Estudo sobre a utilização de combustíveis avançados no rendimento e emissões de veículos com motores de ignição por compressão

Silva, Diogo Ferreira

http://hdl.handle.net/10400.8/9665

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Authors

Silva, Diogo Ferreira

Advisor(s)

Serrano, Luis Manuel Ventura

Pereira, João Francisco Romeiro da Fonseca

Abstract(s)

A necessidade de encontrar alternativas que possibilitem a descarbonização do setor dos transportes tem promovido o desenvolvimento de outras soluções energeticamente sustentáveis, sendo os combustíveis alternativos uma dessas alternativas. O presente trabalho tem como objetivo a análise da utilização real de biodiesel em dois casos de estudos diferentes. No caso de estudo A, foi utilizado biodiesel puro (B100) em veículos e equipamentos presentes numa base aérea. tendo sido monitorizado o consumo de combustível com B7 e B100. Paralelamente, foram realizados teste às emissões de gases de escape de dois veículos e dois equipamentos e testes em laboratório a um veículo, com ambos os combustíveis. Na frota de veículos e equipamentos, foi obtido um aumento do consumo de cerca de 1% ao utilizar o biodiesel. Nos veículos e equipamentos em que foram analisados os gases de escape ocorreu um aumento médio da emissão de CO em 33% e uma diminuição do NOx em 35%. As emissões de CO2 provenientes do sistema de escape ficaram inalteradas após a utilização do biodiesel. Nos testes em laboratório, foi visível um ligeiro aumento da prestação do veículo, em regimes mais altos. O mesmo não seria expectável, sendo prevista uma ligeira diminuição. Considerando o teste de consumo, realizando de acordo com o ciclo WLTP, a utilização de B100 correspondeu a um aumento médio de 3,2% no consumo mássico de combustível. Analisando o consumo volumétrico por distância percorrida (l/100km) ocorreu uma ligeira diminuição na ordem de 2%. No caso de estudo B, ocorreu a utilização de B30 e B50 em três viaturas pesadas de mercadorias. Com estas, foi aferido o consumo de combustível, as emissões de gases de escape e análises ao óleo lubrificante. Ao utilizar o B30, comparativamente com a utilização de B7, o consumo de combustível aumentou cerca de 2%. Já com B50, ocorreu um aumento superior de cerca de 3,6%. Estes valores foram mais reduzidos que o expectável tendo em consideração o menor poder calorífico do biodiesel. Para as emissões de gases de escape, globalmente, não é possível correlacionar o que se sucedeu a cada composto químico com o aumento da incorporação de biodiesel. O O2 é considerado com composto inalterado, independentemente do teor de biodiesel, uma vez que a sua variação foi muito reduzida. Já para o NOx, ocorreu uma diminuição deste composto com a mesma magnitude em ambos os combustíveis de cerca de 13%. Os valores de emissões de CO2 variaram ligeiramente. Se existiu uma ligeira diminuição de 3% a utilizar B30, a mesma não foi verificada ao utilizar B50, tendo a sua emissão aumentado 4%. Das análises às amostras de óleo conclui-se que nenhuma viatura possuía contaminantes externos no óleo. Para os contaminantes metálicos, a viatura IX foi até excluída do estudo devido a elevada concentração de ferro e alumínio presentes, antes da inicialização da utilização de B30 e B50. Assim sendo, considera-se que a origem desta contaminação não estará relacionada com o biodiesel. Para a viatura SC não foi registado nenhum valor preocupante para os contaminantes metálicos. Por último, para a viatura TG, a presença de ferro e alumínio foi aumentando ao longo do tempo do estudo, ultrapassando mesmo os limites considerados críticos. No entanto, não é inequívoco que a origem desta subida estivesse relacionada com o biodiesel, já que a mesma foi alvo de uma intervenção mecânica antes do início do estudo, podendo estes contaminantes serem originados por este processo de reparação. Nos indicadores de estado, apenas a viatura SC apresentou um nível alarmante no TBN. Não é claro que o mesmo tenha sido decorrente do aumento do teor biodiesel, visto que ocorreu de uma descida abrupta no indicador. Adicionalmente, não é visível o mesmo comportamento noutros veículos. É assim concluído que a utilização de biodiesel não terá contribuído para a degradação do óleo lubrificante para o desgaste anormal dos componentes internos do motor.