Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolline Rodrigues Ranucci.pdf: 1478673 bytes, checksum: dbf05cf901d293b1091d138f2695fb5f (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increase in global energy demand has contributed to the search for alternative energy sources aimed at reducing the dependency on fossil fuels. The airline industry increasingly invests in the development of a less dependent on fossil fuel sources, that is from renewable sources and to maintain the original composition of fossil kerosene (jet fuel-1), preventing changes are needed in aircraft engines. An alternative is the production of so-called Biokerosene from oil intended for energy purposes. In this context, there are the jatropha oil (Jatropha curcas L.), babassu (Orbignya phalerata) and palm kernel (Elaeis guineenses) who present themselves as strong potential for the production of bio-kerosene. The objective of this study was to obtain an alternative aviation biofuel to fossil kerosene (jet fuel-1) from the transesterification reaction by homogeneous catalysis, esters were subjected to vacuum fractional distillation process, and the fractions that showed higher contents of minor carbon chains compounds were mixed with fossil commercial kerosene in the proportions of 5, 10 and 20% (biokerosene/kerosene). Also mixtures of the methyl esters of kerosene were performed in the same proportions. Some quality specifications determined by the standard of ANP No. 38 of 28.07.2011 DOU 29.07.2011, as the kinematic viscosity, calorific value, density and flash point were tested for both the methyl esters and bio-kerosene as to their mixtures to fossil kerosene. Mixtures up to 20% bio-kerosene jatropha, babassu and palm kernel in the evaluated quality parameters only the calorific value did not meet the established limits, lying below this by a very small margin. Based on these results, it has been found feasible to carry blends of Jatropha Biokerosene, babassu oil and palm kernel prepared by this method with commercial jet fuel up to 10% (v/v), and if the range of acceptability of parameters is larger this percentage can reach up to 20%. The characterization of mixtures of methyl esters/kerosene confirmed that the biofuels obtained by the proportion between 10 and 20%, has properties comparable with the commercial aviation fuel available. / O aumento da demanda energética mundial tem contribuído para a busca de fontes alternativas de energia que visem à redução na dependência de combustíveis fósseis. O setor aéreo investe cada vez mais no desenvolvimento de um combustível menos dependente de fontes fósseis, que seja de origem renovável e que mantenha a composição original do querosene fóssil (QAV-1), evitando que sejam necessárias modificações nos motores das aeronaves. Uma alternativa está na produção do denominado bioquerosene a partir de oleaginosas destinadas para fins energéticos. Nesse contexto, tem-se os óleos de pinhão manso (Jatropha curcas L.), babaçu (Orbignya phalerata) e palmiste (Elaeis guineenses) que se apresentam como forte potencial para a produção de bioquerosene. O objetivo deste trabalho foi estudar a obtenção de um biocombustível de aviação alternativo ao querosene fóssil (QAV-1), a partir da reação de transesterificação por catálise homogênea, os ésteres obtidos foram submetidos ao processo de destilação fracionada a vácuo, e as frações que apresentaram maiores teores de compostos de cadeias de carbono menores foram misturadas ao querosene fóssil comercial nas proporções de 5, 10 e 20% (bioquerosene/querosene). Também foram realizadas misturas dos ésteres metílicos com o querosene nas mesmas proporções. Algumas especificações de qualidade determinadas pela Norma da ANP Nº 38, de 28.07.2011 DOU 29.07.2011, como a viscosidade cinemática, poder calorífico, massa específica e ponto de fulgor, foram testadas tanto para os ésteres metílicos e bioquerosene quanto para as suas misturas ao querosene fóssil. As misturas de até 20% de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste nos parâmetros de qualidade avaliados apenas o poder calorífico não atendeu os limites estabelecidos, encontrando-se abaixo deste por uma margem muito pequena. Com base nestes resultados, verificou-se ser viável realizar misturas de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste preparadas por este método com querosene de aviação comercial em até 10% (v/v), e caso a faixa de aceitabilidade dos parâmetros seja ampliada, este percentual pode chegar a até 20%. As caracterizações das misturas dos ésteres metílicos/querosene confirmaram que o biocombustível obtido pela proporção entre 10 e 20%, possui propriedades comparáveis com o combustível de aviação comercial disponível.

A crescente preocupação com a poluição ambiental nos centros urbanos tem motivado a adoção de medidas que visam a reduzir o impacto que os agentes poluidores causam. Na cidade de Curitiba, PR, esta preocupação levou os órgãos reguladores do transporte urbano a fomentar o uso do biodiesel B100 como combustível para um conjunto de 34 ônibus da frota da cidade. Entretanto, a adoção desta medida trouxe a necessidade de garantir a vida útil dos motores, o que foi feito definindo-se um plano de manutenção muito mais conservador que o usual, e que previa a troca do óleo lubrificante com o dobro da frequência normalmente praticada. A proposta deste trabalho de mestrado foi a de fazer um estudo que possa subsidiar cientificamente a definição da frequência de troca do lubrificante nos veículos abastecidos com biodiesel B100 no transporte urbano de Curitiba. Para isto, ao longo de um período de 18 meses, o lubrificante desses veículos foi periodicamente analisado, a fim de caracterizar a evolução de seu estado, bem como a degradação de seu desempenho pelo o uso em conjunto com o biodiesel B100. Para obter uma representatividade estatística, tais análises foram feitas em uma população de sete veículos, quatro dos quais eram alimentados com biodiesel B100 e três com óleo diesel convencional, sendo que estes últimos serviam como referência para comparação. As características do lubrificante que foram levadas em conta durante o estudo incluem a viscosidade, a basicidade, a acidez, a oxidação, a contaminação por fuligem, a contaminação por compostos nitrogenados, a contaminação por água, bem como os teores de ferro, chumbo, alumínio, cobre, cromo, silício e molibdênio, elementos estes que tipicamente provêm do desgaste de componentes do motor. O estudo permitiu identificar a viscosidade como a característica que mais se degrada com o envelhecimento do lubrificante pelo seu uso concomitante com o combustível B100. Assim, este parâmetro foi o fator determinante para caracterizar, com base nos resultados obtidos no estudo, que a vida útil do lubrificante deve ser de 9.900 km para o caso de veículos biarticulados, e de 13.100 km para os veículos articulados. Cumpre ressaltar que a realização deste estudo só foi possível pelo interesse e pela colaboração das empresas que juntamente com a UTFPR fizeram parte do projeto LUB-B100: Chevron Brasil Lubrificantes (fabricante de óleos lubrificantes), Volvo do Brasil (montadora de ônibus), Auto Viação Redentor (permissionária do transporte urbano de Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (concessionária de veículos) e URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (fiscalizadora e reguladora do transporte urbano coletivo de Curitiba). / The increasing levels of pollution in urban centers have induced the adoption of mitigating measures in order to reduce negative consequences. In Curitiba, Southern Brazil, the office that regulates urban passenger transport in the city has promoted the use of pure biodiesel (B100) as fuel for a fleet of 34 buses. However, as this measure was put into practice, concerns related to a possible reduction of engine service life were raised, thus forcing the vehicles-owner companies to adopt a conservative maintenance plan, which doubled the frequency of lubricant oil replacement. This was the opportunity for the present study, which aimed to define on a scientific basis the frequency of lubricant oil replacement in engines fueled with biodiesel B100. In order to characterize both the evolution of lubricant oil degradation, as well as the deterioration of lubricant performance due to the use of biodiesel B100, samples of engine lubricant were collected and analyzed along 18 months. Additionally, aiming to confer statistical representativeness to collected data, a population of 7 buses was considered, four of these being fueled with biodiesel B100, while the other 3 with conventional diesel fuel, thus the latter group served as a reference for comparisons. The following parameters of the lubricant oil were measured and analyzed: viscosity, basicity, acidity, oxidation, contamination by soot, contamination by nitrogenous substances, contamination by water, as well as contents of iron, lead, aluminum, copper, chrome, silicon and molybdenum, which are elements typically originated from the wear of metallic components. The conducted study allowed to point out the viscosity as the lubricant parameter that is most sensitive to concomitant use with biodiesel B100. Thus, this parameter was decisive to conclude that based on measured data the service life of the lubricant should be 9900 km for bi-articulated buses, and 13100 km for the articulated ones. It is worth mentioning that the completion of this study became possible by virtue of the collaboration with those companies that took part of the project named LUB-B100, together with the Federal University of Technology - Parana. These companies are Chevron Brasil Lubrificantes (a lubricant maker company), Volvo do Brasil (a bus manufacturer company), Auto Viação Redentor (a company that operates the passenger urban transport in Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (a Volvo dealership company) and URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (the office that regulates the urban passenger transport in Curitiba).

A crescente preocupação com a poluição ambiental nos centros urbanos tem motivado a adoção de medidas que visam a reduzir o impacto que os agentes poluidores causam. Na cidade de Curitiba, PR, esta preocupação levou os órgãos reguladores do transporte urbano a fomentar o uso do biodiesel B100 como combustível para um conjunto de 34 ônibus da frota da cidade. Entretanto, a adoção desta medida trouxe a necessidade de garantir a vida útil dos motores, o que foi feito definindo-se um plano de manutenção muito mais conservador que o usual, e que previa a troca do óleo lubrificante com o dobro da frequência normalmente praticada. A proposta deste trabalho de mestrado foi a de fazer um estudo que possa subsidiar cientificamente a definição da frequência de troca do lubrificante nos veículos abastecidos com biodiesel B100 no transporte urbano de Curitiba. Para isto, ao longo de um período de 18 meses, o lubrificante desses veículos foi periodicamente analisado, a fim de caracterizar a evolução de seu estado, bem como a degradação de seu desempenho pelo o uso em conjunto com o biodiesel B100. Para obter uma representatividade estatística, tais análises foram feitas em uma população de sete veículos, quatro dos quais eram alimentados com biodiesel B100 e três com óleo diesel convencional, sendo que estes últimos serviam como referência para comparação. As características do lubrificante que foram levadas em conta durante o estudo incluem a viscosidade, a basicidade, a acidez, a oxidação, a contaminação por fuligem, a contaminação por compostos nitrogenados, a contaminação por água, bem como os teores de ferro, chumbo, alumínio, cobre, cromo, silício e molibdênio, elementos estes que tipicamente provêm do desgaste de componentes do motor. O estudo permitiu identificar a viscosidade como a característica que mais se degrada com o envelhecimento do lubrificante pelo seu uso concomitante com o combustível B100. Assim, este parâmetro foi o fator determinante para caracterizar, com base nos resultados obtidos no estudo, que a vida útil do lubrificante deve ser de 9.900 km para o caso de veículos biarticulados, e de 13.100 km para os veículos articulados. Cumpre ressaltar que a realização deste estudo só foi possível pelo interesse e pela colaboração das empresas que juntamente com a UTFPR fizeram parte do projeto LUB-B100: Chevron Brasil Lubrificantes (fabricante de óleos lubrificantes), Volvo do Brasil (montadora de ônibus), Auto Viação Redentor (permissionária do transporte urbano de Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (concessionária de veículos) e URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (fiscalizadora e reguladora do transporte urbano coletivo de Curitiba). / The increasing levels of pollution in urban centers have induced the adoption of mitigating measures in order to reduce negative consequences. In Curitiba, Southern Brazil, the office that regulates urban passenger transport in the city has promoted the use of pure biodiesel (B100) as fuel for a fleet of 34 buses. However, as this measure was put into practice, concerns related to a possible reduction of engine service life were raised, thus forcing the vehicles-owner companies to adopt a conservative maintenance plan, which doubled the frequency of lubricant oil replacement. This was the opportunity for the present study, which aimed to define on a scientific basis the frequency of lubricant oil replacement in engines fueled with biodiesel B100. In order to characterize both the evolution of lubricant oil degradation, as well as the deterioration of lubricant performance due to the use of biodiesel B100, samples of engine lubricant were collected and analyzed along 18 months. Additionally, aiming to confer statistical representativeness to collected data, a population of 7 buses was considered, four of these being fueled with biodiesel B100, while the other 3 with conventional diesel fuel, thus the latter group served as a reference for comparisons. The following parameters of the lubricant oil were measured and analyzed: viscosity, basicity, acidity, oxidation, contamination by soot, contamination by nitrogenous substances, contamination by water, as well as contents of iron, lead, aluminum, copper, chrome, silicon and molybdenum, which are elements typically originated from the wear of metallic components. The conducted study allowed to point out the viscosity as the lubricant parameter that is most sensitive to concomitant use with biodiesel B100. Thus, this parameter was decisive to conclude that based on measured data the service life of the lubricant should be 9900 km for bi-articulated buses, and 13100 km for the articulated ones. It is worth mentioning that the completion of this study became possible by virtue of the collaboration with those companies that took part of the project named LUB-B100, together with the Federal University of Technology - Parana. These companies are Chevron Brasil Lubrificantes (a lubricant maker company), Volvo do Brasil (a bus manufacturer company), Auto Viação Redentor (a company that operates the passenger urban transport in Curitiba), Nórdica Veículos S. A. (a Volvo dealership company) and URBS – Urbanização de Curitiba S. A. (the office that regulates the urban passenger transport in Curitiba).