III Semana de Ciência e Tecnologia IFMG - campus Bambuí
III Jornada Científica
19 a 23 de Outubro de 2010
Uso de óleo vegetal em motores estacionários do ciclo diesel.
Alexandre KNYCHALA1; Hêner COELHO2; Ronaldo GOULART³; Fernando Bruno
XAVIER4; Saulo GOMES4.
Estudante de Agronomia, Bolsista de Iniciação Científica (PIBIC) – FAPEMIG Instituto
1
Federal Minas Gerais (IFMG) campus Bambuí. Rod. Bambuí/Medeiros km 5. CEP: 38900-000.
Bambuí-MG, 2Professor Orientador – IFMG. 3Professor Coorientador – IFMG. 4Estudante de
Agronomia, Instituto Federal Minas Gerais (IFMG) campus Bambuí. Rod. Bambuí/Medeiros
km 5. CEP: 38900-000. Bambuí-MG.
RESUMO
Os óleos vegetais podem ser utilizados in natura, esterificados (biodiesel) ou ainda misturados
com o óleo diesel convencional. A melhor escolha do método de produção depende
principalmente do tipo de matéria-prima e de cada região. Comunidades mais isoladas, devido
ao custo ou da logística do transporte de produtos necessários a produção de biodiesel, deverão
optar por métodos mais simples (in natura). O Projeto consiste no uso de óleos vegetais
reutilizáveis (OVR) em substituição total ou parcial do óleo diesel, em motores estacionários.
Serão utilizadas as seguintes proporções de mistura de óleo diesel e óleo vegetal reutilizável:
0% OD e 100% OVR, 75% OD e 25% OVR, 50% OD e 50% OVR, 25% OD e 75% OVR, 0%
OD e 100% OVR. As diferentes misturas serão submetidas a análises laboratoriais de
viscosidade, densidade, poder calorimétrico e a ensaios em um trator agrícola AGRALE 4100,
de potência nominal igual a 14,7 cv. No ensaio, serão realizadas 3 (três) repetições para cada
mistura de combustível. Os dados serão coletados visando obter os valores da potência, torque,
consumo horário e consumo específico de combustível da variação de carga no motor. Os dados
após coletados serão tabulados com o auxílio de uma planilha eletrônica. Os resultados obtidos
com a realização do experimento serão submetidos à análise de variância e aplicação de teste de
Tukey (a 5% de significância) em função das diferentes misturas e variáveis de interesse.
Concomitantemente, para o mesmo nível de significância, será realizada uma análise de
regressão para os níveis de carga.
Palavras-Chave: Óleo vegetal; combustível; motor diesel
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INTRODUÇÃO
A grande preocupação quanto ao futuro dos combustíveis derivados de petróleo e a
necessidade sempre presente de redução das emissões de contaminantes atmosféricos fazem
com que a substituição do óleo diesel convencional e da gasolina seja sempre orientada, em
diferentes locais, pela busca de alternativas oriundas da biomassa (SCHLOSSER et al., 2007).
A utilização do óleo vegetal “in natura” em motores diesel é importante fonte
energética e requer adaptações para o bom desempenho do motor como a redução da
viscosidade. A operacionalização de motores diesel com óleos vegetais e/ou misturados ao
diesel deve ter a viscosidade reduzida; a fim de não afetar qualitativamente, a formação de
mistura ar/combustível (MAZIERO et al., 2007).
A idéia de aproveitar óleos vegetais para alimentar veículos não é nova. Rudolf Diesel,
inventor do motor a diesel, propôs, há cerca de cem anos, a utilização de óleo de amendoim
como combustível, porém, o baixo custo do petróleo inibiu o projeto (INOUE, 2008).
MATERIAL E MÉTODOS
O presente trabalho será realizado no Laboratório de Mecanização Agrícola do Instituto
Federal de Minas Gerais – Campus Bambuí.
Como combustível serão utilizados o óleo diesel puro (OD) e óleo vegetal reutilizável
(OVR), proveniente do refeitório da própria instituição de ensino e através de parcerias
voluntárias feitas entre estabelecimentos comerciais, mediante o fornecimento de recipientes
apropriados para o acondicionamento do material. Serão utilizadas as seguintes proporções de
mistura de óleo diesel e óleo vegetal reutilizável: 0% OD e 100% OVR, 75% OD e 25%OVR,
50%OD e 50%OVR, 25%OD e 75%OVR, 0%OD e 100%OVR. Um trator agrícola AGRALE
4100, de potência nominal igual a 14,7 cv será utilizado como veículo de referência para o teste
contendo proporções diferentes de combustíveis acima citados.
Combustíveis (OVR)
O óleo foi coletado no refeitório do Instituto Federal de Minas Gerais – Campus
Bambuí e em outros estabelecimentos comerciais. O material conduzido para o setor de
mecanização agrícola, passou por um período de decantação de 2 semanas para a deposição de
impurezas orgânicas, a fim de, obter um produto mais limpo.
O sal e o açúcar presentes no óleo podem causar danos aos componentes do motor,
sendo assim, ao óleo filtrado, foi adicionado água para a dissolução destas substâncias. Após
uma semana, a água contida no óleo foi retirada pela parte inferior do tanque e, em seguida, o
óleo submetido a um processo de fervura a 100oC para a total eliminação de água.
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Obtenção da densidade do combustível
Para determinar o consumo de combustível pelo motor é necessário avaliar as diferentes
densidades da mistura a serem utilizadas. As amostras serão encaminhadas a Universidade
Federal de Uberlândia para a realização dos testes. Os resultados estarão disponíveis no período
de outubro a novembro, conforme especificação estabelecida por técnicos e responsáveis do
setor laboratorial de química.
Análise cromatográfica do combustível
Para a determinação dos elementos químicos, amostras do óleo foram coletadas e
encaminhadas ao Laboratório de Química da Universidade Federal de Uberlândia, donde serão
quantificadas as substâncias presentes no produto.
Avaliações com trator
Ensaio na barra de tração (BT)
A coleta dos dados para a determinação das variáveis (consumo de combustível,
potência, torque, velocidade e patinagem, dar-se-á variando as marchas do trator de interesse.
Como lastro, será utilizado outro trator agrícola acoplado a célula de carga e a barra de tração do
referido.
Os resultados obtidos com a realização do experimento serão submetidos à análise de variância
e aplicação de teste de Tukey (a 5% de significância) em função das diferentes misturas e
variáveis de interesse. Concomitantemente, para o mesmo nível de significância, será realizada
uma análise de regressão para os níveis de carga. Será utilizado o programa computacional SAS
versão 9.1.
Consumo horário
Para a determinação do consumo horário de combustível do motor e elaboração do
gráfico em relação à rotação do motor será utilizada a seguinte equação:
Ch 
60 C
2000
Em que
Ch = consumo horário de combustível, Lh ˉ¹;
C = consumo de combustível, ml minˉ¹.
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Consumo especifico
Para a determinação do consumo especifico de combustível do motor e elaboração do
gráfico em relação à rotação do motor será utilizada a seguinte equação:
Ce 
Ch D
P
em que:
Ce = consumo específico de combustivel, g (kWh)ˉ¹;
Ch = consumo horário de combustível, L hˉ¹;
D = densidade do combustível, g Lˉ¹;
P = potência do motor, kW
Potência
Para a determinação da potência do motor e elaboração do gráfico em relação à rotação
do motor será utilizada a seguinte equação:
P  k F n 0,746
em que:
P = potência do motor, kW;
F = carga aplicada pelo dinamômetro, lbf;
n = número de rotações por minuto, rpm;
k = constante do dinamômetro, 0,00025.
Reserva de torque
Para o cálculo da reserva de torque do motor será utilizada a seguinte equação:
Rt  T max
 T Pot. max
T
100
Pot . max
em que
Rt = Reserva de torque %;
T
T
max
= Torque Maximo mN;
Pot , max
= Torque relativo à potencia máxima, mN.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Como o projeto se encontra em andamento, não foi possível obter resultados, no entanto,
espera-se que a eficiência energética das máquinas possa ser atingida, mediante a utilização de
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óleos vegetais em substituição parcial ou total de derivados do petróleo como fonte alternativa
renovável de baixo custo.
CONCLUSÕES
Devido ao projeto ainda estar em andamento e o cronograma de obtenção de dados ainda
não ter sido atingido, não foi feito nenhuma conclusão em relação às hipóteses propostas no
projeto de pesquisa.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Instituto Federal Minas Gerais (IFMG) campus Bambuí pela
concessão de bolsa para execução do projeto.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CAMARGOS, D. Ecologia. Disponível em: < http://noticias.vrum.com.br/veiculos_jornaldotoc
antins/portlet,modulo,noticia,interna_noticia,id_noticias=25548&id_sessoes=4.shtml>. Acesso
em: 16/04/2009.
INOUE, Gerson Haruo. Uso do Óleo Vegetal em Motor Estacionário de Ciclo Diesel. 2008.
114 p. Tese de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola para Obtenção do Titulo de Doctor
Science. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2008.
MAZIERO, J. V. G. et al. Desempenho de um motor diesel com óleo bruto de girassol. R.
Bras. Agrociência, Pelotas, v. 13, n. 2, p. 249-255, abr-jun, 2007.
MIRAGAYA, José Carlos Gameiro. Biodiesel: tendências no mundo e no Brasil. Informe
Agropecuário, Belo Horizonte - MG, v. 26, n. 229, p. 07-13, 2005.
SCHLOSSER, J. F. et al. Desempenho de misturas pré-aquecidas de óleo de soja cru e
diesel como combustível para motores agrícolas. Cienc. Rural 2007, vol.37, n.5, p. 13291335.
TEIXEIRA, Lincoln Cambraia. Produção de Biodiesel. Informe Agropecuário, Belo Horizonte
- MG, v. 26, n. 229, p. 79-86, 2005.