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Obtenção, utilização e etc - álcool, gasolina, diesel, GNV e Biodiesel
Tipologia: Notas de estudo
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Senai – Cimatec Curso: Eletromecânico Automotivo Turma: 20032 Disciplina: Combustíveis e Lubrificantes Instrutor: Paranhos Alunos: Domingos, Hebert, Renan, Roberto e Vinicius
Slavador - Ba
1. Obtenção:
A gasolina básica (sem oxigenados) possui uma composição complexa. A sua formulação pode demandar a utilização de diversas correntes nobres oriundas do processamento do petróleo como:
Quanto maior a octanagem (número de moléculas com octanos) da gasolina maior será a sua resistência à detonação espontânea.
Constituintes Processo de Obtenção Faixa de ebulição (°C)
Índice de Octano Motor (Clear)
Butano destilação e processos de transformação - 101
Isopentano destilação, processos de transformação, isomerização
Alcoilada alcoilação 40 - 150 90 - 100
Nafta leve de destilação destilação 30 - 120 50 - 65
Nafta pesada de destilação
destilação 90 - 220 40 - 50
Hidrocraqueada hidrocraqueamento 40 - 220 80 - 85
Craqueada cataliticamente
craqueamento catalítico 40 - 220 78 - 80
Polímera polimerização de olefinas 60 - 220 80 - 100
Craqueada termicamente
coqueamento retardo 30 - 150 70 - 76
Reformada reforma catalítica 40 - 220 80 - 85
A tabela acima mostra os principais constituintes da gasolina, como de suas propriedades e processos de obtenção.
2. Aplicações:
Existem 4 tipos de gasolina automotiva comercializadas no Brasil: Comum, Aditivada, Premium e Podium.
2.1 Gasolina Comum
2.2 Gasolina Aditivada
Aplicação:
2.3 Gasolina Premium
Aplicação:
2.4 Gasolina Podium
5.2 O que é a Gasolina Adulterada?
Gasolina Adulterada é caracterizada pela adição irregular de qualquer substância, sem recolhimento de impostos, com vistas à obtenção de lucro. A gasolina adulterada recebe elementos que diferenciam ela da gasolina comum como dióxido de enxofre.
5.3 O que é octanagem na Gasolina?
É a resistência que a gasolina tem a auto-ignição (detonação), o que pode levar à detonação localizada, causando perda de potência e sérios danos ao motor, dependendo de sua intensidade e persistência. A detonação é mais conhecida como batida de pino, que é igual a um barulho metálico. Um combustível com maior octanagem tem melhor poder de combustão e resiste a altas pressões no interior dos cilindros, sem sofrer detonação. Os projetistas de motores levam em conta a octanagem do combustível utilizado para determinar a taxa de compressão, curvas de avanço de ignição e tempo de injeção.
1. Obtenção
O etanol (CH3 CH2OH), também chamado álcool etílico e, na linguagem popular, simplesmente álcool, é uma substância obtida da fermentação de açúcares, encontrado em bebidas como cerveja, vinho e aguardente, bem como na indústria de perfumaria. No Brasil, tal substância é também muito utilizada como combustível de motores de explosão, constituindo assim um mercado em ascensão para um combustível obtido de maneira renovável e o estabelecimento de uma indústria de química de base, sustentada na utilização de biomassa de origem agrícola e renovável.
O etanol é o mais comum dos álcoois. Os álcoois são compostos que têm grupos hidroxilo ligados a átomos de carbono sp3. Podem ser vistos como derivados orgânicos da água em que um dos hidrogênios foi substituído por um grupo orgânico.
As técnicas de produção do álcool, na Antiguidade apenas restritas à fermentação natural ou espontânea de alguns produtos vegetais, como açúcares, começaram a se expandir a partir da descoberta da destilação – procedimento que se deve aos árabes. Mais tarde, já no século XIX, fenómenos como a industrialização expandem ainda mais este mercado, que alcança um protagonismo definitivo, ao mesmo ritmo em que se vai desenvolvendo a sociedade de consumo no século XX. O seu uso é vasto: em bebidas alcoólicas, na indústria farmacêutica, como solvente químico, como combustível ou ainda com antídoto.
O álcool combustível (Etanol) é um biocombustível produzido, geralmente, a partir da cana- de-açúcar, mandioca, milho ou beterraba.
O Etanol (álcool etílico) é limpo, sem cor e tem um odor agradável, diluído em água apresenta um sabor doce, mas na forma concentrada é um poderoso combustível.
O etanol combustível é composto, aqui no Brasil, de 96% de etanol e 4% de água, e aparece na nossa gasolina, como substituto do chumbo, com 22%, formando o chamado gasool.
São basicamente oito passos:
2. Aplicação
Ele 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.
3. Vantagens do uso do álcool combustível - Menor dependência de combustíveis fósseis importados, e da variação de preço dos mesmos. - Menor emissão de poluentes, já que grande parte dos poluentes resultantes da queima do combustível no motor são re-absorvidos no ciclo de crescimento da cana de açúcar, e os resíduos das usinas são totalmente reaproveitados na lavoura e na indústria. Produz menor volume de gases poluentes em comparação com a gasolina - Maior geração de empregos, sobretudo no campo, diminuindo a evasão rural e o "inchamento" das grandes cidades. - Os subprodutos da cana são utilizados no próprio ciclo produtor de álcool, como fonte de energia elétrica obtida pela queima do bagaço, e como fertilizante da terra utilizada no plantio, através do chamado vinhoto, tornando uma usina de álcool auto-dependente. - Fonte de geração de divisas internacionais, sobretudo em tempos de escassez de petróleo e consciência ecológica. - Em média, custa quase 50% menos que a gasolina; - Suporta taxas de compressão elevadas, o que implica em mais potência e torque para o motor; - Como não tem poder de solvente, prejudica menos a película de óleo lubrificante no interior dos cilindros 4. Desvantagens do uso do álcool combustível
Diversos países do mundo comprovam que o Brasil estava certo com o Proálcool e que não pode voltar atrás agora que já detem a tecnologia, é o caso dos Estados Unidos que desde 1990 tem leis de redução gradual da emissão de poluentes. As principais fontes de álcoois dos americanos são o milho, a beterraba, a cana, e a madeira, esta matéria prima do Metanol, outro tipo de álcool. E os estudos e desenvolvimento de motores para os novos tipos de combustíveis que já vinha sendo feitos no Brasil desde a década de 70, agora são preocupação no mundo todo, ou seja o Brasil, ao contrário do que se pensava, não estava no caminho errado. O Brasil é o maior produtor mundial de açúcar e de álcool. Dos 13 milhões de hectares de plantações no mundo, 4,5 milhões estão em território nacional. Representam cerca de 8% da área cultivada do país. O melhor de tudo é que na cana tudo se aproveita, do vinhoto pode-se fazer fertilizantes e retirar metano, do bagaço pode-se gerar energia através de biodigestores. Assim além das usinas
poderem se tornar autosuficientes, elas podem ainda vender a energia excedente, acredita-se num potencial equivalente a meia itaipú, ou 5,2 Gigawatts de potência. Vale a pena continuar apostando no Álcool.
3. Vantagens do uso do Gasóleo (Diesel) - Combustível mais económico que a gasolina - Garante elevados níveis de performance 4. Desvantagens do uso do Gasóleo (Diesel) - Os carros a Diesel não desenvolvem tão bem, como os a gasolina, no arranque. - Com temperaturas muito baixas, o gasóleo pode congelar no depósito. - Polui o ar com as emissões de Co - Fonte esgotável, depende do petróleo. 5. Tipos de Diesel
O óleo diesel pode ser classificado de acordo com sua aplicação, nos seguintes tipos:
6. Óleo diesel marítimo
Também ocorrem subdivisões no caso do óleo diesel marítimo de forma a se dispor da qualidade requerida pelo usuário. São encontrados os seguintes tipos, comercializados no país e/ou destinados à exportação:
6.1 Marítimo comercial
Destinado a motores diesel utilizado em embarcações marítimas. Difere do óleo diesel automotivo comercial apenas na necessidade de se especificar a característica de ponto de fulgor relacionada a maior segurança deste produto em embarcações marítimas. Como ponto de fulgor entende-se a menor temperatura que o óleo diesel vaporiza em quantidade suficiente para formar com o ar uma mistura explosiva, capaz de se inflamar momentaneamente, quando sobre ele se incidir uma chama (fonte de ignição). Para o óleo diesel marítimo o ponto de fulgor é fixado em um valor mínimo de 60 °C.
6.2 Especial para a Marinha / Ártico
São produzidos para atender necessidades militares e apresentam maior rigidez quanto às características de ignição, de volatilidade, de escoamento a baixas temperaturas e de teor de enxofre. Isto se deve às condições adversas de sua utilização em embarcações militares - rapidez e desempenho - baixas temperaturas (Oceano Ártico, por exemplo).
Todos os tipos de diesel devem conservar o mesmo ponto de fulgor, que é uma das caracteristicas do óleo diesel, a fim de impedir explosões nos porões das embarcações.
eletrônico dos motores hoje no mercado. Acredita-se que ho je essa perda se equivale a 10%, o que corresponde à perda proporcionada pelo equipamento de ar condicionado.
5. Um pouco mais sobre GNV
O GNV trabalha com uma pressão de 220 bar, enquanto que o GLP o faz a somente 8 bar. Além de ser mais leve que o GLP, o GNV é armazenado em um cilindro sem costuras, bifurcações ou soldas, sendo uma peça completa, já o GLP possui uma costura em volta de seu cilindro. O cilindro para GNV passa por um processo de tratamento chamado têmpera que consiste em aquecer o material até temperaturas elevadas e depois submergi-lo em um fluido com substâncias que quimicamente contribuirão para aumentar a resistência do material.
No Brasil ocorreu uma corrida para a instalação de GNV nos motores a gasolina e a álcool. No entanto, com a crise na Bolívia, a partir do decreto de nacionalização da exploração de hidrocarbonetos realizada por Evo Morales, houve redução no crescimento.
A economia com a utilização do GNV chega a 66%, sendo indicado para usuários que rodam acima de mil quilômetros por mês, devido ao custo da transformação do veículo.
É um combustivel extremamente seguro se o veículo for preparado em uma oficina credenciada; os acidentes registrados até hoje são em função de adaptações realizadas por pessoas não habilitadas a realizá-las.
Em 2006 a FIAT do Brasil anuncia o primeiro carro tetrafuel que opera com até quatro tipos de combustiveis diferentes. O FIAT Siena tetrafuel que opera com os seguindes combustiveis:
5.1 Processo de fabricação
O biodiesel pode ser produzido a partir de qualquer fonte de ácidos graxos, porém nem todas as fontes de ácidos graxos viabilizam o processo a nível industrial. Os resíduos graxos também aparecem como matéria-prima para a produção do biodiesel. Nesse sentido, podem ser citados os óleos de frituras, as borras de refinação, a matéria graxa dos esgotos, óleos ou gorduras vegetais ou animais fora de especificação, ácidos graxos, etc.
5.2 Separação dos ésteres da glicerina
Após a reação de transesterificação, os ésteres resultantes devem ser separados da glicerina, dos reagentes em excesso e do catalisador da reação. Isto pode ser feito em 2 passos.
Primeiro, separa-se a glicerina via decantação ou centrifugação. Seguidamente eliminam-se os sabões, restos de catalisador e de metanol/etanol por um processo de lavagem com água e borbulhação ou utilização de silicato de magnésio, requerendo este último uma filtragem, ou por destilação, que dispensa o uso de produtos químicos para promover a purificação.
5.3 Influência da química dos ácidos graxos nas características do combustível
Os ácidos graxos diferem entre si a partir de três características:
Quanto maior a cadeia hidrocarbônica da molécula, maior o número de cetano e a lubricidade do combustível. Porém, maior o ponto de névoa e o ponto de entupimento. Assim, moléculas exageradamente grandes (ésteres alquílicos do ácido erúcico, araquidônico ou eicosanóico) devido ao processo de pre-aquecimento tornam o combustível de uso difícil em regiões com temperaturas baixas. Quanto às insaturações, quanto menor o número de insaturações (duplas ligações) nas moléculas, maior o número de cetano do combustível, ocasionando uma melhor "qualidade à combustão". Por outro lado, um aumento no número de cetano ocasiona também um aumento no ponto de névoa e de entupimento (maior sensibilidade aos climas frios). Por outro lado, um elevado número de insaturações torna as moléculas menos estáveis quimicamente. Isso pode provocar inconvenientes devido a oxidações, degradações e polimerizações do combustível (ocasionando um menor número de cetano ou formação de resíduos sólidos), se inadequadamente armazenado ou transportado. Desta forma, tanto os ésteres alquílicos de ácidos graxos saturados (láurico, palmítico, esteárico) como os de poli-insaturados (linoléico, linolênico) possuem alguns inconvenientes. De uma forma geral, um biodiesel com predominância de ácidos graxos combinados mono-insaturados ( oléico, ricinoléico) são os que apresentam os melhores resultados.
5.4 Mistura biodiesel/diesel
O biodiesel pode ser usado misturado ao óleo diesel proveniente do petróleo em qualquer proporção, sem necessidade de qualquer alteração mecânica nos atuais motores a Diesel. Em alguns motores antigos, há a necessidade de alguns ajustes.
A concentração de biodiesel é informada por meio de uma nomenclatura específica, definida por "BX", onde X refere-se à percentagem em volume do biodiesel ao qual é misturado ao diesel do petróleo. Assim, B5, B20 e B100 referem-se, respectivamente às misturas de biodiesel/diesel contendo 5, 20 e 100% de biodiesel.
5.5 Importância estratégica
A produção do biodiesel pode cooperar com o desenvolvimento econômico de diversas regiões do Brasil, uma vez que é possível explorar a melhor alternativa de matéria-prima, no caso fontes de óleos vegetais tais como óleo de mamona, soja, dendê, girassol, algodão etc, dependendo da região. O consumo do biodiesel e de suas misturas BX pode ajudar um país a diminuir sua