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Características do Óleo Diesel O óleo diesel é produzido de modo a atender os diversos requisitos em sua utilização em motores e tem algumas características controladas para que os veículos tenham desempenho adequado, com emissões de acordo com as normas estabelecidas pelos órgãos ambientais. · Qualidade de Ignição Diferentemente dos motores à gasolina ou álcool que aspiram uma mistura ar/combustível e têm uma ignição por centelha (velas de ignição), nos motores diesel o início da combustão se dá por auto-ignição do combustível. Nesses motores diesel, o ar aspirado para o interior do cilindro é comprimido pelo pistão, de forma a elevar a temperatura. O combustível é injetado diretamente na câmara de combustão, imediatamente antes do instante em que o processo de combustão deva ser iniciado. O tempo decorrido entre o início da injeção e o início da combustão é chamado de atraso de ignição. Este atraso é conseqüência do tempo requerido para que ocorra a pulverização, aquecimento e evaporação do combustível, a sua mistura com o ar seguidos das reações químicas precursoras da combustão e finalmente da auto-ignição da mistura. Quanto menor for o atraso melhor será a qualidade de ignição do combustível. Um atraso longo provoca um acúmulo de combustível sem queimar na câmara, que quando entra em auto-ignição, já fora do ponto ideal, provoca aumento brusco de pressão e um forte ruído característico, chamado de batida diesel. A qualidade de ignição do diesel pode ser medida pelo seu número de cetano (NC) ou calculado pelo índice de cetano (IC). O número de cetano é obtido através de um ensaio padronizado do combustível em um motor mono-cilíndrico, onde compara-se o seu atraso de ignição em relação a um combustível padrão com número de cetano conhecido. O combustível padrão é uma mistura equivalente de n-hexadecano ou cetano (NC = 100) e alfametilnaftaleno (NC = 0). Portanto um combustível com NC = 45, tem a mesma qualidade de ignição que uma mistura dos padrões acima contendo 45% de cetano. O heptametilnonano (HMN), com NC = 15, foi adotado como o limite inferior da escala, em substituição ao alfa-metilnaftaleno do procedimento original, por ser um produto mais estável. O índice de cetano é calculado através das correlações baseadas em propriedades físicas do combustível rotineiramente determinadas. Esse índice é função do ponto de destilação médio (T 50%) e da densidade, apresentando boa correlação com o número de cetano. O número de cetano adequado para motores diesel, em geral situa-se na faixa de 40 a 60. Valores inferiores a 40 podem causar fumaça na descarga, com aumento de consumo, perda de potência, aumento de ruído (batida). Por outro lado, se o diesel proporciona que o motor arranque com facilidade e opere satisfatoriamente, tanto em marcha lenta quanto com carga total, não se verificará ganhos significativos com o aumento do número de cetano, podendo-se até piorar o desempenho para valores muito altos. · Volatilidade As frações mais leves do óleo diesel, isto é, de menores temperaturas de ebulição, devem ser controladas por questões de segurança no manuseio, transporte e armazenagem devido aos riscos de inflamabilidade. As frações mais pesadas, de vaporização mais difícil, devem ser controladas, pela necessidade de se vaporizar totalmente o óleo diesel quando ele é injetado na câmara de combustão. A vaporização completa do diesel possibilita a redução das emissões de particulados, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e combustível não queimado. · Densidade Indica a quantidade de massa por unidade de volume do combustível que é injetada no motor. Como a bomba injetora alimenta o motor com volumes constantes para cada condição de operação, variando-se a densidade, varia-se a massa de combustível injetada. Valores acima desta, causam um enriquecimento da mistura ar/combustível, provocando o aumento das emissões de particulados, monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos. Por outro lado, a variação para valores muito baixos, acarreta perda de potência e problemas de dirigibilidade. Portanto, é importante controlar a especificação da faixa de densidade do diesel de modo a não causar variações no funcionamento dos motores.

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· Teor de Enxofre Os petróleos contém compostos de enxofre, muito dos quais são removidos pelo refino. Os óxidos de enxofre formados pela combustão do óleo diesel podem ser descarregados para a atmosfera ou se transformar em ácidos na câmara de combustão. Menores teores de enxofre no diesel apresentam os seguintes efeitos:

· Pulverização e Escoamento a Baixas Temperaturas

É necessário que mesmo às baixas temperaturas o diesel escoe perfeitamente desde a sua saída do tanque até ser injetado na câmara de combustão. Para isto, na produção de óleo diesel controlam-se propriedades relacionadas ao escoamento em baixas temperaturas, que são a viscosidade, o ponto de névoa e o ponto de entupimento.

A viscosidade deve ser tal que assegure o escoamento do produto do tanque até a câmara de combustão, execute a função lubrificante do diesel em relação aos componentes do sistema de injeção e promova a boa pulverização do diesel injetado na câmara. Valores de viscosidade dentro da faixa de controle conduzem aos seguintes efeitos:

As outras duas propriedades controladas - ponto de névoa e de entupimento - influem diretamente no escoamento a baixas temperaturas, permitindo facilidade de partida nestas condições. O ponto de entupimento representa a maior temperatura em que o diesel, quando resfriado não flui através de um filtro padronizado, ou leva mais de 60 segundos para passar através desse filtro.

· Propriedades do Óleo Diesel x Desempenho do Motor

5) Especificações

· Especificação para Óleo Diesel Automotivo Comercial - Tab. I

NO MOTOR: redução do desgaste de anéis e cilindros redução de depósitos nos cilindros

.

NAS EMISSÕES: redução dos particulados redução dos óxidos de enxofre

.

NO MOTOR: penetração e dispersão corretas do óleo diesel lubrificação adequada do sistema de injeção redução de desgaste do bico injetor e do pistão

.

NAS EMISSÕES: redução da fumaça e dos particulados .NO VEÍCULO: otimização no consumo de combustível .

PROPRIEDADE O QUE É? O QUE AFETA?Densidade Massa contida em

determinado volumePotência, emissões e economia de combustível

Viscosidade Tempo de escoamento do combustível em capilar padronizado

Atomização, lubrificação do sistema de injeção

Destilação Faixa de temperatura de vaporização à pressão atmosférica

Potência, fumaça, depósitos no motor

Número de cetano Qualidade de ignição Fumaça, partida a frio, ruído, economia de combustível, emissões

Teor de enxofre Enxofre total presente Desgaste de cilindros e anéis, depósitos no motor, emissões

Resíduo de carbono Tendência à formação de depósitos de carbono

Depósitos de coque em partes do motor

Estabilidade a oxidação Tendência a formação de borra, goma aderente e escurecimento

Estocagem, filtros, bicos injetores, bomba injetora

Cinzas Conteúdo de material inorgânico (teor elevado indica existência de contaminação)

Acelera entupimento de filtros

Ponto de fulgor Temperatura mais baixa na qual o produto se vaporiza em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável com ar

Segurança, sistema de injeção tamponamento

Corrosividade ao cobre Potencial de corrosividade do produto face a presença de enxofre e seus derivados

Vida útil dos tanques, linhas e partes internas do motor

Ponto de entupimento Temperatura de início de cristalização de parafinas

Entupimento de filtro, escoamento de combustível

Água e sedimentos Contaminação com água e impurezas

Entupimento de filtro, desgaste de bomba, desgaste de bico injetor, borra no tanque, corrosão, combustão

Características Unidade Especificações (1) Métodos

TIPOS . A (2) (*)

B (3) (6)

C (6) (*)

D (6) ABNT ASTM / IP

Aparência . Aspecto .. Límpido e isento de impurezas Visual Visual Cor ASTM, máx. . 3,0 3,0 3,0 3,0 MB-351 D-1500 Composição ..

1. Todos os limites especificados são valores absolutos de acordo com a Norma ASTM E 29. 2. Comercializado no País, exceto nas capitais citadas na Tabela IV e deixará de ser comercializado a partir de janeiro de 1998, sendo substituído pelo óleo diesel tipo "B". 3. Óleo diesel comercializado nas regiões metropolitanas das capitais constantes da Tabela IV até outubro de 1997. A partir de janeiro de 1998, será comercializado em todo o Brasil, fora das regiões metropolitanas citadas. 4. Conforme Tabela II. 5. Fica permitido, alternativamente ao ensaio de número de cetano, a utilização do índice de cetano calculado pelo método ASTM D 4737, com valor mínimo de 45. Em caso de desacordo de resultados prevalecerá o valor do número de cetano. 6. Será comercializado nas regiões metropolitanas, de acordo com o Programa de Melhoria de Qualidade do Óleo Diesel. 7. Extinto.

· Ponto de Entupimento de Filtros a Frio - Tab. II

(C, valores máximos)

· Especificação para Óleo Diesel Marítimo - Tab. III

1. Todos os limites especificados são valores absolutos de acordo com a Norma ASTM E 29. 2. Conforme TABELA II.

Enxofre, máx. % m/m 1,00 0,50 0,30 0,20 MB-902 D-1552,

D-2622 ou D-4294

Volatilidade .. Destilação . . . . . NBR-9619 D-86 - 50% recuperados °C 245-310 245-310 245-310 245-310. .- 85% recuperados °C 370 370 360 360 . .Densidade a 20/4 °C .. 0,82

a 0,88 0,82

a 0,88 0,82

a 0,88 0,82

a 0,87 NBR-7148 D-1298 ou D-4052

Fluidez .. . . . . . . Viscosidade 40°C CSt 1,6 - 6,0 1,6 - 6,0 1,6 - 6,0 1,6 - 6,0 NBR-10441 D-445 Ponto de entupimento de filtro a frio, máx.

°C (4) (4) (4) (4) . IP-309

Corrosão .. . . . . . . Corrosividade ao cobre (3h a 50°C), máx.

. 2 2 2 2 MB-287 D-130

Combustão .. . . . . . . Cinzas, máx. % m/m 0,020 0,020 0,020 0,020 NBR-9842 D-482 RCR, nos 10% finais da destilação, máx.

% m/m 0,25 0,25 0,25 0,25 MB-290 D-524

Número de cetano, mín. .. 40 (5) 40 (5) 42 (5) 42 (5) . D-613

Contaminantes .. . . . . . . Água e sedimentos % v/v 0,05 0,05 0,05 0,05 . D-1796

Unidade da Federação Jan. a Mar./Dez. Abr./Out./Nov. Mai. a Set. DF - GO - MG - ES - RJ 13,0 11,0 7,0 SP - MT - MS 12,0 9,0 5,0 PR - SC - RS 11,0 8,0 2,0

MÉTODOS Características Unidade Especificações

(1) ABNT ASTM / IP

APARÊNCIA Límpido e isentode impurezas

Visual Visual

AspectoCor ASTM, máx. 3,0 MB-351 D-1500 COMPOSIÇÃOEnxofre, máx. % mín. 1,00 MB-902 D-1552,

D-2622 ou D-4294

VOLATILIDADE Destilação °C NBR-9619 D-86 - 50% recuperados 245,0 - 310,0 - 85% recuperados, máx. 370,0 Ponto de fulgor, mín. °C 60 MB-48 D-93 ou

D-56 Densidade a 20/4°C 0,8200 a 0,8800 NBR-7148 D-1298 ou

D-4052 FLUIDEZViscosidade a 40°C CSt 1,600 - 6,000 NBR-

10441 D-445

Ponto de entupimento de filtro a frio, máx.

°C (2) . IP-309

CORROSÃOCorrosividade ao cobre (3h a 50°C), máx.

.

2 MB-287 D-130

COMBUSTÃO Cinzas, máx. % m/m 0,020 NBR-9842 D-482 RCR, nos 10% finais da destilação, máx.

% m/m 0,25 MB-290 D-524

N° de cetano, mín. . 40 (3) . D-613 CONTAMINANTESÁgua e sedimentos % v/v 0,05 . D-1796

3. Fica permitido, alternativamente ao ensaio de número de cetano, a utilização do índice de cetano calculado pelo método ASTM D 4737, com valor mínimo de 45. Em caso de desacordo de resultados prevalecerá o valor do número de cetano.

· Cronograma de Implantação do Programa de Melhoria do Óleo Diesel - Tab. IV

Tipos de óleodiesel

ATUAL OUT/1997 JAN/1998 JAN/2000

D . .

São Paulo, Santos,

Cubatão, Rio de Janeiro,

Salvador, Aracajú, Recife

e Fortaleza

Nas anteriores e Porto Alegre,

Curitiba, São José

dos Campos, Campinas,

Belo Horizonte e Belém

C

São Paulo, Santos,

Cubatão, Salvador e

Aracaju

Nas anteriores e Porto Alegre,

Curitiba, São José

dos Campos, Campinas,

Rio de Janeiro, Belo Horizonte,

Recife, Fortaleza e Belém

Porto Alegre, Curitiba, São José

dos Campos, Campinas,

Belo Horizonte e Belém

Extinto

B

Porto Alegre, Curitiba,

Rio de Janeiro, Belo Horizonte,

Recife e Fortaleza

. Demais regiões

Demais regiões

A Demais regiões Demais regiões Extinto Extinto

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