Análise das emissões de gases e consumo específico de um grupo motor-gerador abastecido com misturas diesel, biodiesel e etanol

Abstract

O objetivo do presente trabalho foi analisar o desempenho de um Grupo motor-gerador diesel referente as emissões de gases de exaustão e ao consumo de combustível, abastecido com misturas diesel-biodiesel-etanol, simulando uma demanda energética variável em banco de cargas resistivas. Foram utilizados os combustíveis diesel comercial com adição de 8% de biodiesel (B8), biodiesel puro (B100) produzido a partir de óleo de soja obtido por reações de transesterificação metílica e etílica, uma blenda com 20% destes biodieseis (B20), e misturas com acréscimo de 5% (E5) e 10% (E10) de etanol hidratado comercial. Foram realizados ensaios sem carga e com cargas aplicadas de 15 kW e 30 kW, simulando demandas de 30% e 60% da capacidade nominal do gerador, para cada mistura de combustível. O grupo motor-gerador utilizado é composto por um motor de combustão interna tipo diesel, 4 cilindros, capacidade volumétrica de 2940 cm3, com sistema de injeção forçada de combustível, acoplado à um gerador de energia elétrica de 40 kVA de potência nominal, fator de potência entre 0,95 e 0,99, de uso comercial. Os ensaios foram realizados em ambiente com temperatura controlada, nas instalações da empresa Autogeradora, Porto Alegre, RS. Os resultados obtidos salientaram, no ponto de vista econômico, a blenda B20 como a melhor opção na redução de gases e no consumo específico. Na proposta de geração de energia renovável, a introdução de etanol na blenda com biodiesel demonstrou reduções de emissões sem comprometer a entrega de potência, e não foram encontradas variações no comparativo dos biodieseis produzidos por diferentes álcoois na transesterificação, ficando clara a opção pela rota etílica na produção puramente renovável.

The objective of the present work was to analyze the performance of a Diesel Engine-Generator Group regarding to exhaust emissions and fuel consumption, fueled with diesel-biodiesel-ethanol blends, simulating a variable energy demand in a resistive load bank. The following fuels were analyzed: B8 (commercial fossil diesel with 8%v/v biodiesel added), pure biodiesel (B100) produced from soybean oil by the transesterification process using the methylic and ethylic routes, B20 blend, with additions of 5% and 10% content (%v/v) of the commercial hydrated ethanol. Unloaded tests were performed as well as with applied loads of 15 kW and 30 kW, simulating demands of 30% and 60% of the nominal capacity of the generator, for each fuel. The motor-generator group consists in a diesel internal combustion engine, 4 strokes, 2940 cc, with a forced fuel injection system coupled to a 40 kVA nominal power generator, and power factor between 0.95 and 0.99. The tests were carried out with controlled temperature at the facilities of Autogeradora Company, Porto Alegre, RS. The results obtained showed that the B20 blend is the best option in terms of gas emission and specific fuel consumption reductions. In the proposal for renewable energy generation, the introduction of ethanol into the blends with biodiesel showed emission reductions without compromising the delivery of power and no changes were found in the comparison of the biodiesel produced by different alcohols in the transesterification.