Foto: Divulgação
O cério, metal abundante no Brasil, é a base de um novo aditivo para reduzir emissões de fuligem em motores alimentados por óleo diesel e biodiesel. O aditivo foi desenvolvido pelo químico Luciano Ferroni Gomes, da USP de Ribeirão Preto.
O cério, metal abundante no Brasil, é a base de um novo aditivo para reduzir emissões de fuligem em motores alimentados por óleo diesel e biodiesel. O aditivo foi desenvolvido pelo químico Luciano Ferroni Gomes, da USP de Ribeirão Preto.
Filtros colocados em escapamentos de motores
com aditivo (esq.) e sem aditivação (dir.) [Imagem: USP]
com aditivo (esq.) e sem aditivação (dir.) [Imagem: USP]
Metal cério
O novo aditivo à base de cério poderá ser usado nos veículos por meio de um sistema eletrônico, responsável por dosar a aplicação conforme os níveis de emissão.
De acordo com Luciano, a ideia de elaborar o produto surgiu com o aumento do interesse em ampliar a participação do biodiesel na matriz energética brasileira, a partir de 2004.
"Motores a compressão, como os que utilizam diesel e biodiesel, emitem uma quantidade muito grande de material particulado", aponta. "O desenvolvimento do aditivo seria uma forma de reduzir as emissões".
O principal componente do aditivo é o cério, metal com grande aplicação em processos catalíticos. "O Brasil possui uma das cinco maiores jazidas mundiais de cério", ressalta Luciano.
Aditivo para motores a diesel e biodiesel
Na pesquisa foi desenvolvida uma substância com características similares às do diesel que, ao se combinar com o cério, proporciona um aumento da solubilidade do metal no combustível. "A queima do aditivo na câmara de combustão do motor produz óxido de cério, que é o principal responsável pela redução das emissões".
O pesquisador desenvolveu um método analítico para medir a emissão de material particulado. Um filtro foi acoplado ao escapamento do motor de um grupo gerador. "Após o motor ser colocado em funcionamento, era medida a reflexão de luz do filtro para indicar a quantidade de fuligem acumulada", conta o químico.
No teste dinâmico, foram testadas misturas de combustível com 100% de diesel comum e 2,5%, 15% e 30% de biodiesel. A concentração de aditivo variou entre 2 e 6 miligramas por litro. "A reflexão foi maior nas misturas aditivadas, apontando a queda nas emissões".
Do laboratório para a estrada
Além da caracterização físico-química do aditivo, também foi realizado um teste estático com a adição de um material carbonáceo conhecido como "negro de fumo". "A mistura passou por uma análise térmica para verificar a velocidade da queima da fuligem", diz o pesquisador. "A temperatura de queima baixou de 650 para 500 graus com a aditivação, comprovando seu efeito na aceleração do processo".
Para o aditivo chegar ao mercado, Luciano afirma que será necessário manter uma planta piloto para sua produção, além da realização de parcerias para fazer testes veiculares. "Os experimentos são necessários para verificar sua eficiência nos veículos a diesel e biodiesel, além de permitirem descobrir se existem efeitos não-esperados em sua utilização", explica.
Aditivo solúvel
Segundo o químico, a principal vantagem do aditivo é a sua solubilidade ao combustível. "Ao mesmo tempo, seus ganhos podem ser aumentados se ele for combinado com a tecnologia já existente para controle de emissões, a de colméias cerâmicas acopladas aos canos de escapamentos", destaca. O pesquisador aponta que a aplicação do aditivo seria feita por um dispositivo eletrônico acoplado a um reservatório no veículo.
"Esse sistema mediria as emissões de fuligem e a partir dessas informações, dosaria a aplicação", planeja. "O aditivo seria aplicado em quatro pontos: no tanque de combustível, na câmara de combustão, antes da colméia cerâmica e após a colméia". A pesquisa de Luciano faz parte de tese de Doutorado apresentada na FFCLRP, orientada pelo professor Osvaldo Antonio Serra, do Departamento de Química.
O novo aditivo à base de cério poderá ser usado nos veículos por meio de um sistema eletrônico, responsável por dosar a aplicação conforme os níveis de emissão.
De acordo com Luciano, a ideia de elaborar o produto surgiu com o aumento do interesse em ampliar a participação do biodiesel na matriz energética brasileira, a partir de 2004.
"Motores a compressão, como os que utilizam diesel e biodiesel, emitem uma quantidade muito grande de material particulado", aponta. "O desenvolvimento do aditivo seria uma forma de reduzir as emissões".
O principal componente do aditivo é o cério, metal com grande aplicação em processos catalíticos. "O Brasil possui uma das cinco maiores jazidas mundiais de cério", ressalta Luciano.
Aditivo para motores a diesel e biodiesel
Na pesquisa foi desenvolvida uma substância com características similares às do diesel que, ao se combinar com o cério, proporciona um aumento da solubilidade do metal no combustível. "A queima do aditivo na câmara de combustão do motor produz óxido de cério, que é o principal responsável pela redução das emissões".
O pesquisador desenvolveu um método analítico para medir a emissão de material particulado. Um filtro foi acoplado ao escapamento do motor de um grupo gerador. "Após o motor ser colocado em funcionamento, era medida a reflexão de luz do filtro para indicar a quantidade de fuligem acumulada", conta o químico.
No teste dinâmico, foram testadas misturas de combustível com 100% de diesel comum e 2,5%, 15% e 30% de biodiesel. A concentração de aditivo variou entre 2 e 6 miligramas por litro. "A reflexão foi maior nas misturas aditivadas, apontando a queda nas emissões".
Do laboratório para a estrada
Além da caracterização físico-química do aditivo, também foi realizado um teste estático com a adição de um material carbonáceo conhecido como "negro de fumo". "A mistura passou por uma análise térmica para verificar a velocidade da queima da fuligem", diz o pesquisador. "A temperatura de queima baixou de 650 para 500 graus com a aditivação, comprovando seu efeito na aceleração do processo".
Para o aditivo chegar ao mercado, Luciano afirma que será necessário manter uma planta piloto para sua produção, além da realização de parcerias para fazer testes veiculares. "Os experimentos são necessários para verificar sua eficiência nos veículos a diesel e biodiesel, além de permitirem descobrir se existem efeitos não-esperados em sua utilização", explica.
Aditivo solúvel
Segundo o químico, a principal vantagem do aditivo é a sua solubilidade ao combustível. "Ao mesmo tempo, seus ganhos podem ser aumentados se ele for combinado com a tecnologia já existente para controle de emissões, a de colméias cerâmicas acopladas aos canos de escapamentos", destaca. O pesquisador aponta que a aplicação do aditivo seria feita por um dispositivo eletrônico acoplado a um reservatório no veículo.
"Esse sistema mediria as emissões de fuligem e a partir dessas informações, dosaria a aplicação", planeja. "O aditivo seria aplicado em quatro pontos: no tanque de combustível, na câmara de combustão, antes da colméia cerâmica e após a colméia". A pesquisa de Luciano faz parte de tese de Doutorado apresentada na FFCLRP, orientada pelo professor Osvaldo Antonio Serra, do Departamento de Química.