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O diesel do futuro

A partir de 2006, o combustível comercializado em todo o país emitirá menos poluentes graças à redução dos níveis de enxofre.

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Em 2009, o diesel mudará novamente e terá sua capacidade de lubrificação mantida por meio de aditivos.

Boa parte da degradação do meio ambiente das grandes cidades se deve aos poluentes emitidos por veículos, sejam eles carros movidos a álcool ou gasolina, picapes, caminhões ou ônibus a diesel.

No caso do diesel, além da liberação da fumaça preta propriamente dita, existe o problema da chuva ácida, resultante da combinação da água na atmosfera com o óxido de enxofre expelido na combustão do diesel.

Para minimizar os problemas causados pela emissão de poluentes por parte dos veículos movidos a diesel, o CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) determinou que as refinarias serão obrigadas a reduzir drasticamente o teor de enxofre nesse combustível.

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A mudança deverá ser feita em duas etapas, com início em 2006 e 2009. Na primeira, o teor de enxofre no diesel deverá ser de 0,05%.

Em 2009, o índice cairá para 0,005%. Atualmente o combustível comercializado nas regiões metropolitanas do país tem em sua composição 0,2%, de enxofre.

LUBRIFICAÇÃO – O enxofre é retirado do diesel por meio de um processo chamado hidrotratamento, que pode ter, como conseqüência adicional, a diminuição da capacidade lubrificante do combustível.

Para que a nova composição não cause um impacto negativo nos motores quanto à lubrificação de seus componentes, a Petrobrás e a Bosch do Brasil firmaram uma parceria para desenvolver meios de garantir a lubricidade do diesel após a alteração de seu teor do enxofre.

Simultaneamente, a estatal está investindo aproximadamente U$ 4 bilhões para modernizar o seu parque de refino, possibilitando a produção do “novo” diesel.

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“Com a redução do teor do enxofre, teremos um combustível mais moderno e mais limpo. Em outras palavras, menos poluente.

Porém, essa alteração pode reduzir a lubricidade do diesel, sobretudo no caso do produto a ser lançado em 2009”, diz Christian Wahnfried, engenheiro especialista da área de ensaios de durabilidade da Bosch.

Segundo ele, na Europa, em 1996, quando esse mesmo programa de redução do enxofre foi realizado, foram constatadas falhas nos sistemas de injeção.

“Hoje em dia, o problema está resolvido graças à aditivação do combustível já nas refinarias, o que recupera sua capacidade lubrificante”, conclui o engenheiro.

No Brasil, a proposta da Petrobrás também é adicionar ao diesel aditivos específicos para garantir antecipadamente as propriedades lubrificantes do combustível.

“Assim, não teremos problemas de falhas no campo após a introdução no mercado do novo diesel com baixo enxofre”, define Christian Wahnfried.

ESTUDOS – Para averiguar os reais efeitos do novo diesel no sistema de injeção, foram consumidos dois anos de muito trabalho e dedicação.

“A nossa principal preocupação foi garantir que o combustível pudesse ser amplamente utilizado tanto pelos novos veículos como também pela frota já existente, de forma que não fosse necessária nenhuma alteração nos componentes mecânicos e eletrônicos dos veículos.

Uma das conclusões do estudo é que não será preciso aditivar o diesel para a primeira fase das mudanças, em 2006, pois sua lubricidade está garantida. Já para a configuração do diesel a partir de 2009, as pesquisas realizadas mostraram que a aditivação será necessária para que o resultado seja semelhante ao atingido em 2006”, diz Wahnfried.

A análise feita pela Bosch objetivou verificar o comportamento do diesel nacional. No entanto, não se pode descartar a entrada de diesel importado no país, trazido por distribuidoras, estimuladas pela abertura de mercado.

“Está em discussão incluir na portaria já definida pela ANP (Agência Nacional do Petróleo) o mínimo de lubricidade necessária para que o diesel importado entre no país já assegurado. Para se ter uma idéia, enquanto o diesel americano apresenta em geral uma baixa lubricidade, com o indiano acontece exatamente o oposto. Portanto é preciso ter os critérios bem definidos para que não haja problemas posteriores”, finaliza Christian Wahnfried. O que é e como se avalia a lubricidade.

Lubricidade é a capacidade de um fluído de diminuir o atrito entre duas superfícies. No caso dos sistemas de injeção, a lubricidade do óleo diesel é fundamental para a durabilidade dos componentes. É claro que outras propriedades também são importantes.

Mas a lubricidade é indispensável, principalmente para sistemas de injeção lubrificados pelo próprio diesel, como a bomba VE (rotativa) ou o Common Rail System (eletrônico). Existem vários métodos para a avaliação da lubricidade de um fluido, como, por exemplo, o SBOCLE e o HFRR.

O primeiro é o preferido dos norte-americanos e o segundo dos europeus. Ainda há grande controvérsia quanto à adequação de cada um destes métodos para a medição da lubricidade, mas o método oficialmente adotado (e co-desenvolvido) pela Bosch é o HFRR (High Frequency Reciprocating Rig).

Este método pode ser descrito basicamente como uma esfera presa a um braço que a esfrega sobre um disco metálico embebido no combustível que se deseja testar.

Decorrido um certo período, a esfera é retirada e a calota do desgaste é medida em um microscópio, o resultado é dado em µm (micrometro ou milésimo de milímetro).

Quanto maior o desgaste (maior número HFRR), tanto pior é a lubricidade do combustível.

Outro método, mais demorado e de alto custo, é o de durabilidade em bancada de ensaio com bombas injetoras especialmente projetadas para apresentar maior sensibilidade à lubricidade do combustível.

Estas bombas, de modelo R420-E, são montadas na bancada e passam a funcionar com o combustível a ser avaliado durante 1.000 horas ou, aproximadamente, dois meses.

Durante algumas avaliações intermediárias e após o término do ensaio, as bombas são retiradas do ensaio, desmontadas e avaliadas quanto ao desgaste apresentado.

Esta avaliação segue determinadas regras, e é dada uma nota de 1 a 10 para o desgaste apresentado.

Adequação às normas – O diesel é o derivado de petróleo mais consumido no Brasil. Contribui para isto o grande peso do transporte rodoviário na economia do país.

Devido à tendência mundial de redução de emissão de poluentes (CO, CO2, NOx, SO2, etc.), foram criadas no Brasil as normas de emissões Conama I a VI, que estabelecem níveis de emissões de poluentes e são bastante semelhantes às normas européias.

A Petrobrás já vem diminuindo o teor de enxofre no diesel brasileiro desde 1997, para reduzir, principalmente, as emissões de SO2 nas áreas urbanas.

Porém, as medidas tomadas até agora não são suficientes para a adequação das emissões à próxima fase, a Conama V, que entra em vigor a partir de 2006.

A solução será a utilização de motores equipados com sistemas eletrônicos de injeção de diesel (mais precisos e que possibilitam uma maior pressão de injeção) e, simultaneamente, a redução ainda maior do teor de enxofre no combustível.

Para reduzir o teor de enxofre para 0,05% e, sobretudo, 0,005%, o diesel precisa passar por um processo rigoroso de hidrogenização (hidrotratamento), que quebra as cadeias atômicas e libera o enxofre.

É aí que começam a ocorrer os problemas de lubrificação, já que o enxofre serve de ponte de ligação entre cadeias atômicas responsáveis pela lubricidade do diesel.

Retirando o enxofre, tem-se uma redução da lubricidade, o que afeta os sistemas de injeção, sobretudo aqueles lubrificados pelo próprio diesel, como, por exemplo, as bombas rotativas e o Common Rail.

Para eliminar os efeitos da queda de lubricidade, será feita a aditivação. Como os aditivos são produtos caros, é importante estabelecer o nível ideal de aditivação por meio de medições de HFRR (capacidade lubrificante) e de ensaios em bancada.

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