Álcool x Gasolina

[ammanzoli]

vi em outro forum e axei legal compratilhar aqui tb


Álcool x Gasolina

Como está em alta aqui a conversão de motores a gasolina para usar álcool como combustível, resolvi escrever este artigo para que se possa ter uma noção dos problemas que podem ocorrer nesta transformação.
Acho que a melhor forma de fazer isto é explicar as diferenças entre os combustíveis e o que isto pode acarretar no comportamento de um motor ciclo Otto.
Assim, quem quiser converter o motor pode te uma idéia dos problemas que podem ocorrer e por que eles ocorrem.

A Gasolina:

A gasolina não é uma substância pura: É uma mistura de centenas de hidrocarbonetos que têm entre 3 a 12 carbonos, proveniente de uma faixa da destilação do petróleo. Há componentes mais leves e mais pesados na gasolina. Conforme o tempo passa, os mais leves se evaporam, deixando apenas os mais pesados. Por isso se diz que a gasolina "ficou velha" ou "estragou". Em aproximadamente 2 meses, a gasolina muda sua composição por causa da evaporação dos componentes leves, sobrando os mais pesados, que costumam ter octanagem menor. Por isto é que a gasolina velha pode causar "batidas de pino" no motor. Normalmente, quanto maior o número de carbonos na cadeia (mais pesada a molécula), menor é a octanagem: Por isto o querosene e outros solventes, se misturados à gasolina, fazem o motor "bater pino". Estes componentes mais pesados também têm uma vaporização mais difícil. Quando expostos ao calor em estado líquido, vão se degradando e formam a conhecida "borra" de gasolina. A gasolina vendida no Brasil tem, por lei, 22% de álcool etílico em volume na sua composição, para reduzir a emissão de poluentes. Outra coisa que não se fala (não sei por que...) é que a gasolina, por conter hidrocarbonetos aromáticos (como o benzeno) na sua composição, é cancerígena, especialmente se inalada em excesso. Com certeza não há estudos sobre isto (não "interessa" que haja...), mas a incidência de câncer entre os frentistas, que trabalham expostos aos vapores da gasolina, provavelmente é muito mais alta do que no resto da população.


O Álcool:

O álcool, ao contrário da gasolina, é uma substância pura (etanol), embora seja encontrado nos postos como sendo uma mistura de 95% de etanol e 5% de água, em volume. É uma molécula cuja fórmula é C2H5OH. Por ter oxigênio na composição, a molécula ganha uma polaridade que faz com que o álcool seja líquido à temperatura ambiente (o etano, C2H6 é um gás) pela maior coesão entre as moléculas. É um combustível que não deixa borras, sendo bem mais "limpo" que a gasolina, ao contrário do que se pensava nos primeiros anos do Proálcool. Tem a desvantagem de ser mais corrosivo no estado líquido que a gasolina, o que demanda um tratamento anticorrosivo nos metais que têm contato com o álcool em sua fase líquida, normalmente através de um revestimento com um metal que não reaja com ele, como o níquel, usado para revestir o Zamak dos carburadores.


As diferenças entre os combustíveis:

-Poder calorífico (capacidade de gerar energia)

O álcool, por conter oxigênio na molécula, tem um poder calorífico menor que o da gasolina, uma vez que o oxigênio (34,7% do peso molecular do etanol é oxigênio) aumenta o peso molecular, mas não produz energia. Isto explica a menor km/l de um motor a álcool em relação ao mesmo motor a gasolina. O álcool hidratado (95%) produz a energia de 20,05 MJ/litro, enquanto a nossa alcoosolina (22% de álcool) produz 27,57 MJ/l. Por aí já se vê que a 1 litro de gasolina produz 37,5% mais energia do que 1 litro de álcool: Daí, em um motor com o mesmo rendimento térmico, um motor a gasolina que fizesse 10 km/l iria fazer 7,27 km/l de álcool.


Proporção estequiométrica:

O álcool tem proporção estequiométrica de 8,4:1 (8,4 partes de ar para cada parte de álcool) em massa, enquanto a gasolina tem 13,5:1. Para a mesma massa de ar, é utilizado 60% a mais de massa de álcool. Em volume, é necessário mais 43% de álcool do que de gasolina. Por isto, bicos para álcool tem que ter uma vazão em torno de 50% maior do que bicos para gasolina. Uma coisa interessante que decorre disto é a seguinte: Apesar de a gasolina fornecer mais 37,5% de energia, o fato de ser necessário 43% a mais de álcool para a mistura faz com que um motor ganhe em torno de 5% de torque e potência só de passar a queimar álcool.


Octanagem

O álcool tem um maior poder antidetonante do que a gasolina. Enquanto a gasolina comum tem 87 octanas, o álcool tem o equivalente a 110 octanas. Isto significa que ele consegue suportar maior compressão sem explodir espontaneamente. Isto faz com que um motor a álcool possa ter uma taxa de compressão maior do que um motor a gasolina. Enquanto as taxas para gasolina variam entre 9 e 10,5:1, as taxas para álcool ficam entre 12 e 13,5:1. Como o rendimento térmico de um motor (rendimento térmico é quantos % da energia do combustível é transformada em movimento pelo motor) aumenta conforme aumenta sua taxa de compressão, os motores a álcool tendem a ter um rendimento térmico maior do que um motor a gasolina, compensando parte do menor poder calorífico. Assim, nosso motor não faria apenas 7,27 km/l, faria algo entre 7,5 e 8 km/l, devido ao melhor aproveitamento da energia do combustível. A velocidade da chama do álcool é menor, demandando maiores avanços de ignição.


Calor de vaporização

O álcool tem um calor de vaporização de 0,744 MJ/l, enquanto a gasolina tem 0,325MJ/l. Isto quer dizer que o álcool necessita de mais do que o dobro de energia para se vaporizar. Esta vaporização acontece dentro do coletor de admissão, nos carros carburados e com injeção monoponto. A energia para vaporizar é conseguida através do calor do motor, que também aquece o coletor. Porém, ao se vaporizar, o combustível diminui a temperatura do coletor, pois está "roubando" energia. Não é difícil concluir que o álcool "rouba" mais que o dobro de energia, diminuindo muito mais a temperatura do coletor. Se a temperatura cair muito, o combustível não se vaporiza mais e caminha em estado líquido pelo coletor, causando uma súbita falta de combustível na mistura, fazendo o motor falhar. Para evitar isto, faz-se passar água do radiador pelo
coletor de admissão, para aquecê-lo. Este aquecimento é muito mais necessário em um motor a álcool, pela sua maior demanda de energia para vaporizar-se.


Ponto de fulgor

Uma explosão é uma reação em cadeia. Quando uma molécula de combustível reage com o oxigênio presente no ar, ela gera energia, que faz com que a molécula vizinha também reaja e por aí vai. O ponto de fulgor é a temperatura a partir da qual pode haver uma quantidade suficiente de combustível vaporizado a ponto de gerar uma reação em cadeia. Bem, o ponto de fulgor do álcool é 13ºC. Isto significa que não é possível haver combustão do álcool abaixo desta temperatura. Isto explica por que
é necessário usar gasolina para a partida a frio em motores a álcool em temperaturas baixas. O ponto de fulgor da gasolina pura é de aproximadamente -40ºC.

Estas 2 propriedades acima decorrem do oxigênio presente na molécula do álcool, que a polariza. Isto faz com que a força de coesão entre as moléculas seja maior do que as da gasolina, que se mantém líquida pelo maior peso de suas moléculas, apolares em sua grande maioria. A menor atração molecular da gasolina é que faz com que esta tenha menores calor de vaporização e ponto de fulgor.

Resumo:

Pelas razões explicadas acima, podemos concluir que, para fazer um motor a gasolina funcionar com álcool, precisam ser feitas as seguintes mudanças:

1) Taxa de compressão (para aproveitar a maior octanagem)
2) Proporção de combustível (43% maior, por causa da relação estequiométrica)
3) Curva de avanço de ignição (menor velocidade de chama)
4) Aquecimento do coletor em coletores úmidos (carb. e monoponto) (maior calor de vaporização)
5) Sistema de partida a frio (alto ponto de fulgor)
6) Niquelamento do carburador (em carros carburados)

O item 1 pode ser conseguido através da utilização de pistões mais cabeçudos ou rebaixamento do cabeçote. E os itens 2 e 3 são feitos remapeando o chip de injeção ou troca de giclês/distribuidor.

Autor: Route
Edit: mgr

Valores aproximandos de octanagem;

TABELA DE OCTANAGEM

TIPO COMBUSTÍVEL --- Nº DE OCTANOS (NO)

GASOLINA COMUM ------------ 87
GASOLINA PREMIUM ---------- 91
GASOLINA PODIUM ----------- 95
ÁLCOOL ----------------------- 110

*Octanagem mede a dificuldade para auto-detonação sobre pressão.
**Gasolina aditivada contém aditivos detergentes e dispersantes que evitam o acúmulo de depósitos no sistema de alimentação porém ao contrário do que muitos pensam gasolina aditivada não tem mais octanos que a comum.

[Stone]

ótimo post!!!!

[Alan Ranieri]

Fiquei na dúvida agora ele diz que a gasolina é composta com a partir de atamos com 3 carbonos (mas isso da propano, propeno, propino) ambos são gases na temperatura ambiente.

Ele disse que quanto mais carbonos menos a resistência a compressão, porque motores a diesel têm taxa de até 25:1?

[leoznfloripa]

legal o post cara
soh nao gosto de lembrar das aulas de quimica
kkkkkk

no alcool anda mais nehhhhh
hehe

abraço

[Stone]

Ele disse que quanto mais carbonos menos a resistência a compressão, porque motores a diesel têm taxa de até 25:1?

aí que tá, não entendo muito de motores diesel, mas sei que diesel é injetado com o motor já na fase de compressão, aí com essa compressão toda o diseel se auto-inflama, por isso que não tem vela

[agm2112]

Por isso converti meu carro para alcool/GNV. Lembrando que o GNV supera as 130 octanas, um motor a alcool é praticamente perfeito pra rodar com gás, quase sem perda de desempenho. Não existe "batida de pino" no meu carro, qualquer que seja o avanço de ignição que eu utilize. No alcool escuto apenas uma leve "batida", pois meu motor está com mais de 14:1 de taxa.

No item "calor de vaporização" já pude notar isso na prática, uma vez que dirigi um verona a alcool que estava com a calefação do coletor obstruída por ferrugem. Ao pisar no acelerador o carro engasgava feio, e tinha um desempenho péssimo. Foi só limpar a tubulação do coletor com ar comprimido que o carro ficou outra coisa.

[Tqf2]

Até hoje não sei pq não fabricam veículos 100% alcool,,, e não só flex

[ammanzoli]

Até hoje não sei pq não fabricam veículos 100% alcool,,, e não só flex

realmente.. era bem, melhor antes so a alcool ou so a gasolina .. assim vc tinha economia .. agora com esse carro flex . sao um M... ou como dizem e igual a pato .. anda / voa / nada .. mas nao faz nada direito ..

e com isso que sempre se ferra e consumidor .. por pode olhar em qualquer lugar vcs vao ver que um carro flex gasta muito mais que de um so combusbivel

[Furious VIPER]

Até hoje não sei pq não fabricam veículos 100% alcool,,, e não só flex

Mas deve ser pelo apelo de "vc escolhe o combustível e não fica refém de apenas um produto"!
Eu por exemplo usei as 4 primeiras "completadas de tanque" com gasolina... pq nem me liguei q meu carro é flex. Depois q me liguei disso, só usei álcool até 2 semanas atrás! Ou seja... eu fiz as contas e vi qual valia mais!!
Agora refiz as contas e a gasolina passou a valer mais à pena...
Se tivesse com apenas um combustível... eu tinha q usá-lo independente do preço... tinha q aceitar e pronto!

[agm2112]

É melhor que todos tenham flex, pra se colocar pressão nos produtores de alcool. Se eles aumentam o preço, não vendem.

[Beto]

Agora fiquei ainda mais orgulhoso de fazer parte do PN , um poste bem elaborado q se alguem contestar ou ñ entender , é pq ñ leu direito ou faz questão de ser do contra . Valeu Ammanzoli . Beto :OK:

[Alan Ranieri]

Agora fiquei ainda mais orgulhoso de fazer parte do PN , um poste bem elaborado q se alguem contestar ou ñ entender , é pq ñ leu direito ou faz questão de ser do contra . Valeu Ammanzoli . Beto :OK:

Isso se refere a mim por fazer duas perguntas do texto?
Não contestei apenas não acredito em tudo que possa ser contraditório. Se acreditar em tudo lê beleza.
No HSW diz outra coisa.

http://ciencia.hsw.uol.com.br/gasolina2.htm

"As primeiras quatro cadeias, CH4 (metano), C2H6 (etano), C3H8 (propano) e C4H10 (butano), são todas gases e fervem a -107, -67, -43 e -18°C, respectivamente. As cadeias com até C18H32 são todas líquidas em temperatura ambiente e as cadeias acima de C19, todas sólidas."

"As cadeias do intervalo C5, C6 e C7 são todas líquidas, muito leves e evaporam facilmente: são as naftas. Ela são usadas como solventes: fluidos para limpeza a seco podem ser produzidos a partir destes líquidos, como também os solventes para tintas e outros produtos de secagem rápida."

"As cadeias de C7H16 até C11H24 são misturadas e usadas para fazer gasolina. Todas elas evaporam a temperaturas abaixo do ponto de ebulição da água. É por isso que a gasolina evapora tão rápido quando é derramada no chão."

[Diego.fcs]

Eu ainda prefiro os motores somente a gasolina, em 2° lugar o somente a alcool, os veículos Flex não tem me agradado muito, vejo muitos muitos que apresentam problemas e aparentam não funcionar tão "redondo" como um motor original somente a gasolina ou original somente a alcool.

[j_antunes]

Mas deve ser pelo apelo de "vc escolhe o combustível e não fica refém de apenas um produto"!
Eu por exemplo usei as 4 primeiras "completadas de tanque" com gasolina... pq nem me liguei q meu carro é flex. Depois q me liguei disso, só usei álcool até 2 semanas atrás! Ou seja... eu fiz as contas e vi qual valia mais!!
Agora refiz as contas e a gasolina passou a valer mais à pena...
Se tivesse com apenas um combustível... eu tinha q usá-lo independente do preço... tinha q aceitar e pronto!

Pois é. Mas com um rendimento até 15% melhor, às vezes ainda compensava usar o combustível desvantajoso. Eu, pessoalmente, gostaria de poder ter a escolha de me privar da escolha a cada abastecimento, comprando um veículo só a álcool. Mas não tenho, a menos que pegue um Del Rey 85 ou algo que não vai ser tão vantajoso assim. O motorzinho do Uno, por exemplo, naquele carro leve, que passa dos 20km/l na versão só a gasolina, não chega a 13km/l com álcool na versão Flex. Tá zoado, isso.

[Tqf2]

Mas deve ser pelo apelo de "vc escolhe o combustível e não fica refém de apenas um produto"!

Ainda assim eu preferia um carro somente alcool..
Se levarmos em conta a diferença na economia e potência de uma somente alcool pra um flex,, mesmo o alcool no flex saindo mais caro que na gasolina... no carro 100% alcool de fábrica ainda é viável......