Propriedades Físicas e Químicas do Biodiesel

Viscosidade e Densidade

As propriedades fluidodinâmicas de um combustível, importantes no que diz respeito ao funcionamento de motores de injeção por compressão (motores diesel), são a viscosidade e a densidade. Tais propriedades exercem grande influência na circulação e injeção do combustível. Afortunadamente, as propriedades fluidodinâmicas do biodiesel, independentemente de sua origem, assemelham–se as do óleo diesel mineral, significando que não é necessária qualquer adaptação ou regulagem no sistema de injeção dos motores.

Lubricidade

A lubricidade é uma medida do poder de lubrificação de uma substância, sendo uma função de várias de suas propriedades físicas, destacando a viscosidade e a tensão superficial.

Diferentemente dos motores movidos a gasolina, os motores a óleo diesel exigem que o combustível tenha propriedades de lubrificação, especialmente, em razão do funcionamento da bomba, exigindo que o líquido que escoa lubrifique adequadamente as suas peças em movimento.

Ponto de Fulgor

O Ponto de Fulgor é a menor temperatura na qual o biodiesel, ao ser aquecido pela aplicação de uma chama sob condições controladas, gera uma quantidade de vapores que se inflamam. Tal parâmetro, relacionado à inflamabilidade do produto, é um indicativo dos procedimentos de segurança a serem tomados durante o uso, transporte, armazenamento e manuseio do biodiesel. Somente dessa maneira esta propriedade assume importância, quando diz respeito à segurança nos transportes, manuseios e armazenamentos.

O ponto de fulgor do biodiesel, se completamente isento de metanol ou etanol, é superior à temperatura ambiente, significando que o combustível não é inflamável nas condições normais onde ele é transportado, manuseado e armazenado, servindo inclusive para ser utilizado em embarcações.

A ANP estabelece um valor mínimo de 100oC para o biodiesel nacional.

Água e sedimentos

A determinação do teor de Água e Sedimentos em amostras de biodiesel visa controlar a presença de contaminantes sólidos e água. Os sólidos podem reduzir a vida útil dos filtros dos veículos e prejudicar o funcionamento adequado dos motores. A presença de água em excesso pode contribuir para a elevação da acidez do biocombustível, podendo torná-lo corrosivo.

O ensaio é executado pela centrifugação de um certo volume de biodiesel em um tubo adequado. Após a centrifugação, os teores de água e sedimentos são lidos na escala do tubo de vidro.

A ANP estabelece um valor máximo de 0,050% em volume para o teor de água e sedimentos contidos no biodiesel. A figura abaixo ilustra uma determinação desse parâmetro em um amostra de biodiesel, através de centrifugação.

Viscosidade Cinemática a 40oC

A Viscosidade Cinemática expressa a resistência oferecida pelo biodiesel ao escoamento. Seu controle visa garantir um funcionamento adequado dos sistemas de injeção e bombas de combustível, além de preservar as características de lubricidade do biodiesel.

A determinação experimental da viscosidade cinemática é efetuada pela medição do tempo de escoamento de um volume de biodiesel, fluindo sob gravidade, através de um viscosímetro capilar de vidro calibrado, na temperatura de interesse, neste caso 40oC, conforme figura abaixo.

A ANP sugere que o valor da viscosidade seja anotado, sem estabelecer um valor máximo ou mínimo.

Corrosividade ao Cobre

Trata-se da avaliação do caráter corrosivo do biodiesel, ou seja, o ensaio de corrosividade ao cobre indica o grau de corrosividade do produto em relação às peças metálicas confeccionadas em ligas de cobre que se encontram presentes nos sistemas de combustível dos veículos e equipamentos, além das instalações de armazenamento.

Cinzas Sulfatadas

Expressam os resíduos inorgânicos, não combustíveis, resultantes após a queima de uma amostra do biodiesel. As cinzas são basicamente constituídas de sais inorgânicos (óxidos metálicos de sódio ou potássio no caso do biodiesel) que são formados após a combustão do produto e se apresentam como abrasivos. A presença de sódio e potássio no biodiesel indica resíduos do catalisador utilizado durante a reação de transesterificação e que não foram removidos na sua totalidade no processo de purificação do biodiesel. Teores de cinzas acima das especificadas pela ANP (prejudicam os pistões, anéis, bombas injetoras e injetores as cinzas podem obstruir os bicos injetores), turbocompressores, câmara de combustão, etc.

Número de Cetano

O índice de o ctano ou octanagem dos combustíveis está para motores do ciclo Otto, da mesma forma que o índice de cetano ou cetanagem está para os motores do ciclo Diesel. Portanto quanto maior for o índice de cetano de um combustível, melhor será a combustão desse combustível num motor diesel.

O índice de cetano médio do biodiesel é 60, enquanto para o óleo diesel mineral a cetanagem situa -se entre 48 a 52, bastante menor, sendo esta a razão pelo qual o biodiesel queima muito melhor num motor diesel que o próprio óleo diesel mineral.

Teor de Enxofre

Como os óleos vegetais e as gorduras de animais não possuem enxofre, o biodiesel é completamente isento desse elemento. Os produtos derivados do enxofre são bastante danoso ao meio ambiente, ao motor e seus pertences. .
Depreende-se que o biodiesel é um combustível limpo, enquanto o diesel mineral, possuindo enxofre, danifica a flora, a fauna, o homem e o motor.

Poder Calorífico

O poder calorífico de um combustível indica a quantidade de energia desenvolvida pelo combustível por unidade de massa, quando ele é queimado. No caso de um combustível de motores, a queima significa a combustão no funcionamento do motor.

O poder calorífico do biodiesel é muito próximo do poder calorífico do óleo diesel mineral. A diferença média em favor do óleo diesel do petróleo situa-se na ordem de somente 5%. Entretanto, com uma combustão mais completa, o biodiesel possui um consumo específico eqüivalente ao diesel mineral.

Ponto de Névoa e de Fluidez

O ponto de névoa é a temperatura em que o líquido, por refrigeração, começa a ficar turvo, e o ponto de fluidez é a temperatura em que o líquido não mais escoa livremente.

Tanto o ponto de fluidez como o ponto de névoa do biodiesel varia segundo a matéria prima que lhe d eu origem, e ainda, a o álcool utilizado na reação de transesterificação.

Estas propriedades são consideradas importantes no que diz respeito à temperatura ambientes onde o combustível deva ser armazenado e utilizado.

Todavia, no Brasil, de norte a sul, as temperaturas são amenas, constituindo nenhum problema de congelamento do combustível, sobretudo porque pretende-se usar o biodiesel em mistura com o óleo diesel mineral.

Poder de Solvência

O biodiesel, sendo constituído por uma mistura de ésteres de ácidos carboxílicos, solubiliza um grupo muito grande de substâncias orgânicas, incluindo-se as resinas que compõem as tintas. Dessa forma, cuidados especiais com o manuseio do biodiesel devem ser tomados para evitar danos à pintura dos veículos, nas proximidades do ponto ou bocal de abastecimento.