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Avaliação de ésteres etílicos como aditivo à gasolina
(2019-08-26) Sena, Suzara Rayanne de Castro; Pereira, Camila Gambini; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; ; Moriyama, André Luis Lopes; ; Santos, Erinéia da Silva; ; Oliveira, Katherine Carrilho de; ; Fernandes, Manoel Reginaldo;
Esse estudo teve como objetivo avaliar a aplicação do octanoato de etila e oleato de etila, em diferentes concentrações, como aditivos à gasolina a partir de análises de caraterização, consumo em motor ciclo Otto e o efeito dos aditivos sobre a lubricidade do combustível. As análises de caracterização foram realizadas de acordo com as normas da ASTM e ABNT. Os ensaios de lubricidade foram realizados em um tribômetro HFRR (High Frequency Reciprocating Test Rig) conforme a norma ASTM D6079. Já as análises de consumo dos combustíveis foram realizadas em motor ciclo Otto de 4 tempos, em que manteve-se a rotação em 4400 rpm e variou-se a potência de 3 kW a 12 kW, para obtenção das curvas de consumo horário e consumo especifico. Os resultados das análises de pressão de vapor, curva de destilação e corrosividade apresentaram valores exigidos pela legislação. Em relação ao estudo reológico, o modelo que melhor se ajustou aos valores experimentais dos sistemas gasolina+éster foi o de Oswald de Waele, que também foi o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais da gasolina pura. Ambos os ésteres aumentaram a densidade da mistura com o aumento da sua concentração na gasolina. Os resultados obtidos de poder calorífico dos combustíveis foram melhores quando comparados com resultados da literatura para outros aditivos oxigenados. Verificou-se que os índices de octanagem das formulações contendo octanoato de etila foram superiores ao comparar com as formulações contendo oleato de etila. Quanto ao estudo tribológico, os valores de WSD (Wear Scar Diameter) diminuíram com o aumento da concentração do éster na mistura. A resistência do filme lubrificante apresentou valores acima de 85% para formulações com concentração de éster em 10% e 15%. Além disso, o aumento da concentração dos ésteres na gasolina favoreceu uma significativa redução no coeficiente de atrito. Os resultados do consumo horário das misturas contendo gasolina e éster foram semelhantes ao consumo da gasolina tipo A e tipo C, mesmo os ésteres tendo poder calorífico menor. Em relação ao consumo específico, ao aumentar a potência teve-se uma melhor conversão da massa de combustível queimada em energia. Os resultados também mostraram que o octanoato de etila apresenta melhores características para ser adicionado na gasolina quando comparado ao oleato de etila.
Avaliação de propriedades e emissões atmosféricas de diesel microemulsionado com glicerina
(2019-12-06) Uchôa, Igor Micael Alves; Barros Neto, Eduardo Lins de; Oliveira, Humberto Neves Maia de; ; ; ; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira; ; Evangelista Neto, Alcivan Almeida; ; Fernandes, Manoel Reginaldo;
Atualmente os combustíveis fósseis derivados do petróleo são amplamente utilizados para geração de energia/trabalho e isso tem aumentado às emissões de gases poluentes para a atmosfera, causando vários problemas. Para reduzir as emissões de SOx para a atmosfera a concentração de enxofre no diesel mineral brasileiro está atualmente limitada a 10 ppm e associado a isso tem-se a mistura de 10% em volume de biodiesel. O processo de tratamento para redução do enxofre diminui a lubricidade do diesel e a pode afetar o desempenho do motor. Em outro aspecto, o excesso de glicerina tem se tornado um problema para os produtores de biodiesel, pois não se consegue dar um destino final adequado. Diante disso, neste trabalho foram desenvolvidos sistemas combustíveis base diesel mineral ULSD microemulsionados com solução de glicerina e dois tensoativos do tipo nonilfenol etoxilados com 4 e 6 EO que fossem capazes de aproveitar o potencial energético da glicerina, promover melhora nas propriedades do diesel e reduzir emissões de poluentes. A análise termogravimétrica sugeriu perfis similares para os diferentes combustíveis formulados, mas com elevação dos parâmetros termogravimétricos, sendo as temperaturas de decomposição da ordem de 300 ºC. As energias de ativação apresentaram valores da ordem de 60 kJ/mol. Nos ensaios de lubricidade desenvolvidos no HFRR (Hight Frequency Reciprocating Rig) foram obtidos resultados de até o dobro da porcentagem de formação de filme lubrificante, redução de 0,053 no coeficiente de atrito e redução de 187 µm no tamanho da escara. Os resultados dos testes de consumo específico mostram que o aumento da concentração de água e glicerina nos sistemas aumentou o consumo de combustível em uma carga específica, e uma redução desse comportamento para cargas mais elevadas. Já para as analises de emissões em cada carga específica testada, percebeu-se o comportamento de redução de emissões de CO, CO2, NOx e da temperatura de saída dos gases, sendo obtida na melhor condição uma redução 19%, 5%, 11% e 10,5% respectivamente.
Avaliação dos dados de equilíbrio líquido-vapor em sistemas de interesse do biodiesel
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-28) Câmara, Hortência Nathânia Silva; Chiavone Filho, Osvaldo; Rios, Rafael Barbosa; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; http://lattes.cnpq.br/2987303944499102; Oliveira, Humberto Neves Maia de; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; Fernandes, Manoel Reginaldo
Em busca de mitigar os impactos ambientais decorrentes da queima de combustíveis fósseis, muitos estudos têm buscado viabilizar ainda mais a produção de biodiesel, visto se tratar de um combustível renovável, biodegradável, e que apresenta menor teor de compostos poluentes. Nesse sentido, este trabalho estuda o equilíbrio líquido-vapor (ELV) de três sistemas que são de interesse para a indústria do biodiesel. O sistema formado por etanol (1) e ácido oleico (2), com dados isobáricos a 760 mmHg, isotérmicos a 318,15 K, e de coeficiente de atividade na diluição infinita; o sistema formado por n-hexano (1) e óleo de algodão (2), com dados isobáricos a 310 mmHg; e o sistema formado por etanol (1) e óleo de soja (2), com dados isobáricos a 760 mmHg e a 600 mmHg. Para isto, foi realizada uma modelagem termodinâmica empregando o modelo de correlação UNIQUAC, o modelo de predição UNIFAC e uma abordagem ideal, através do uso da Lei de Raoult. Os dados de pressão de vapor das substâncias puras foram extraídos da literatura e, em seguida, foram cuidadosamente selecionados a partir de determinados critérios de confiabilidade. As constantes estimadas de Antoine para o etanol, ácido oleico, n-hexano, óleo de algodão e óleo de soja, apresentaram desvios médios relativos de 0,34%, 3,30%, 0,55%, 5,00% e 2,53%, respectivamente. Os valores de coeficiente de atividade na diluição infinita e os dados binários de ELV para o sistema etanol e ácido oleico foram extraídos da literatura. Para os demais sistemas, os dados binários foram obtidos experimentalmente a partir de um ebuliômetro de Othmer modificado, montado no laboratório FOTEQ - UFRN. O estudo de correlação com o modelo UNIQUAC descreveu com qualidade o comportamento de todos os sistemas nas condições de interesse. O estudo preditivo realizado com o modelo UNIFAC apresentou também precisão similar ao modelo UNIQUAC. Além disso, para todos os sistemas, um desvio da idealidade foi observado, o que reitera a indispensabilidade do uso do modelo de coeficiente de atividade na descrição matemática, como UNIQUAC. Isso indica que os parâmetros binários obtidos, podem ser utilizados em estudos de simulação de processos, bem como em projetos de dimensionamento de equipamentos como colunas de destilação.
Combustíveis base diesel microemulsionados com glicerina: formulação e avaliação de desempenho
(2015-08-25) Uchôa, Igor Micael Alves; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; Fernandes, Manoel Reginaldo; ; Grilo, Marcelo Bezerra;
A crescente utilização dos combustíveis fósseis como fonte de energia e o aumento da frota de veículos no mundo, tem aumentado às emissões de poluentes atmosféricos como COx, NOx, SOx e fuligem. A pressão dos órgãos ambientais para a utilização de fontes de energias renováveis ou de menor potencial poluidor se torna cada vez mais constante em todos os países. Os biocombustíveis, em especial o biodiesel, surgem como alternativas energéticas, sendo eles fontes renováveis, biodegradáveis e com queima mais limpa que os combustíveis minerais. A problemática da produção do biodiesel é a geração da glicerina, que cria problemas de estocagem e destino final deste subproduto. Diante desse contexto, este trabalho aborda a formulação e caracterização de um combustível base diesel microemulsionado com glicerina, com o objetivo do aproveitamento energético bem como a redução das emissões de poluentes quando comparado com a queima do diesel mineral em um motor de combustão interna. Para a formulação dos combustíveis, foram elaborados estudos estatísticos do tipo 23 com duplicata no ponto central onde as variáveis independentes estudadas foram: Massa dos tensoativos (Mt), proporção entre tensoativos (Prop) e concentração da solução de glicerina (Sol%). A resposta observada no processo foi à porcentagem mássica da solução de glicerina (%mássica) suportada pelo diesel mineral, antes do ponto de turbidez. Obtivemos um modelo matemático significativo e preditivo além das superfícies de respostas com pontos de ótimo do processo. Caracterizamos as formulações segundo comportamento reológico, onde percebemos que a viscosidade cinemática não apresentou grande variação e obtivemos o modelo de Herschel Buckley como o que melhor se ajusta aos valores experimentais. No estudo tribológico as formulações preparadas com solução de 15% de glicerina apresentaram perfil de formação filme de 100% no tempo de 5 segundos e coeficiente de atrito de 0,1; comportamento idêntico ao diesel mineral. Na análise da tensão superficial, a formulação com maior adição de massa de tensoativo e solução de glicerina obteve valores de média de tensão superficial de 31,96 mN/m e média de ângulo de molhabilidade de 7,25º já a formulação com menor adição obteve média de tensão superficial de 32,55 mN/m e média de ângulo de molhabilidade de 7,03º comprovando que a adição das espécies não alterou essas propriedades. As microemulsões elaboradas apresentaram estabilidade de mais de 17 semanas, quando deixadas em repouso.
Diagrama de fases do sistema nonilfenol estoxilado/solução de glicerina/diesel
(2017-12-22) Almeida, André Luis Oliveira de; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; Oliveira, Humberto Neves Maia de; ; Fernandes, Manoel Reginaldo;
O consumo crescente da utilização de combustíveis fósseis, sobretudo do diesel, como fonte energética para o setor de transporte traz uma preocupação ambiental no que diz respeito às emissões de gases poluentes. Paralelamente a este cenário, cresce o número de pesquisas para desenvolvimento de biocombustíveis, que são considerados como uma alternativa mais limpa, visto que são oriundos de fontes renováveis e considerados como menos poluentes que o óleo diesel. O biodiesel representa um tipo de biocombustível, capaz de gerar energia a partir de fontes renováveis, mas que apresenta a grande problemática de formação de grandes volumes de glicerina, que acabam gerando um produto em excedente no mercado, que ainda não consegue absorver toda a produção gerada. Estudou-se nesse trabalho através da construção de seus respectivos diagramas de fases o comportamento das fases de seis sistemas, a temperatura de 25°C e pressão de 1 atm,. Sendo o sistema I (diesel / solução 15% de glicerina / mistura de tensoativos R40/R60 na razão de 1 : 2), o sistema II (diesel / solução 15% de glicerina / mistura de tensoativos R40/R60 na razão de 1 : 1), o sistema III (diesel / solução 15% de glicerina / Tensoativo R60), o sistema IV (diesel / solução 15% de glicerina / Tensoativo R40), o sistema V (diesel/Solução 0% de glicerina / Tensoativo R40) e o sistema VI (diesel / solução 30% de glicerina / Tensoativo R40). Todos os sistemas foram tratados como pseudo ternários, já que nenhum sistema possui apenas 3 componentes puros em sua composição. O tensoativo utilizado foi o Nonilfenol etoxilado, com características não iônica. Todos os sistemas mostraram a área de estabilidade isotrópica. O sistema I apresentou considerável região de gel quando comparado aos demais sistemas. Ao analisar os sistemas IV, V e VI percebeu-se que a medida que aumenta a concentração de glicerina menor é a região de microemulsão. As tielines dos sistemas IV e V foram encontradas e as mesmas convergiram para um único ponto. Inicialmente achava-se que toda a região abaixo da binodal era de 2 fases, contudo os estudos e posteriores fotos compravam a existência de 3 fases e até mesmo de apenas 1 fase nessa região.
Estudo da molhabilidade de superfícies de parafina e aço inoxidável por soluções de tensoativos não iônicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-03-06) Nascimento, André Ezequiel Gomes do; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://lattes.cnpq.br/2811639726261017; ; http://lattes.cnpq.br/7617753920843808; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; http://lattes.cnpq.br/2174051551046465; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/0676872399141537; Nóbrega, Geraldine Angélica Silva da; ; http://lattes.cnpq.br/2114102220321647; Fernandes, Manoel Reginaldo; ; http://lattes.cnpq.br/4396362216028363; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; http://lattes.cnpq.br/3613318563806519
Molhabilidade é uma propriedade amplamente utilizada em muitas aplicações industriais. O objetivo deste estudo foi determinar a molhabilidade de superfícies de parafina de cadeia longa por tensoativos não iônicos com graus de etoxilação diferentes. As interações entre as fases sólida e líquida foram determinadas através de medições do ângulo de contato aparente, enquanto a morfologia foi obtida por microscopia de força atômica. Os resultados demonstraram que a massa molar da parafina tem uma influência direta sobre a molhabilidade das superfícies por soluções de tensoativo. O aumento na mossa molar da parafina promoveu uma redução do ângulo de contato entre as interfaces sólido-líquido, devido à formação de superfícies com menor rugosidade. Um aumento do grau de etoxilação do tensoativo reduziu a molhabilidade diretamente, tendendo para um comportamento similar ao da água. Observou-se que a parafina derretida cristaliza mais abruptamente quanto maior for a sua temperatura de fusão, o que impede a formação de cristais e, consequentemente, redução na rugosidade.
Formulação de novos combustíveis base diesel: avaliação de desempenho e emissões
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-05-16) Fernandes, Manoel Reginaldo; Dantas Neto, Afonso Avelino; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798645D3; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783215D9; ; http://lattes.cnpq.br/4396362216028363; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783139Z0&dataRevisao=null; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702157Y9; Dantas, Michelle Sinara Gregório; ; http://lattes.cnpq.br/3916745350968978
A indústria, ao longo dos anos, vem trabalhando no sentido de melhorar a eficiência dos motores. Mais recentemente surgiu, também, a necessidade de reduzir as emissões de poluentes para se adequar às severas leis ambientais. Isto tem despertado o interesse de desenvolver pesquisas no sentido de substituir os combustíveis derivados do petróleo por diversos tipos de combustíveis menos poluentes, tais como: misturas de óleo diesel com ésteres de óleos vegetais e óleo diesel com óleos vegetais e álcool, emulsões e microemulsões. Este trabalho tem como objetivo desenvolver sistemas microemulsionados a partir de tensoativos não iônicos dos grupos nonilfenois etoxilados e álcoois láuricos etoxilados, misturas com etanol/diesel e misturas diesel/biodiesel para uso em motores diesel. Em uma primeira fase, visando selecionar os sistemas microemulsionados, foram obtidos diagramas ternários das misturas, sendo os sistemas compostos por: tensoativos não-iônicos, água como fase polar e como fase apolar o diesel e/ou misturas diesel/biodiesel. Os sistemas microemulsionados e as misturas, que representam os combustíveis estudados, foram caracterizados quanto à massa específica, a viscosidade, o índice de cetano e o ponto de fulgor. Também foram avaliados o efeito da temperatura nos sistemas microemulsionados, o desempenho do motor, e as emissões de monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos não queimados e fumaça de todos os sistemas. Os ensaios de consumo específico e das emissões em função da potência foram realizados em um motor de ciclo diesel em uma bancada dinamométrica e o analisador de emissões GreenLine 8000. Os resultados mostraram um pequeno aumento no consumo específico para os combustíveis microemulsionados, nas misturas diesel/biodiesel em relação ao diesel puro, porém com uma redução nas emissões de óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos não queimados, índice de fumaça e óxidos de enxofre
Modificações em espumas de poliuretano pós-comercializadas para sorção de óleos derramados em água do mar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-14) Rocha, Keslei Rosendo da; Oliveira, Humberto Neves Maia de; Chiavone Filho, Osvaldo; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; http://lattes.cnpq.br/7302633941782540; http://lattes.cnpq.br/5593337707941382; Araújo, Alessandro Alisson de Lemos; Pereira, Andre Anderson Costa; Medeiros, Gilson Gomes de; Fernandes, Manoel Reginaldo
A exploração, o transporte e o refino do petróleo são fundamentais na movimentação da economia global. Ocasionalmente, derramamento de óleos são registrados em alto mar. A rápida contenção e remediação são fundamentais para evitar que, pela ação do vento e das ondas, os óleos sejam levados para os litorais. Os métodos atualmente empregados para remoção dos óleos em água não são isentos de falhas e carecem de constantes pesquisas para o desenvolvimento de métodos alternativos. Neste contexto, este trabalho propôs o uso de espumas de poliuretano pós-comercializadas para recuperação de óleos derramados em água do mar. Modificações superficiais foram realizadas para aumentar a seletividade das espumas por óleos e resultaram em aumentos de até 611% e 991% para as modificações com dissulfeto de molibdênio (MoS2) e óxido de zinco (ZnO) nos sistemas com óleo lubrificante S46 e óleo motor 20W40, respectivamente. Estes resultados explicitam o sucesso da hidrofobização e lipofilicidade agregadas às espumas por meio das modificações realizadas. Os testes de reúso e resistência à compressão mecânica mostraram que, mesmo após 10 ciclos de sorção/dessorção, as espumas mantiveram a capacidade de recuperação dos óleos sem diferença estatisticamente significante. Este resultado demonstra a potencialidade econômica das espumas modificadas graças à alta capacidade de reusabilidade apresentada. Os estudos cinéticos em sistemas água do mar-óleo mostraram que a velocidade de saturação depende da viscosidade do óleo, mas que os poros das espumas se saturam com os fluidos quase que instantaneamente e atingem o equilíbrio em menos de 40 s de exposição. Os modelos cinéticos de pseudosegunda ordem (Ho e McKay) e logístico (Richards e Verhulst) foram os que mais adequadamente descreveram o comportamento dos dados experimentais em todos os casos. Na sorção contínua, as modificações favoreceram a seletividade pelos óleos, porém o modo de operação do bombeamento de vácuo foi o fator de maior relevância, atingindo recuperações de até 99% dos óleos inicialmente derramados.
Novos sistemas microemulsionados para aplicação na estimulação de carbonatos
(2016-03-22) Aum, Pedro Tupã Pandava; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/0676872399141537; ; http://lattes.cnpq.br/7515419219571335; Dantas Neto, Afonso Avelino; ; http://lattes.cnpq.br/2174051551046465; Fernandes, Manoel Reginaldo; ; http://lattes.cnpq.br/4396362216028363; Rodrigues, Marcos Allyson Felipe; ; http://lattes.cnpq.br/5453593230706116; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; ; http://lattes.cnpq.br/3613318563806519
Um dos desafios na acidificação de poços em formações carbonáticas é o controle da reação de dissolução do carbonato de cálcio. Devido a elevada taxa de reação entre o ácido clorídrico (HCl) e a formação, o HCl é todo consumido na região da formação próxima ao poço de maneira que as zonas mais profundas não são alcançadas e as regiões de dano podem não ser ultrapassadas. Diversos sistemas foram desenvolvidos para retardar a reação de dissolução, incluindo a utilização de ácidos orgânicos, sistemas viscosos e emulsionados. Contudo, poucos estudos reportam a utilização de sistemas microemulsionados como sistemas retardados. Neste trabalho foram estudados sistemas microemulsionados ácidos do tipo óleo em água para aplicação em acidificação de carbonatos e limpeza de poço. O trabalho foi dividido em duas etapas principais, sendo elas: a obtenção e caracterização dos sistemas; e a avaliação da eficiência realizando experimentos de injeção em plugues de rocha carbonática. Para formulação dos sistemas microemulsionados, dois ácidos foram utilizados: o ácido clorídrico (HCl); e o ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). O tensoativo utilizado foi o ALK L90 (não iônico), o sec-butanol como co-tensoativo e o xileno como componente orgânico. Foram obtidos sistemas microemulsionados ácidos com HCl e com EDTA. Os resultados mostraram que a adição de ácidos em determinadas condições promove a transição de fases dos sistemas de microemulsão. Os ensaios de injeção mostraram que os sistemas microemulsionados ácidos propostos foram eficientes em estimular os plugues de formação carbonática, alcançando incrementos na permeabilidade entre 10-30%, sem apresentar dissolução na face e formando wormholes.

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