Avaliação do limite de inflamabilidade inferior e concentração limite de oxigênio de misturas QAV – 1/etanol anidro em ar e atmosferas inertes - Rios Escalante, Edwin Santiago (2021)
A substituição parcial de combustível fóssil por combustíveis alternativos obtidos da biomassa, é uma possível opção para a sustentabilidade ambiental em aplicações aeronáuticas. No entanto, a inflamabilidade e risco de explosão no transporte e manuseio a que são sujeitos, têm que ser avaliados quando misturados com querosene de aviação (QAV – 1) em diferentes proporções. Os limites de inflamabilidade são características essenciais na prevenção da ignição, propagação da chama e consequente explosão de misturas inflamáveis, podendo ser classificados em duas categorias: (1) Limites de Inflamabilidade Inferior (LII) e (2) Limites de Inflamabilidade Superior (LIS). No entanto, na presença de gases inertes, a Concentração Limite de Oxigênio (CLO) é um parâmetro que tem ganhado interesse no controle e extinção da chama. A proposta do presente trabalho é determinar experimental e analiticamente os LIIs e CLOs de misturas QAV – 1/etanol anidro em ar e atmosferas inertes às diferentes condições de pressão e temperatura, com o intuito tanto de entender o fenômeno de ignição quanto de validar os requerimentos de inertização de recintos confinados contendo este tipo de misturas, visando o futuro uso de etanol anidro na indústria aeronáutica de pequeno e grande porte. A avaliação dos efeitos da pressão, temperatura e atmosferas inertes sobre os LIIs e CLOs de combustíveis tipo Jet – XX, sendo XX a concentração de QAV – 1 na mistura, foi realizada em uma bancada experimental montada segundo norma Americana ASTM – E681. O planejamento fatorial 2 foi usado com o intuito de diminuir o tempo de execução dos experimentos. Também, foram avaliadas as incertezas a fim de estimar os erros de medição. Além disso, usando Leis, Definições e Proposições de grande importância histórica na Filosofia Natural, procedeu-se com duplo método cientifico: indutivo – dedutivo para formular a Teoria das forças atrativas e repulsivas na ignição por faísca. Desta forma, foram encaradas hipóteses sobre a possível distribuição das moléculas (ar, combustível e gás inerte) para a ocorrência ou prevenção da ignição. As diferenças entre os valores calculados e medidos foram avaliadas com AARE (%) e, a probabilidade de ajuste dos dados experimentais com as distribuições propostas no presente trabalho, foi estimada com o teste Chi-quadrado (χ2) . Em alguns casos, o coeficiente de correlação (R2) também foi usado. Os resultados mostraram que tanto LII quanto a CLO foram levemente afetados com a variação da pressão e temperatura. O 2 demostrou ser mais efetivo que 2 para a inertização de misturas inflamáveis. Na presença de 2, a mínima CLO do QAV – 1 e etanol anidro é 16% e 13%, respectivamente, o que indica que o etanol anidro é mais perigoso que o QAV – 1 devido à sua alta volatilidade e baixo ponto de fulgor. Finalmente, a teoria proposta foi validada com os testes experimentais encontrando-se uma adequada aproximação entre as hipóteses formuladas e as observações experimentais em diferentes condições de pressão e temperatura. Isto significa que apelando à matéria e movimento é possível dar respostas aos diferentes fenômenos encontrados na natureza.