Bunker - Combustível de Navios

Ano: 2025

Instituições de ensino: USP

Páginas: 6

Idioma: Portugues

Notas:

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1. Origem no Refino do Petróleo
O combustível bunker é produzido como parte do processo de destilação e craqueamento do petróleo bruto:
a. Destilação Atmosférica:
• O petróleo bruto é aquecido a altas temperaturas.
• Componentes mais leves (como gasolina e diesel) são separados no topo da coluna de destilação.
• Frações mais pesadas (resíduos) permanecem no fundo e servem como base para o bunker.
b. Destilação a Vácuo:
• O resíduo pesado da destilação atmosférica é processado em uma coluna de vácuo.
• Frações intermediárias (como gasóleo a vácuo) são separadas, enquanto o resíduo restante é usado para produzir óleos combustíveis pesados.
c. Craqueamento Catalítico ou Térmico:
• Parte do resíduo pode ser quebrada em frações mais leves por craqueamento térmico ou catalítico.
• O material residual, rico em hidrocarbonetos de alto peso molecular, forma a base do bunker.
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2. Composição Química
O combustível bunker é composto principalmente de:
• Hidrocarbonetos aromáticos e naftênicos: conferem estabilidade térmica e energética.
• Asfaltenos e Resinas: componentes complexos que afetam a viscosidade e estabilidade.
• Enxofre (S): varia conforme a origem do petróleo, mas é regulado devido às emissões.
3. Processos Adicionais
Para atender às regulamentações e melhorar suas propriedades de combustão:
a. Dessulfurização:
• Hidrodessulfurização (HDS): mistura o combustível com hidrogênio sob alta pressão e temperatura na presença de catalisadores para remover enxofre.
b. Blendagem:
• Mistura do resíduo pesado com frações mais leves (como diesel marítimo) para ajustar a viscosidade, teor de enxofre e ponto de fulgor.
c. Adição de Aditivos:
• Antioxidantes, dispersantes de asfaltenos e melhoradores de combustão são usados para otimizar o desempenho.

4. Propriedades e Características
• Viscosidade: Alta, exigindo aquecimento para bombeamento e injeção nos motores.
• Energia específica: Elevada, ideal para motores marítimos de grande porte.
• Teor de cinzas: Traços de metais (vanádio, níquel) podem estar presentes.
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5. Queima nos Motores e Reações Químicas
Durante a combustão no motor do navio:
1. Os hidrocarbonetos reagem com oxigênio, produzindo energia, dióxido de carbono (CO₂) e vapor de água (H₂O).
2. Impurezas, como enxofre, produzem dióxido de enxofre (SO₂), que é um poluente atmosférico.
Reação simplificada:
CxHy+O2→CO2+H2O+energiaC_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + \text{energia}
O combustível bunker é um óleo combustível utilizado em motores marítimos e é conhecido por sua complexidade química e propriedades físicas específicas. Aqui estão os principais detalhes técnicos do combustível bunker:
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1. CLASSIFICAÇÕES PRINCIPAIS
O bunker é classificado de acordo com normas da ISO 8217, que define suas propriedades. Os tipos mais comuns são:
• IFO 180 e IFO 380 (Intermediate Fuel Oil): Mistura de óleo pesado e diesel marítimo, numerados pela viscosidade (180 cSt ou 380 cSt a 50 °C).
• MGO (Marine Gas Oil): Óleo diesel marítimo com menor teor de enxofre e baixa viscosidade.
• VLSFO (Very Low Sulfur Fuel Oil): Combustível com teor de enxofre ≤ 0,5%, conforme regulamento IMO 2020.
• HFO (Heavy Fuel Oil): Óleo combustível residual de alta viscosidade, usado em motores de grande porte.
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2. PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS
a. Viscosidade
• A viscosidade é uma das características mais importantes.
• Depende da temperatura, geralmente medida em cSt (centistokes) a 50 °C.
• Exige aquecimento para ser bombeado e queimado adequadamente.
b. Teor de Enxofre (S)
• O teor de enxofre varia dependendo da regulamentação e da localização.
o LSFO: ≤ 0,5% de enxofre (global após IMO 2020).
o HFO tradicional: pode ter até 3,5% de enxofre.
c. Densidade
• Normalmente entre 0,91 a 1,01 g/cm³ a 15 °C.
• Combustíveis mais densos têm maior conteúdo energético, mas podem ser mais difíceis de processar.
d. Ponto de Fulgor
• Deve ser ≥ 60 °C para transporte seguro.
• Indica a temperatura mínima em que o combustível libera vapor inflamável.
e. Teor de Metais
• Contém traços de metais como vanádio e níquel, que podem causar corrosão e acúmulo em motores:
o Vanádio (V): ≤ 50 ppm.
o Níquel (Ni): ≤ 30 ppm.
f. Conteúdo Energético
• 38 a 42 MJ/kg (MegaJoules por quilograma), variando com a composição.
• Combustíveis mais densos possuem maior conteúdo energético por volume.
g. Teor de Cinzas
• Deve ser ≤ 0,1% em massa, para evitar depósitos nos motores e sistemas de escape.
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3. CARACTERÍSTICAS DE COMBUSTÃO
• Estabilidade: Determinada pelo equilíbrio entre asfaltenos e os hidrocarbonetos. Combustíveis instáveis podem formar sedimentos.
• Índice de Cetanagem: Indica a facilidade de ignição. Combustíveis bunker têm valores mais baixos em comparação com o diesel automotivo.
• Produção de Gases:
o Dióxido de carbono (CO₂): Emissão principal.
o Dióxido de enxofre (SO₂): Regulamentado para controle de poluição.
o Óxidos de nitrogênio (NOₓ): Resultantes de altas temperaturas na combustão.
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4. PROCESSAMENTO E MANUSEIO
a. Pré-aquecimento
• Necessário para reduzir a viscosidade antes do bombeamento e injeção no motor.
• Temperatura típica: 90-120 °C, dependendo do tipo de combustível.
b. Filtragem e Centrifugação
• Remove contaminantes sólidos, como sedimentos e água.
• Protetores térmicos e purificadores são usados para evitar danos ao motor.
c. Compatibilidade
• Misturas de combustíveis de diferentes origens podem ser incompatíveis, levando à formação de borra e sedimentos.
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5. REGULAMENTAÇÕES INTERNACIONAIS
• IMO 2020: Limita o teor de enxofre a 0,5% globalmente e 0,1% em zonas ECA (Zonas de Controle de Emissões).
• Marpol Anexo VI: Regula emissões atmosféricas, incluindo SO₂, NOₓ e partículas.
• Navios que utilizam HFO em ECAs precisam de sistemas de limpeza, como scrubbers.
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6. APLICAÇÕES E DESAFIOS
Aplicações:
• Usado em motores marítimos de ciclo lento e geradores auxiliares.
Desafios:
• Impactos ambientais: emissões de SO₂, CO₂ e NOₓ.
• Problemas operacionais, como formação de sedimentos, depósitos em motores e corrosão.

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Resumo

Bunker
O combustível de navio, conhecido como bunker, é utilizado para a propulsão de embarcações e também para operações auxiliares a bordo. Existem diferentes tipos de combustíveis bunker, que variam em viscosidade, composição e aplicação.
Além disso, com o aumento das regulamentações ambientais, como a IMO 2020, que limita a quantidade de enxofre permitida nos combustíveis, muitos navios estão fazendo a transição para combustíveis mais limpos, como o GNL (Gás Natural Liquefeito) ou combustíveis alternativos.
O combustível de navio conhecido como bunker refere-se ao óleo combustível usado para abastecer navios marítimos. O termo "bunker" tem origem nos compartimentos dentro dos navios onde o combustível é armazenado.
Tipos de combustível bunker:
1. IFO (Intermediate Fuel Oil):
o Mistura de óleo combustível pesado (HFO) e óleo diesel marítimo.
o Classificações comuns incluem IFO 180 e IFO 380, indicando sua viscosidade.
2. HFO (Heavy Fuel Oil):
o Óleo combustível pesado, com alta viscosidade e teor de enxofre.
o Requer aquecimento antes de ser usado no motor.
3. MGO (Marine Gas Oil):
o Óleo diesel marítimo mais leve e menos poluente.
o Comumente usado em áreas onde há restrições ambientais, como Zonas de Controle de Emissões (ECA).
4. LSFO (Low Sulfur Fuel Oil):
o Combustível com baixo teor de enxofre (≤ 0,5%), em conformidade com os regulamentos da IMO 2020.
Regulamentação:
A IMO 2020 (Organização Marítima Internacional) estabeleceu limites rigorosos para o teor de enxofre nos combustíveis marítimos:
• Máximo de 0,5% de enxofre globalmente.
• Máximo de 0,1% em Zonas de Controle de Emissões (ECAs).
Como o combustível bunker é adquirido:
• Bunkeragem: Processo de abastecimento dos navios, geralmente realizado em portos por meio de barcaças ou oleodutos.
• Mercado global: Os principais portos de bunkeragem incluem Singapura, Roterdã, Fujairah e Houston.
O processo químico relacionado ao combustível bunker envolve etapas de refino e composição do óleo combustível pesado (HFO) e seus derivados. Este combustível é um subproduto do refino de petróleo, com alto peso molecular e complexidade química. A seguir, detalho o processo químico e as características envolvidas:

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