Estudo experimental de um motor de ignição por compressão utilizando diesel renovável da cana-de-açúcar (farnesano) e biodiesel de óleo residual de cozinha (wco) - COSTA, Roberto Berlini Rodrigues da (2021)
A crescente demanda mundial pela geração de energia utilizando fontes renováveis é necessária para a longevidade da civilização moderna. Com as perspectivas da mitigação dos impactos ambientais decorrentes dos combustíveis, demanda-se da comunidade científica soluções tecnológicas que promovam a maximização da eficiência de conversão de combustível e a redução dos níveis de emissões de poluentes em motores de combustão interna. Dentre os biocombustíveis, o uso da biomassa e de resíduos como fontes de energia são opções interessantes, por serem recursos em abundância e com ciclo de emissões de CO2 aproximadamente neutro. Neste contexto, o presente trabalho visou desenvolver uma bancada experimental para estudar a combustão, o desempenho e as emissões de poluentes de um motor monocilíndrico de ignição por compressão, utilizando diesel renovável da cana-de-açúcar (Farnesano) e biodiesel de óleo residual de cozinha (WCO). A metodologia adotada consistiu no desenvolvimento da bancada de teste com toda instrumentação, preparação e caracterização dos biocombustíveis, métodos de análise dos dados e cálculo das incertezas de medição, planejamento de ensaios voltado para aplicação de moto-geradores em pequena escala, e análise dos parâmetros de interesse. Os testes foram divididos em duas etapas: testes utilizando o Farnesano em comparação ao Diesel convencional e testes utilizando o Farnesano com o biodiesel de WCO. Adicionalmente, a tecnologia de recirculação dos gases de escapamento (EGR) externa e resfriada foi aplicada e sua influência foi analisada. Os resultados obtidos com o Farnesano apresentaram menores valores de atraso de ignição, de pico da taxa de liberação de calor e da duração da fase difusiva da combustão, com ganhos de eficiência de conversão de combustível de até 5,9% em relação ao Diesel. Além disso, reduções dos níveis específicos de emissões de NOx, HC, CO e material particulado (MP) foram atingidas. A aplicação da EGR com o Farnesano, principalmente pelos efeitos térmicos e de diluição, melhorou a relação de compromisso entre as emissões de NOx e MP, com reduções de até 48,6% e 75% em comparação com o Diesel fóssil, respectivamente. Os resultados da adição em 10% e 20% em volume do biodiesel de WCO ao Farnesano mostraram potencial técnico de operação e redução das emissões em comparação com o Diesel convencional, favorecendo a cadeia produtiva e de distribuição já consolidada do biodiesel e a tendência nacional de utilizar o diesel renovável misturado a um biodiesel derivado de resíduo.