Os Combustíveis
Combustível
é qualquer substância cuja combinação química com outra seja exotérmica, em
geral é qualquer substância que reage com o oxigênio produzindo calor, chamas e
gases. Ao nosso redor existem várias substâncias que estão ou
podem ser usadas como combustível. Chamamos de queima ou combustão a reação
química pela qual os constituintes do combustível se combinam com o oxigênio do
ar. Esta é a reação que ocorre nas câmaras de combustão dos veículos
automobilísticos.
O Álcool Combustível
O
álcool corresponde a um líquido transparente, com cheiro forte e sem cor, cuja
característica principal é a capacidade de ser queimado, ou seja, é um líquido
inflamável. Na composição do álcool encontramos átomos dos seguintes
elementos: hidrogênio, carbono e oxigênio. A queima do álcool dá origem aos
produtos água, gás carbônico e muita energia. Os álcoois mais conhecidos são o
metanol e etanol. O metanol é perigoso por ser tóxico, pode provocar cegueira e
até matar. O etanol é mais conhecido por álcool etílico, e é produzido por
fermentação a partir da cana de açúcar. O processo consiste em fermentar a cana
de açúcar pela ação de bactérias e fungos. A cana-de-açúcar não é a única
matéria prima existente para a produção de álcool combustível, em outros
países, ele é extraído do milho, da beterraba e até da madeira.
Vantagens
do etanol:
1- Alto índice de octanas: Chamamos octanagem o poder de
resistência à compressão da mistura ar-vapor de combustível dentro do motor.
2- Libera grande quantidade de energia ao ser queimado: O poder calorífico do álcool
combustível é de 6300 cal/g. Num motor de combustão interna, é o vapor de
combustível que sofre combustão, por isso, um combustível é bom quanto maior
for sua facilidade em passar para o estado gasoso.
3- O álcool é uma solução brasileira como alternativa ao
petróleo, é um combustível ecologicamente correto, o álcool não afeta a camada
de ozônio e é obtido de fonte renovável.
Gasolina
A
gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos obtidos do petróleo bruto, por
intermédio de vários processos como, por exemplo, a destilação fracionada.
Índice
de Octano: representa o percentual de isoctano (C8 H18 ) e de heptano (C7 H16 ) contidos nele. O combustível é classificado segundo
seu poder antidetonante, em número de octanagem. Quanto maior for o número de
octanagem, mais antidetonante será o combustível e, por conseguinte maior será
a sua capacidade de suporte às altas compressões sem sofrer a detonação. Em
alguns casos, o número de octanagem de um combustível pode ser aumentado,
adicionando-se uma pequena quantidade de aditivos de grande poder
antidetonante. Esses aditivos geralmente são: chumbo tetraetila Pb (C2H5) 4 e chumbo tetrametila Pb (CH3)4,
dentre os dois o mais eficaz é o chumbo tetraetila.
Gasolina comum e gasolina aditivada
A diferença entre
a gasolina comum e a aditivada é que esta última possui detergentes e dispersantes
adicionados à sua composição, isto é, são compostos que realizam a limpeza de
todo o sistema de alimentação do veículo, incluindo bicos injetores e válvulas
de admissão. Já a gasolina comum não possui esses
detergentes especiais, por isso, ao
longo do tempo, há um acúmulo de detritos no motor e no sistema de combustão.
Assim, o uso da gasolina aditivada é importante para realizar essa limpeza e
reduzir o desgaste das peças do sistema de alimentação do veículo.
Índice
de octanagem
O
índice de octanagem de um combustível representa o percentual de isoctano (C8 H18 ) e de heptano (C7 H16 ) contidos nele. A resistência de um
combustível a se auto-inflamar é medida através do índice de octano, este se
relaciona com a qualidade de combustão do combustível. Quanto mais elevado for
o índice, mais resistente é o combustível à detonação.
Foi
estabelecida uma escala para medir a tendência à detonação de uma gasolina.
Nessa escala, atribui-se ao isoctano (2,2,4-trimetil-pentano), que detona
apenas a compressões elevadas, o índice 100; ao heptano, que detona a
compreensão muito baixa, foi atribuído o índice zero. Sendo assim, uma gasolina
com índice de octano 80 possui as mesmas características de detonação que uma
mistura de 80% de isoctano e 20% de heptano.
Álcool
X Gasolina
Qual
o combustível que causa menos danos ao meio ambiente?
Vantagens
do álcool combustível:
Composição
do álcool: carbono, hidrogênio e
oxigênio. Também conhecido como etanol ou álcool etílico, C2H5OH,
este combustível é produzido por fermentação a partir da cana de açúcar.
Poder
calorífico do álcool: 6300 cal/g. Esse número significa que o combustível
libera grande quantidade de energia ao ser queimado.
Preço
mais acessível: O álcool foi uma solução brasileira como alternativa ao
petróleo, esta questão econômica é justificada pelo fato de que no ano 2000 o
petróleo teve uma alta no preço. No ano de 2003 teve início a produção e venda
de carros flexfuel (motores que funcionam com álcool e gasolina), a venda do
álcool a partir daí teve um considerável aumento.
Em
relação ao ambiente: o álcool é um combustível ecologicamente correto, não
afeta a camada de ozônio e é obtido de fonte renovável. A diferença começa na
sua queima, ele emite menos gases poluentes na atmosfera, pelo fato de ser derivado da cana-de-açúcar e não do petróleo.
Desvantagens
da gasolina:
Composição: combustível constituído basicamente
por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio).
Produtos
da combustão da gasolina:
Dióxido
de carbono (CO2): gás perigoso que contribui para o
efeito estufa e o aquecimento global.
Monóxido
de carbono (CO): formado pela combustão incompleta. Isso ocorre por
que não há oxigênio suficiente disponível para reagir rápida e completamente
com todo o carbono disponível na gasolina, gerando assim resíduos poluentes.
Todos
estes gases, tanto CO2 e CO, se acumulam em nossa atmosfera
causando diversos males à nossa saúde. Resta então optar pelo álcool que é
menos agressivo neste aspecto.
Óleo Diesel
Óleo
diesel é o combustível mais usado no Brasil, este derivado do petróleo é
formado principalmente por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio) e contém
ainda enxofre, nitrogênio e oxigênio. O processo que permite obter óleo diesel
através do petróleo é conhecido como destilação fracionada, a fração que
corresponde ao combustível é retirada a uma temperatura entre 260°C e 340°C.
O
diesel, é o combustível que movimenta máquinas e motores de grande porte, tais
como: caminhão, trator, furgões, ônibus, embarcações marítimas, locomotivas,
etc. Mas a utilização não para por aí, veja a porcentagem para cada setor: o de
transportes, representa mais de 75% do total consumido, o setor agropecuário
representa cerca de 16% do consumo e o de transformação (que utiliza o diesel
para gerar energia elétrica) corresponde à cerca de 5% do consumo total.
A
maior preocupação quanto ao uso do diesel diz respeito ao setor de transportes
(maior índice de utilização). O Enxofre (S) presente na composição do óleo
diesel é responsável pelo aumento da poluição atmosférica, ele abastece
veículos como os ônibus de transporte urbano.
Gás Liquefeito do Petróleo - GLP
Gás liquefeito de petróleo (GLP), é o gás de cozinha.
Obtenção de GLP
Esse gás pode ser obtido de duas formas: nas refinarias
de petróleo ou nas Unidades de Processamento de Gás Natural.
Nas refinarias, o GLP é um dos subprodutos do
fracionamento, sendo obtido a uma temperatura de aproximadamente 70 °C. É um
dos primeiros hidrocarbonetos retirados da coluna de destilação. A mistura de
hidrocarbonetos (propano e butano comercial) dá origem ao gás.
Mas se o GLP é um gás, como está líquido dentro dos
botijões?
Como o próprio nome já diz, se trata de um gás
liquefeito, ou seja, a enorme pressão dentro do recipiente (3 a 15 kgf/cm2)
faz com que adquira a forma líquida.
Utilização do GLP
O GLP pode ser utilizado em aplicações industriais,
comerciais e agrícolas. Mas em nosso país tem maior aplicação no preparo de
alimentos (cocção).
Gás Natural Combustível
O
Gás natural é basicamente a mistura de hidrocarbonetos leves que à temperatura
ambiente e pressão atmosférica permanecem no estado gasoso. O gás natural é
mais leve que o ar, é inodoro, incolor e atóxico. É uma fonte de energia limpa,
que pode ser usado nas indústrias, fazendo a substituição de outros
combustíveis mais poluentes. As reservas de gás natural são muito grandes e os
combustíveis possuem várias aplicações em nosso dia-a-dia, melhorando a
qualidade de vida das pessoas.
Classificação:
Na
natureza, o gás natural é encontrado em acumulações de rochas porosas no
subsolo (terrestre ou marinho), e em locais arenosos que contêm petróleo nas
profundidades do subsolo. Ele pode ser classificado em duas categorias:
associado e não associado:
Gás
natural associado: é aquele que, no reservatório, encontra-se em companhia
do petróleo, estando dissolvido no óleo ou sob forma de uma capa de gás, isto
é, uma parte superior da acumulação rochosa, onde a concentração de gás é
superior à concentração de outros fluídos como água e óleo.
Gás
não associado: é aquele que, no reservatório, está livre do óleo ou
este se encontra em concentrações muito baixas. Na acumulação rochosa porosa, a
concentração de gás é predominante, permitindo a produção basicamente de gás.
Vantagens
do gás natural como combustível:
§ Além de terem um baixo custo, porque
geralmente são gases obtidos como subprodutos, são combustíveis que formam com
o ar uma mistura mais homogênea. Essa característica contribui para uma melhor
distribuição nos cilindros, aumentando o rendimento do motor;
§ Causa um baixo impacto ambiental;
§ Facilidade de manuseio e transporte.
Desvantagens
do Gás Natural:
§ Apresenta riscos de asfixia, incêndio e
explosão. Por ser mais leve que o ar tende a se acumular nas
partes mais elevadas quando em ambientes fechados.
§ Por se tratar de um combustível fóssil, ele é
uma energia não renovável.
§ Em caso de fogo em locais com insuficiência de
oxigênio, poderá ser gerado monóxido de carbono (altamente tóxico).
Principais
gases naturais: Metano CH4, Etano C2H6, Dióxido de
carbono CO2, Nitrogênio N2.
Biodiesel
O
Biodiesel aparece como uma alternativa, ele é fabricado a partir de fontes
renováveis (sementes de girassol, soja, mamona), é um combustível que emite
menos poluentes que o diesel e pode ser usado em carros e qualquer outro
veículo com motor diesel.
O biodiesel é um combustível para ser utilizado
nos carros ou caminhões com motores diesel, feito a partir das plantas (óleos
vegetais) ou de animais (gordura animal).
Para produzir biodiesel, o óleo retirado das
plantas é misturado com álcool etílico ou metanol e depois estimulado por um
catalisador. O catalisador é um produto usado para provocar uma reação química
entre o óleo e o álcool (reação de transesterificação). Depois o óleo é
separado da glicerina (usada na fabricação de sabonetes e cremes umectantes) e
filtrado. Existem muitas espécies vegetais no Brasil que podem ser usadas na
produção do biodiesel, como o óleo de girassol, de amendoim, de mamona, de
soja, entre outros. Mas atualmente 75% da produção brasileira é feita com óleo
de soja, 20% com gordura animal e o restante com diversas outras fontes, como o
dendê, o óleo de algodão e a canola.
Combustível Hidrogênio
O
hidrogênio é considerado o combustível do futuro por ser uma fonte de energia
renovável, inesgotável e não poluente, que trará benefícios para toda a
humanidade, e o mais importante: para o meio ambiente.
No
estado natural e sob condições normais, o hidrogênio é um gás incolor, inodoro
e insípido, quando é queimado com oxigênio puro, os únicos produtos são calor e
água. Indústrias Petrolíferas estudam a adoção desse elemento para gerar
energia elétrica e como combustível veicular.
A
idéia de utilizar o hidrogênio como uma fonte potencial de combustível é que os
motores elétricos substituam os motores à combustão para evitar a poluição
atmosférica. No mesmo contexto existe a conscientização de que os combustíveis
fósseis são limitados e não-renováveis, as pesquisas em combustíveis e fontes
de energia alternativa vêm crescendo em ritmo acelerado e em escala mundial.
O
hidrogênio é um composto com grande capacidade de armazenar energia, sendo um
combustível de baixo peso molecular, possui a maior quantidade de energia por
unidade de massa que qualquer outro combustível conhecido e, quando resfriado
ao estado líquido, o hidrogênio ocupa um espaço equivalente a 1/700 daquele que
ocuparia no estado gasoso. Essa é uma das razões pelas quais o hidrogênio é
utilizado como combustível para propulsão de foguetes e cápsulas espaciais, que
requerem combustíveis de baixo peso, compactos e com grande capacidade de
armazenamento de energia.
Quando
produzido de fontes e tecnologias renováveis, como hidráulica, solar ou eólica,
o hidrogênio torna-se um combustível renovável. Pode também ser gerado da
gaseificação do bagaço da cana-de-açúcar, ou de fontes fósseis, como o gás
natural, a nafta e outros hidrocarbonetos.
Estudos
revelam que o hidrogênio será fundamental na produção energética mundial dos
próximos anos, devido às emissões de gases do efeito estufa na atmosfera e o
aquecimento global, que precisam urgentemente de redução.
