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Tipo do documento: Dissertação
Título: AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO E DAS EMISSÕES GASOSAS DECORRENTES DO USO DE BIODIESEL DE SOJA E DE SEBO BOVINO EM DIFERENTES MISTURAS COM O DIESEL EM UM MOTOR GERADOR
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the performance and gaseous emissions from the use of biodiesel from soybeans and beef tallow in different mixtures with diesel fuel in an engine generator
Autor: Gauer, Mayara Ananda 
Primeiro orientador: Schirmer, Waldir Nagel
Resumo: A maior parte da energia consumida no planeta provém dos combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás natural), que se constituem em fontes de energia não-renováveis e limitadas. Neste cenário, o desenvolvimento e a procura por fontes alternativas de energia se tornam, a cada dia, mais relevantes. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar as diferenças entre as emissões de poluentes inorgânicos e orgânicos do biodiesel de soja e do biodiesel produzido pelas blendas de sebo bovino (62%) e soja (38%), e de suas misturas com o diesel mineral em diferentes proporções volumétricas (B0, B5, B20, B50 e B100). Para realização dos testes utilizou-se Diesel Interior tipo A, biodiesel de soja e biodiesel composto conjuntamente por soja (38%) e sebo bovino (62%) em motor de bancada com injeção direta e potência de 7,36 kW (10 cv), acoplado a um gerador de 5,5 kW. Para avaliação do desempenho do motor, determinou-se o consumo mássico, específico e energético para as diferentes misturas combustíveis bem como a eficiência de conversão do combustível em energia, para as formulações testadas. Para a avaliação das emissões de combustão utilizou-se filtros de fibra de celulose para retenção e quantificação de particulados, analisador automático da marca Bacharach, modelo PCA 3, na amostragem e análise de gases inorgânicos e amostragem ativa com concentração para coleta de gases orgânicos (BTEX), conforme o método TO 17 da USEPA, o qual prescreve o uso de resinas adsorventes para captura de compostos de natureza orgânica. O método de análise dos gases orgânicos compreendeu o uso de cromatógrafo a gás, acoplado a uma unidade de dessorção térmica (ATD) e de um detector de ionização de chama (DIC). Os resultados obtidos indicaram que não houve diferença estatística entre os consumos específicos do diesel e dos biodiesel utilizados, que o consumo energético do diesel foi levemente maior que o dos biodiesel usados e que a eficiência de conversão do combustível em energia aumentou quando se forneceu maior carga ao motor e conforme se adicionou biodiesel ao diesel. Quanto às emissões de material particulado, verificou-se que a concentração mássica retida em filtro foi cerca de 50% menor com o uso do biodiesel, para as duas condições de carga aplicadas (0,5 kW e 1,5 kW). Obteve-se uma redução nas emissões de CO com o uso do biodiesel de soja (BS 100) de 48%, 55% e 46% sob as cargas de 0,5 kW, 1,0 kW e 1,5 kW, respectivamente. Já em relação ao uso do biodiesel de gordura animal (BG 100) os resultados levaram a uma redução de 65% sob a carga de 0,5 kW e 66% para as cargas de 1,0 kW e 1,5 kW. Para o SO2 os percentuais de redução foram de 72%, 73% e 80% para o B100, nas cargas de 0,5 kW, 1,0 kW e 1,5 kW, respectivamente. Já com o BG 100, conseguiu-se reduções da ordem de 80% (para a carga de 0,5 kW) e 76% (para as cargas de 1,0 e 1,5 kW), em relação ao diesel. As emissões de NOx aumentaram em condições de carga mais elevada. As maiores concentrações foram verificadas para o BG 100, nas cargas de 0,5kW e 1,0 kW (46 % e 57% maiores, respectivamente, comparativamente ao petrodiesel). As emissões de BTEX apresentaram significativa redução, em relação ao diesel, quando do uso dos biodiesel puro. Tais reduções foram da ordem de 80% (em 0,5 kW), 68% (em 1,0 kW) e 37% (em 1,5 kW) com o uso do BS 100. Para o BG 100, as reduções totais de BTEX foram de 95%, 85% e 73%, nas cargas de 0,5 kW, 1,0 kW e 1,5 kW, respectivamente. Concluiu-se que o uso do biodiesel puro em motor gerador apresentou vantagens ambientais, pois promoveu a redução de uma grande quantidade de gases poluentes lançados à atmosfera e não comprometeu, de forma significativa, o desempenho (consumo específico e eficiência) do motor. Sugere-se, para trabalhos futuros, que sejam realizadas também avaliações da engenharia do motor gerador para se determinar quais fatores mecânicos induzem a um aumento / redução das emissões quando do emprego do biodiesel como combustível.
Abstract: Most of the energy consumed on the planet comes from fossil fuels, which are a source of non-renewable energy, and with limited forecasting future depletion. In this scenario, the development and demand for alternative energy sources become relevant. This study aimed to evaluate the differences of pollutant emissions from soybean and tallow beef biodiesel and their blend with diesel (B0, B5, B20, B50 and B100). To perform the tests we used Diesel Interior Type A, soybean biodiesel and beef tallow biodiesel in a diesel engine with direct injection and power of 7.36 kW (10 hp) coupled to a generator of 5.5 kW. To evaluate the performance of the engine was determined the mass consumption, brake specific fuel consumption and energetic consumption to the various fuel blends as well. The efficiency of conversion of each fuel in energy was also determined. For the evaluation of particulate matter we used a pulp fiber filter. The exhaust emissions of inorganic gases have been performed by a Bacharach portable gas analyzer. The BTEX were sampled according to the method TO-17 of USEPA, which prescribes the use of adsorbent resin for the capture of organic gases. The method of BTEX analysis included the use of gas chromatograph (GC) coupled to a thermal desorption unit (ATD) and a flame ionization detector (FID). The results indicated that there was no statistical difference between the specific consumption of diesel and biodiesel used, the energy consumption of diesel was slightly higher than that of biodiesel used and the efficiency of conversion of fuel to energy increased when provided greater load as if the engine and biodiesel added to diesel. Regarding the emissions of particulate material, it was found that the concentration by weight retained on filter was about 50% lower with the use of biodiesel, for both loading conditions applied (0.5 kW and 1.5 kW). CO emissions decrease with the use of soybean biodiesel (BS 100) about 48%, 55% and 46% under loads of 0.5 kW, 1.0 kW and 1.5 kW, respectively. In relation to the use of biodiesel animal fat (BG 100) results led to a reduction of 65% under the load of 0.5 kW and 66% for loads of 1.0 kW and 1.5 kW. SO2 reduction percentages were 72%, 73% and 80% for B100, in loads of 0.5 kW, 1.0 kW and 1.5 kW respectively. Already, with the BG 100 was achieved by reductions of 80% (for the 0.5 kW load) and 76% (for loads of 1.0 and 1.5 kW) compared to diesel. NOx emissions increased in higher load conditions. The highest concentrations were observed for BG 100, in loads of 0.5 kW and 1.0 kW (46% and 57% higher, respectively, compared to petrodiesel). The emissions reported significant reduction in BTEX, in relation to diesel, when the use of pure biodiesel. Such reductions were approximately 80% (0.5 kW), 68% (at 1.0 kW) and 37% (1.5 kW) using the BS 100. For the BG 100, the reductions of total BTEX were 95%, 85% and 73% under loads of 0.5 kW, 1.0 kW and 1.5 kW, respectively. It was concluded that the use of biodiesel in motor generator showed environmental advantages, since promoted reduction of a large quantity of polluting gases released to the atmosphere and did not affect significantly the performance (specific consumption and efficiency) of the engine. It is suggested for future work, which are also held engineering evaluations engine generator to determine which mechanical factors induce an increase / decrease in emissions when the use of biodiesel as a fuel.
Palavras-chave: Biodiesel
Poluição Atmosférica
Qualidade do Ar
Monitoramento do Ar
BTEX
Biodiesel
Air Pollution
Air Quality
Monitoring Air
BTEX
Área(s) do CNPq: ENGENHARIA BIOMEDICA::BIOENGENHARIA
Idioma: por
País: BR
Instituição: UNICENTRO - Universidade Estadual do Centro Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Ciências Agrárias e Ambientais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Bioenergia (Mestrado)
Citação: GAUER, Mayara Ananda. Evaluation of the performance and gaseous emissions from the use of biodiesel from soybeans and beef tallow in different mixtures with diesel fuel in an engine generator. 2012. 157 f. Dissertação (Mestrado em Biocombustiveis) - UNICENTRO - Universidade Estadual do Centro Oeste, Guarapuava, 2012.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/28
Data de defesa: 13-Ago-2012
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Bioenergia

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