Introdução e Objetivo

O uso de biocombustíveis em larga escala já é uma realidade em diversos países, e a tendência é um aumento significativo no seu consumo. Além de substituir em parte o consumo de combustíveis fósseis, a necessidade de se reduzir emissões indesejáveis e a busca por melhor desempenho energético veio aumentar o interesse dos pesquisadores pelos biocombustíveis para uso industrial. A utilização de fontes alternativas no setor industrial, como os biocombustíveis para produção e geração de energia, propicia o uso racional dos combustíveis derivados de petróleo, reduz a emissão de Gases do Efeito Estufa (GEE) e custos operacionais relacionados aos combustíveis industriais pesados, diminuindo a dependência exclusiva de fontes convencionais petroquímicas. Assim, o presente estudo teve como objetivo comparar o desempenho na combustão de combustíveis derivados de petróleo e formulações de biocombustíveis para aplicação industrial, por meio de um software comercial de simulação da combustão.

Metodologia

O software comercial utilizado para simulação da combustão foi o AComb 5 Combustão Industrial Versão 5.21, desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT, para o compilador Delphi da Borland International Inc. 1999, 2005. Os combustíveis utilizados no comparativo foram o Diesel e o Óleo 1A, derivados de petróleo, e as formulações denominadas: Amostra 1 (Etanol, aditivo de origem vegetal = 33% renovável; Óleo 1A = 67% não renovável); Amostra 2 (Óleo vegetal, aditivo de origem vegetal = 70% renovável; Diesel, metanol = 30% não renovável) e Amostra 3 (Óleo vegetal, aditivo de origem vegetal, etanol = 100% renovável). Os parâmetros analisados foram: Poder Calorífico Superior - PCs (kcal/kg); Poder Colorífico Inferior - PCi (kcal/kg); Taxa de Emissão CO₂ (t/GJ); Taxa de Emissão de SO₂ (t/GJ) e o teor dos gases O₂, N₂, H₂O, CO₂ e SO₂ gerados na combustão (%).

Resultados

As simulações realizadas por meio do software AComb 5 Combustão Industrial apresentaram valores de PCs para os combustíveis de origem petroquímica de 10.756 kcal/kg ao Diesel e 10.038 kcal/kg ao Óleo 1A. Para os biocombustíveis formulados os valores de PCs obtidos foram de 9.423,3 kcal/kg (Amostra 1), 9.198,8 kcal/kg (Amostra 2) e 8.301,8 kcal/kg (Amostra 3). Para o PCi, os valores obtidos foram de 10.072 kcal/kg ao Diesel, 9.490,6 kcal/kg ao Óleo 1A e para os biocombustíveis formulados os valores foram de 8.787 kcal/kg (Amostra 1), 8.069,9 kcal/kg (Amostra 2) e 7.226,9 kcal/kg (Amostra 3). A partir dos valores obtidos nas simulações pode-se observar que as formulações de biocombustíveis apresentam PCs e PCi menores em relação aos combustíveis fósseis, indicando que a capacidade térmica de cada substância em relação à energia liberada no momento da combustão é menor, o que faz com seja necessário um consumo maior destas formulações para se atingir o mesmo desempenho em um motor de combustão. No entanto, cabe ressaltar que no setor industrial algumas aplicações, tais como indústria alimentícia, fundições, aviários, entre outras, demandam de uma quantidade de calor produzida suficiente aos apresentados aqui pelas formulações de biocombustíveis analisados, o que pode qualificar o uso desses biocombustíveis para tais aplicações. Por outro lado, para o teor (%) dos gases gerados na combustão (O₂, N₂, H₂O, CO₂ e SO₂), destaca-se o aumento significativo na porcentagem de H₂O em todas as formulações de biocombustíveis, além da redução de CO₂, O₂ e SO₂. No entanto, houve aumento de N₂ nas Amostras 2 e 3, em relação aos combustíveis derivados de petróleo. Além disso, pôde-se verificar que na Amostra 1 os valores percentuais de CO₂ e SO₂ foram menores que o Óleo 1A, porém, acima do Diesel. Por fim, também verificou-se que o teor de O₂ e N₂ foram maiores para o Óleo 1A e menores para o Diesel, indicando que a utilização do combustível Óleo 1A em motores de combustão causa um maior impacto ambiental do que a utilização de Diesel. Portanto, a taxa de emissão de CO₂ (t/GJ) e SO₂ (t/GJ) dos biocombustíveis nas Amostras 2 e 3 ficaram abaixo dos valores no comparativo com o Diesel e o Óleo 1A e a Amostra 1 os valores foram abaixo do Óleo 1A derivado de petróleo, caracterizando que há benefícios ambientais relativos às emissões de GEE no uso das formulações dos biocombustíveis analisados em motores de combustão.

Considerações Finais

As formulações de biocombustíveis estudadas ainda não podem ser utilizadas como fonte exclusiva para produção de energia no setor industrial, devido à demanda energética mais alta para estas atividades. No entanto, as formulações estudadas se apresentam como alternativas energéticas eficientes para alguns processos industriais e, principalmente, traz benefícios ambientais relativos às emissões de GEE gerados, como pode ser constatado pelos resultados de desempenho frente à combustão simulada.