Combustíveis

O assunto da próxima semana abordará o funcionamento dos motores à gasolina, etanol, diesel e flex, vantagens e desvantagens etc., contudo é super importante entender um pouco mais sobre os tipos de combustíveis que os abastecem com o conteúdo de hoje para o próximo post.

GASOLINA

A gasolina é o combustível mais utilizado atualmente nos automóveis brasileiros, sendo sempre motivo de discussões na mídia, seja pelos altos preços, seja por adulterações. Mas você realmente conhece as características mais relevantes desse combustível?

O petróleo é um recurso não-renovável de origem fóssil, constituído por uma mistura de diferentes hidrocarbonetos. Vale lembrar que ele não é utilizado em sua forma bruta e, dessa maneira, é necessário passar por uma série de processos para obter suas frações, entre elas, a gasolina.

O refino do petróleo consiste na separação de seus componentes, a partir das diferenças das temperaturas de ebulição. Dessa maneira, as frações com maiores cadeias de hidrocarbonetos tem maiores temperaturas de ebulição (temperatura em que a substância passa do estado líquido para o gasoso), enquanto as menores cadeias tem temperaturas mais baixas. Dessa maneira, a gasolina é um dos últimos componentes a serem obtidos, devido à sua composição (C₈H₁₈, contudo o número de carbonos pode variar de 6 a 10 átomos).

Figura 1 – Refino de petróleo.

Tal composto orgânico é um líquido altamente inflamável. Vale ressaltar que, quanto maior a resistência da gasolina (ou qualquer outro combustível) no tempo de compressão, maior é sua qualidade. Isso se deve ao fato de que a alta sensibilidade da compressão pode resultar em “explosões” prematuras (autoignição), capazes de desregular o motor e diminuir sua potência. Tal combustível pode ser dosado a partir de um carburador ou pela injeção eletrônica. Nos casos em que o motor produz um ruído metálico, a detonação com tal barulho é conhecido como batida de pino (knocking), caracterizada pela auto-ignição do combustível ou devido a uma chama irregular no cilindro, podendo ser causada utilização de combustível de má qualidade, ponto de ignição desregulado e até carbonização da câmara de combustão.

Figura 2 – Abastecimento com gasolina.

Uma maneira relevante para diferenciar a qualidade da gasolina é a partir do índice de octanagem. Basicamente, a octanagem é a capacidade da gasolina de resistir à explosão, ou seja, quanto mais ela resistir, mais alta é sua octanagem. Como exemplo, tomaremos uma gasolina comum, com 87% de octanagem. A porcentagem de octanagem expressa anteriormente é relacionada à resistência do isoctano (C₈H_18­), um dos isômeros do octano (isômeros são moléculas iguais com arranjos de átomos diferentes!), ou seja, um combustível com octanagem igual a 100 tem a mesma resistência à compressão que a do isoctano. Há combustíveis que ultrapassam os 100% de octanagem, como o etanol, por exemplo, que possui de 110 a 120 de octanagem, devido ao fato de que sua resistência à explosão é de 10 a 20% maior que a do isoctano.

Figura 3 – Octano e o isoctano (perceba que os dois possuem 8 Carbonos (C) e 18 Hidrogênios (H), mudando apenas a estrutura).

A gasolina brasileira é misturada com etanol, sendo que 75% da mistura consiste em gasolina e 25% de etanol, de acordo com a ANP, mas antes de falar da octanagem dela, precisamos falar dos métodos de medição da octanagem, pois o Brasil passou por uma mudança recente de método em agosto de 2020. Atualmente, existem três métodos para medição da octanagem da gasolina, sendo eles: Pesquisa do Número de Octana (RON, do inglês Research Octane Number), Número de Octanas Motor (MON, do inglês Motor Octane Number) e o Índice Antidetonante (IAD).

O índice RON avalia a resistência do combustível á detonação em um motor padrão, utilizado em testes nas montadoras de veículos, com compressão variável e rotação de 600 RPM. O MON, por sua vez, avalia a detonação com mistura ar-combustível pré-aquecida no cilindro, ponto de ignição variável e velocidade do motor de 900 RPM. Por fim, o IAD é obtido por meio da média aritmética entre os dois métodos anteriores, ou seja IAD = (RON+MON)/2.

Na prática, existem quatro tipos de gasolina que podem ser encontradas nos postos brasileiros e que são classificadas segundo sua octanagem no índice IAD, que passou para o método RON, o mesmo adotado na Europa, e a presença de aditivos:

• Gasolina comum: combustível de coloração amarela com octanagem de 87 (92* RON) e sem aditivos.
• Gasolina Aditivada: combustível com octanagem de 87 (92* RON) assim como a comum, contudo apresenta aditivos detergentes e dispersantes capazes de evitar o entupimento dos bicos injetores.
• Gasolina Premium: combustível com octanagem de 91 (97 RON), com os mesmos aditivos detergentes da gasolina aditivada.
• Gasolina Podium: gasolina de octanagem de 95 (100 RON) com aditivos detergentes.

*A partir do dia 1º de janeiro de 2022, a octanagem mínima será 93 RON.

ETANOL

O etanol (ou álcool etílico), diferentemente da gasolina, é um biocombustível, isso é, de origem renovável e apresentando baixos índices de emissão de poluentes, de fórmula C₂H₅OH, e de mais simples obtenção.

Figura 4 – Abastecimento com etanol.

Tal combustível traz como principal vantagem a diversidade de espécies que podem e devem ser utilizadas para a sua produção. O etanol pode ser obtido através: da cana-de-açúcar, do milho, da beterraba, da mandioca, da batata, do trigo etc. No brasil, a produção do etanol é majoritariamente advinda da cana-de-açúcar e passa por uma série de processos até estar na forma conhecida que encontramos nos postos para abastecer.

O processo de produção do combustível tem início com a etapa de moagem da cana, para a obtenção do caldo de cana, líquido com alto teor de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁). Em seguida, após a obtenção da garapa (caldo de cana), se aquece o líquido a fim de garantir a produção do melaço (vale destacar que o bagaço que não será utilizado no processo servirá como alternativa para a geração de eletricidade). Em um próximo momento, é acrescentado ao melaço fermentos biológicos para que ocorra a fermentação da solução e a obtenção do mosto fermentado. Por fim, o mosto passa por um processo de destilação, resultando em uma solução de composição de 96% álcool e 4% água.

Figura 5 – Plantação de cana-de-açúcar.

Além da vantagem ambiental de utilizar o etanol, devido ao fato de que o CO₂ (gás carbônico) produzido na queima do combustível será quase que totalmente reaproveitado pela cana, enquanto a queima de combustíveis fósseis (como a gasolina) apenas lança mais gás carbônico na atmosfera, aumentando o efeito estufa, também há o fato de que os subprodutos da produção do etanol podem ser utilizados para a geração de energia, sem contar que o Brasil é o segundo maior produtor de álcool do mundo, detendo uma das maiores tecnologias de produção do combustível, enquanto outros países ainda pensam na utilização do álcool. Somando estes fatores, o Brasil pode melhorar fortemente sua economia com a exportação do produto!

DIESEL

O diesel, assim como a gasolina, é um combustível altamente inflamável, derivado do processo de refinamento do petróleo. Comparada à gasolina, tal óleo tem uma cadeia de hidrocarbonetos bem maior (contendo de 12 a 22 átomos de carbono), portanto, uma temperatura de ebulição mais alta. Como os motores Diesel necessitam que ocorra a auto ignição, pois não possuem velas, espera-se uma taxa de compressão do Diesel mais baixa, para permitir tal ignição. O Diesel também fornece um valor energético maior que o da gasolina e o do álcool, proporcionando, também, maiores eficiências de rendimento, podendo chegar a 45%, enquanto motores a gasolina chegam aos 30%.

Por outro lado, tal óleo não renovável tem considerável quantidade de enxofre, que após a combustão forma gases tóxicos que serão eliminados ao ambiente, como o dióxido e o trióxido de enxofre (SO₂ e SO₃, respectivamente).

Figura 6 – Abastecimento com diesel.

Texto produzido por: Júlia Leite de Faria Ricotta e Fábio Sandrini Costa.