A DIFERENÇA ENTRE GASOLINA E DIESEL
HISTÓRICO
Gasolina e diesel são produtos do refino de petróleo cru, achado no
seu estado natural no subsolo em várias partes do mundo. Já o
petróleo cru é um fluído composto basicamente de hidrocarbonetos
que se formaram através da decomposição de plantas de várias
espécies que existiram na superfície da terra há milhões de anos.
Os primeiros poços de petróleo foram perfurados na década de 1850,
quase simultaneamente nos Estados Unidos e Canadá. Composto de
hidrocarbonetos, que são combinações de hidrogênio e carbono, o
petróleo queima facilmente na presença do oxigênio do ar,
formando óxido de hidrogênio (água) e dióxido de carbono. Desde
sua descoberta em quantias comerciáveis até hoje, a maior utilidade
do petróleo é a sua queima.
A sua primeira utilização foi na iluminação, com sua queima em
substituição às velas feitas com gordura animal ou cera de abelhas e
lampiões que utilizavam óleo de baleia ou óleo vegetal. Porém, para
poder utilizar petróleo em lampiões, foi necessário tirar os
componentes que eram muito voláteis, pelo perigo de explosão, bem
como os muito pesados, que entupiam os lampiões e causavam
muita fumaça. As primeiras destilarias faziam exatamente isto,
produzindo até 85 litros de querosene de iluminação para cada 100
litros de petróleo cru processado. Inicialmente o desperdício era
grande, pois as frações de petróleo mais leves do que as usadas para
produzir o querosene normalmente eram queimadas por falta de
utilidade, e somente parte das frações pesadas podia ser vendida
como graxa para as carroças da época. É claro que esta situação
não durou muito tempo, e a utilização dos sub-produtos de petróleo
cru multiplicaram-se rapidamente.
O início do século 20 trouxe muitas mudanças para a industria
petrolífera, pois a introdução de iluminação elétrica reduziu a
demanda de querosene enquanto a massificação de veículos
movidos a motor de explosão interna aumentou a demanda para
outros combustíveis derivados de petróleo. Motores baseados no
ciclo Otto começaram a utilizar frações de petróleo que vaporizam
facilmente antes da mistura de ar e combustível ser comprimida e
queimada. As partes leves do antigo querosene de iluminação, bem
como frações de petróleo mais leves ainda, foram aproveitadas para
formar esta gasolina. Motores baseados no ciclo Diesel começaram a
utilizar as frações de petróleo mais pesadas, injetadas no motor com
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o ar já comprimido e quente para sua combustão instantânea. Hoje,
espremida entre as frações leves usadas para gasolina e as mais
pesadas usadas para diesel, a produção de querosene representa
somente 5% de cada barril de petróleo cru, sendo usada
principalmente na aviação.
Um poço de petróleo pode produzir gás natural, que não pode ser
transportado como líquido à temperatura ambiente, e petróleo cru,
que tem essa grande vantagem. O gás natural, quando não é
queimado na boca do poço, é levado por gasodutos diretamente
aos pontos de consumo, enquanto o petróleo pode e é transportado
pelo mundo inteiro. Uma refinaria moderna produz deste petróleo
uma variedade de produtos, incluindo, entre outros, matéria-prima
para a indústria petroquímica, solventes, parafina, óleos lubrificantes
e asfalto, mas aproximadamente 90% de cada barril se destina à
produção de combustíveis.
Os principais combustíveis produzidos pelo processo de refinação são
o GLP (gás liquidificado de petróleo), a gasolina, o querosene, o óleo
diesel e o óleo combustível. No hemisfério norte, as refinarias
normalmente são projetadas para produzir o máximo possível de
gasolina, que é o produto de maior demanda. Também existe uma
demanda maior de óleo combustível de calefação, que utiliza uma
fração pesada, mas não tão nobre quanto o diesel. No Brasil, a
demanda de óleo diesel é proporcionalmente maior, e as refinarias
produzem o máximo possível deste produto, usando para isto frações
de petróleo mais leves e mais pesadas do que as que são utilizadas
em outros países. Ainda assim, necessitamos importar diesel, e
exportamos gasolina.
REFINAÇÃO
O processo principal usado numa refinaria para transformar o
petróleo cru nos diversos combustíveis que dele derivam é a
destilação, onde as frações são separadas pelos seus pontos de
fervura (ebulição). O GLP, gás liquefeito de petróleo, é composto
pelas frações de petróleo que fervem à temperatura ambiente;
sendo assim, precisam ser mantidas sob pressão para ficarem líquidas.
A gasolina é composta pelas frações que têm seu ponto de ebulição
entre 30ºC e 215ºC e, portanto, vaporizam facilmente. As frações que
compõem o querosene fervem entre 170ºC e 270ºC, e as de diesel e
óleo combustível geralmente entre 180ºC e 380ºC. Já as de óleo
combustível residual entram em ebulição entre 340ºC e 650ºC.
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Convém notar que um hidrocarboneto cujo ponto de ebulição é de
200ºC, por exemplo, pode estar presente na gasolina, no querosene e
no diesel, porém em proporções diferentes, já que o mais importante
é a média das características da mistura de hidrocarbonetos.
Em geral, os hidrocarbonetos com mais átomos de carbono tem um
ponto de ebulição mais alto, mas hidrocarbonetos diferentes podem
ter o mesmo número de átomos de carbono combinados com um
número diferente de átomos de hidrogênio, gerando moléculas com
estruturas diversas que propiciam propriedades químicas/físicas
distintas. A composição dos combustíveis em relação aos átomos de
carbono é de 4 a 12 átomos na gasolina, de 10 a 14 no querosene, e
de 12 a 20 no diesel, mas estas faixas podem oscilar, resultando na já
mencionada variação das propriedades.
Cada campo de petróleo produz petróleo cru com uma composição
diferente de hidrocarbonetos, sendo que os óleos leves têm uma
concentração
maior
de
moléculas
leves
e
produzem
proporcionalmente mais gasolina e outros produtos nobres, portanto
comandando um preço maior no mercado internacional. Petróleo
cru também tem impurezas, principalmente enxofre, e a
concentração delas influi no preço porque o processo de reduzi-las a
níveis aceitáveis nos produtos finais é oneroso.
Além de separar as frações por destilação, refinarias modernas têm
equipamentos para modificar as próprias moléculas dos
hidrocarbonetos. Os processos de isomerização e alquilação
combinam moléculas menores para formar moléculas maiores. Os
processos de craqueamento quebram moléculas maiores para
formar moléculas menores. Existem também processos de
hidrotratamento e reforma catalítica, que adicionam e retiram
hidrogênio dos hidrocarbonetos. Portanto, uma refinaria equipada
tem autonomia para produzir produtos leves e pesados com
propriedades diferentes e numa proporção distinta daquela presente
no óleo cru processado.
A principal diferença entre os vários combustíveis é sua faixa de
destilação. Frações leves são desejáveis na gasolina para aumentar a
volatilidade e a facilidade de se misturar com ar no motor. Estas
frações leves já não são bem vindas no diesel e no óleo combustível,
porque aumentam a evaporação e o perigo de incêndio durante a
estocagem e manuseio. Por outro lado, frações muito pesadas
usadas como gasolina entupiriam o sistema de injeção neste tipo de
motor, e frações pesadas demais para diesel não queimariam com
facilidade, causando depósitos no motor e fuligem. Portanto, além de
uma faixa média de ebulição, cada combustível tem especificações
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diferentes que limitam a quantidade de hidrocarbonetos leves e
pesados que podem estar presentes nas misturas.
Gasolina
Apesar de ser uma mistura de vários hidrocarbonetos, cada um com
características diferentes, a gasolina, como produto final, tem que ter
um valor mínimo de octanagem para funcionar satisfatoriamente em
motores modernos com altas taxas de compressão. A octanagem
mede a resistência da gasolina à explosão espontânea (sem faísca)
quando comprimida no cilindro do motor. O índice de octanagem é
obtido comparando-se esta característica da gasolina com dois
hidrocarbonetos específicos presentes na gasolina: o isooctano
(C8H18), com valor 100 e o n.heptano (C7H16), com valor zero. As
refinarias utilizam os processos de reforma catalítica e alquilação para
modificar parte dos hidrocarbonetos presentes no óleo cru com a
finalidade de produzir misturas com índices de octanagem maiores.
Diesel
O diesel, por sua vez, deve queimar o mais rápido possível quando
injetado no cilindro. O índice de cetano mede o retardamento entre
a injeção e a queima, sendo que um retardamento menor merece
um índice mais alto. Hidrocarbonetos muitos grandes queimam com
mais dificuldade, com uma tendência maior de produzir fuligem, e
têm um índice menor de cetano. Por outro lado, a gasolina, com seus
hidrocarbonetos muito pequenos, também tem um índice baixo de
cetano e hidrocarbonetos nesta faixa de destilação não são
indicados para motores a diesel.
O controle sobre a emissão de poluentes resultante da queima de
combustíveis também está forçando as refinarias a investir pesado em
processos para a sua redução. Além do enxofre, as quantias máximas
de oleofínicos, benzeno e outros aromáticos presentes nos
combustíveis sofrem controles cada vez mais rígidos. As refinarias
utilizam principalmente os processos de hidrotratamento para retirar
enxofre e transformar os aromáticos e oleofínicos em outros
hidrocarbonetos menos prejudiciais para o meio ambiente. É
interessante notar que o grau de hidrotratamento necessário para
atingir os níveis de enxofre e aromáticos exigidos em algumas partes
do mundo para o óleo diesel diminui a lubricidade do próprio óleo, e
exige a utilização de aditivos para repô-la.
Como já foi mencionado, hidrocarbonetos específicos podem estar
presentes em produtos diferentes, e as refinarias têm capacidade de
produzir proporções distintas de produtos finais usando o mesmo óleo
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cru, desde que obedeçam aos limites das faixas de destilação destes
produtos. As especificações de octanagem e o índice de cetano
podem ser atingidos utilizando-se processos de refinação e aditivos
específicos para esta finalidade.
O etanol (álcool etílico anídrico), quando misturado à gasolina, tem o
efeito de aumentar a octanagem da mistura. Por outro lado, como já
tem oxigênio na sua composição, ele não tem o mesmo poder
calorífico dos hidrocarbonetos obtidos do óleo cru, e acaba por
reduzir o rendimento da mistura. Esse oxigênio, porém, tem o efeito de
melhorar a queima do combustível, o que reduz a formação de
poluentes. Assim sendo, o etanol (feito a partir de milho, e não de
cana-de-açúcar) é adicionado na gasolina norte-americana com
esta finalidade.
ESPECIFICAÇÕES
PONTO DE FULGOR
O ponto de fulgor indica a volatilidade do combustível, a quantia de
hidrocarbonetos leves na mistura, e a temperatura na qual uma
chama pode incendiar seus vapores. Por sua natureza de combustível
volátil, o ponto de fulgor de gasolina é muito baixo, cerca de -45º C.
Para reduzir a formação de ozônio, que é poluente, a gasolina norteamericana tem um limite de volatilidade para os meses de verão. No
caso do diesel e do óleo combustível, este indicador não tem um
relacionamento direto com sua utilidade como combustível, mas influi
na segurança com que o mesmo pode ser estocado e manipulado.
O diesel brasileiro tem um ponto de fulgor de, no mínimo, 38º C,
enquanto o diesel norte-americano tem um mínimo de 50ºC.
DESTILAÇÃO
A quantidade de hidrocarbonetos pesados em cada combustível é
obtida pelo teste de destilação. O indicador normalmente usado para
gasolina é a temperatura necessária para evaporar basicamente a
totalidade da mistura. A gasolina brasileira tem uma temperatura
máxima de 220ºC, com resíduo de 2%, que é compatível com os
padrões norte-americanos. Como tem hidrocarbonetos mais pesados,
o óleo diesel não tem um ponto tão nítido do limite de destilação. As
especificações brasileiras exigem que 85% do diesel seja recuperado
quando destilado ao máximo de 370ºC. As especificações norteamericanas exigem 90%, com temperaturas entre 280ºC e 340ºC.
Hidrocarbonetos muitos pesados têm uma tendência maior de produzir
borra e queimar com mais fuligem.
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ENXOFRE
As especificações brasileiras permitem um máximo de 0,2% de
enxofre no diesel metropolitano e 0,35% no diesel “B”. Os padrões
norte-americanos são atualmente de 0,05%, mas o limite estará
baixando para 0,0015% para 80% do diesel rodoviário produzido em
2006 e 100% em 2010. A gasolina comum e a aditivada no Brasil têm
aproximadamente 0,1% de enxofre. Até 2006, o limite de enxofre na
gasolina norte-americana será de 0,0030%, em média.
AROMÁTICOS/OLEOFÍNICOS
Um outro fator de poluição é a presença de hidrocarbonetos
aromáticos e oleofínicos nos combustíveis. O limite norte-americano
de aromáticos no diesel é de 35% (10% na Califórnia) e de 32% na
gasolina (25% na Califórnia). Já o limite para oleofínicos na gasolina é
de 10% (sendo de 6% na Califórnia). Os limites brasileiros especificam
o máximo aceitável destes produtos na gasolina em 45% para
aromáticos e 30% para oleofínicos.
OCTANAGEM/CETANO
O índice de octanagem mede a capacidade da gasolina de resistir à
auto-combustão no motor, sendo seu índice mínimo de 87 no Brasil,
tanto para a gasolina comum quanto para a aditivada. Os postos
norte-americanos
oferecem
normalmente
três
opções
de
octanagem(87 89 e 91 ou 93). O índice de cetano para óleo diesel
mede a rapidez da combustão do mesmo quando injetado no
cilindro, e tem valor mínimo de 42 no Brasil, um pouco melhor do que
o índice mínimo de 40 exigido nos Estados Unidos.
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São Paulo – Sp cep: 05117-000
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