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Análise comparativa do desempenho de motores de combustão interna quando utilizam biocombustíveis
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Abstract(s)
Considerando as atuais circunstâncias de dependência energética relativamente ao petróleo, com
implicações claras para a sociedade ao nível económico, energético e ambiental e acentuadas no
setor dos transportes pela dificuldade em encontrar soluções evidentes, foi elaborado um estudo
para avaliar os impactos da utilização de biocombustíveis em motores de combustão interna.
A importância do presente trabalho é justificada pela tendência crescente da utilização de biodiesel,
quer em Portugal, quer nos outros países europeus. De facto, nas atuais circunstâncias, esta é uma
solução efetiva, surgindo com a capacidade de substituir em parte aquele que é o combustível mais
utilizado pelos transportes rodoviários em Portugal, o gasóleo.
No presente estudo, de cariz essencialmente experimental, utilizou-se um banco de ensaios de
motores com um dinamómetro hidráulico, um banco de rolos e ensaios em estrada. Através destas
metodologias avaliou-se a forma como a utilização de biodiesel em motores de veículos afeta o
consumo, o desempenho e as emissões desses mesmos veículos.
Foram consideradas motorizações de veículos ligeiros e pesados, tendo sido realizados estudos
comparativos dos resultados de laboratório com os obtidos em estrada, nas condições reais de
utilização dos veículos. Relativamente aos veículos pesados, foi feita a análise de dados de uma frota
de veículos de transporte de passageiros e a avaliação do comportamento de um motor Volvo de 6
cilindros em banco de ensaios, considerando-se a utilização de diversos combustíveis constituídos
por diferentes proporções de biodiesel e gasóleo. No caso dos veículos ligeiros, foi elaborada e
implementada uma nova metodologia de ensaios em estrada, considerando a utilização simultânea
de dois veículos similares, abastecidos por combustíveis diferentes (B0 e B20). Estes resultados foram
comparados com os dados obtidos pelos mesmos veículos no banco de rolos e com os resultados de
ensaios de um motor VW 1.9 TDI no banco de ensaios de motores.
Concluiu-se que o impacto da utilização de biodiesel em substituição de gasóleo, principalmente
quando se considera a utilização de incorporações até 20% de biodiesel, não é significativo ao nível
energético. Pode-se admitir uma justificação em termos ambientais, pela redução de emissão de
gases com efeito de estufa devido ao caráter renovável do biodiesel e em termos económicos pela
diminuição da dependência de petróleo e eventual criação de emprego e riqueza interna. Em termos
do consumo de combustível, não é absolutamente claro que a utilização de biodiesel implique um
aumento desse consumo pelo facto de possuir menor conteúdo energético por litro de combustível.
Atendendo aos dados obtidos, para determinadas situações ocorre um aumento da eficiência
energética com a utilização de biodiesel em pequenas proporções de incorporação no gasóleo, sendo
verificado que a utilização de um combustível com menor quantidade de energia pode permitir uma
maior disponibilidade energética. É também claro que em função do comportamento dos motores
quando sujeitos a diferentes tipos de exigência, correspondente a diferentes tipologias de percurso,
ocorre uma distinta avaliação em termos de consumo e emissões de NOx, quando o motor é
abastecido com uma mistura de biodiesel em gasóleo.
O trabalho realizado permitiu estabelecer metodologias de ensaios, aumentando a fiabilidade na
avaliação comparativa da utilização de distintos combustíveis em sistemas de propulsão de veículos
automóveis.
Description
Tese de Doutoramento em Engenharia Mecânica, na especialidade de
Aerodinâmica, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da
Universidade de Coimbra para obtenção do grau de Doutor, orientada pelo Prof. Doutor Manuel Carlos Gameiro da Silva.