calor;  Centrais de produção de energia através de células de combustível podem ser implementadas junto dos pontos de fornecimento permitindo a redução dos custos de transporte e de perdas energéticas nas redes de distribuição;  Não possuem partes móveis, por isso apresentam maiores níveis de confiança comparativamente com os motores de combustão interna e turbinas de combustão. Estas não sofrem paragens bruscas devido ao atrito ou falhas das partes móveis durante a operação;  A substituição das centrais termoelétricas convencionais que produzem eletricidade a partir de combustíveis fósseis por células de combustível melhorará a qualidade do ar e reduzirá o consumo de água e a descarga de água residual;

 As emissões de uma central elétrica de células de

combustível são dez vezes menos do que as

normativas ambientais mais restritas. Para além

disso, as células de combustível produzem um nível

muito inferior de dióxido de carbono.

 A natureza do funcionamento permite a

eliminação de muitas fontes de ruídos associadas

aos sistemas convencionais de produção de energia

por intermédio do vapor.

 A flexibilidade no planejamento, incluindo a

modulação, resulta em benefícios financeiros e

estratégicos para as unidades de células de

combustível e para os consumidores.

 A necessidade da utilização de metais nobres como,

por exemplo, a platina que é um dos metais mais

caros e raros no nosso planeta;

 O elevado custo atual em comparação com as fontes

de energia convencionais;

 A elevada pureza que a corrente de alimentação

hidrogênio deve ter para não contaminar o catalisador;

 Os problemas e os custos associados ao transporte e

distribuição;

 Os interesses econômicos associados às indústrias

de combustíveis fósseis e aos países industrializados.

Trata-se de ar comum, que comprimido em um recipiente, quando é expelido, geral força suficiente para mover os pistões do motor e fazer o veículo andar. O ar comprimido permite ao novo veículo acelerar somente até 130 km/h, com uma autonomia de 300 km com uma recarga dos cilindros de ar. É um carro utilitário urbano, considerado extremamente econômico. Segundo a empresa, o custo de manutenção desse veículo deverá ficar entre R$ 3 , 00 e R$ 4 , 00 por 200 / 300 km corridos, ou aproximadamente entre 1 e 2 centavos por quilômetro. O carro utiliza quatro tanques que armazenam 90 metros cúbicos de ar comprimido a 300 bars. A expansão deste ar, introduzido em um recinto fechado (o cilindro), impulsiona o pistão que gera o movimento. Como não existe combustão, não há poluição. O ar que sai do escape é ar limpo a - 15 ° C.