Combustíveis base diesel microemulsionados com glicerina: formulação e avaliação de desempenho

Abstract

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.