USO DIRETO DE ÓLEO DE POLPA DA MACAÚBA EXTRATIVISTA EM MOTOR 1

MARCELO MENCARINI LIMA¹, BERND HERMANNS² E HILMAR WOLF³ 2

INTRODUÇÃO 3

O uso direto óleo vegetal (ou Straight Vegetable Oil – SVO), da polpa da 4

macaúba (Acrocomia Aculeata), para motor de ciclo diesel é pouco relatado na 5

literatura. O teste realizado pelo grupo de pesquisa indicou grande possibilidade de 6

utilização como alternativa sustentável, no Brasil e Paraguai, países possuidores das 7

principais agroindústrias no mundo: Ynca, cavallaro, Bisa, Royale, CooperRiachão, 8

Indhor e Paradigma Óleos Vegetais. Entretanto, conforme Lima (2011) em nenhuma 9

dessas foi obtida informação de uso desse óleo da macaúba como combustível 10

sustentável. O Paraguai chegou a processar, anualmente, até 100 mil toneladas de 11

mBocaya (Acrocomia Totai), mas a pressão urbana sobre os maciços florestais, 12

diminuiu a capacidade de oferta da matéria-prima em 30%. Esta pesquisa aplicou a 13

técnica SVO na prática, seguindo as recomendações de Gregg (2008), por considerar 14

potencialmente econômico obter-se óleo de polpa de macaúba, conforme Pimentel et. al. 15

(2009), pois há possibilidade de se obter óleo do extrativismo com baixo valor agregado 16

para o consumo como biocombustíveis, principalmente porque existem pesquisas com 17

macaúba a exemplo da Embrapa (figura 1), UFV e Acrotech, as quais contribuirão para 18

o aumento da escala de produção de óleo da polpa da macaúba. Esta pesquisa reforçou a 19

afirmativa de Lima (2011): “não realizar a transesterificação do ácido graxo para 20

biodiesel”. A seguir é apresentada a metodologia. 21

MATERIAL E MÉTODOS 22

Os materiais utilizados pelos autores, do presente trabalho, em junho de 2012, 23

constituíram-se de modificações relativamente simples em um motor de ciclo diesel 24

para funcionar com SVO de óleo de polpa de macaúba, dentre as quais uma adaptação 25

para aquecimento do óleo antes da bomba injetora, utilizando-se o calor da água de 26

arrefecimento (figura 2). Para fins dos testes mecânicos, foi utilizado um motor 27

Volkswagen AP 1.6, com bomba injetora rotatória mecânica (figura 3), que motorizava 28

um protótipo, veículo Gurgel Carajás, ano 1986. Antes da realização dos testes com o 29

1Embrapa: marcelo.mencarini@embrapa.br ² Autônomo: info@palmoel-aus-brasilien.de ³ Autônomo: http://www.wolf-pflanzenoel-technik.de

combustível, o motor, que à época tinha 30 mil km, foi reformado e todos os reparos e 30

manutenções necessários foram realizados, tais como juntas, anéis de segmento e óleos 31

lubrificantes. O material óleo vegetal (figura 4), foi obtido junto à Cooperativa agrícola 32

de Riachão (CooperRiachão), extrativistas da região de Mirabela (MG). Apresentava 33

alta acidez, proveniente de ácidos graxos livres, pois estava estocado fazia um ano. 34

35

O método de testagem se deu em duas fases. A primeira fase do teste de 36

funcionamento se deu após a manutenção do veiculo. Percorreu-se um trajeto conhecido 37

de 100 km, aplicando-se diesel fóssil (S 1800). O objetivo foi criar os parâmetros de 38

comparação: 1) O consumo foi de 13,0 km/l, 2) Emissão visual de material particulado 39

intensidade alta, sob rotações do motor acima de 1800 rpm, 3) Tempo de 93 minutos 40

para percorrer 100 km, dando em média 64,5 km/h, 4) Temperatura máxima do motor 41

75°C. A segunda fase do teste ocorreu mediante a aplicação do SVO de óleo de polpa da 42

macaúba puro, através de um tanque acessório (figura 4). Foram percorridos os 100 km 43

do mesmo trajeto conhecido na fase 1. Após o teste, toda a parte de injeção de óleo 44

combustível foi desmontada para inspeção e foi possível diagnosticar os efeitos do óleo 45

de polpa da macaúba sobre os componentes. O veículo passou a utilizar diesel S10. Já 46

percorreu 5 mil km sem apresentar problemas no motor. 47

RESULTADOS E DISCUSSÃO 48

Os dados primários do uso do combustível SVO de óleo de polpa da macaúba 49

puro comparativamente com o S 1800, no motor, indicaram de maneira geral boa 50

condição de funcionamento. Observou-se que, com a modificação realizada, o 51

procedimento de partida do motor frio não exigiu a adição de diesel fóssil, durante todas 52

as tentativas realizadas. A lubricidade dos componentes internos, o torque e a potencia 53

aparentaram satisfatórios, após iniciado o funcionamento. Foram observadas as 54

seguintes características: 1) Menos emissão de material particulado visualmente em 55

40% menos, sob condição de rotações do motor acima de 1800 rpm. 2) O tempo para 56

percorrer o trajeto de 100 km não apresentou alteração. 3) A temperatura de 57

funcionamento do motor sofreu aumento de aproximadamente 5°C, em subidas 58

íngremes, que exigiam rotações do motor acima de 3000 rpm, para as mesmas 59

condições ambientais (calor externo) a que foi submetido quando com diesel. 4) O 60

consumo foi de 8 % superior, média de 12 km/l. Ao serem desmontadas a bomba 61

injetora e os bicos injetores foi possível diagnosticar os efeitos da goma do óleo de 62

polpa da macaúba sobre as paredes e dos componentes internos. Nos bicos injetores 63

iniciou-se o processo de entupimento. Essas características indesejáveis eram esperadas, 64

pois o teste foi realizado sem a obtenção da viscosidade recomendável para iniciar-se a 65

aplicação do óleo vegetal, uma vez que a temperatura do óleo somente atingia valores 66

próximos a 75°C, 15 minutos após o motor encontrar-se em funcionamento, e um 67

consumidor final não aguardaria esse tempo. A temperatura é o fator para modificar a 68

característica física do óleo (GREGG, 2008). Na possibilidade de replicação do 69

experimento deve-se evitar o funcionamento fora das condições de temperatura ideal, o 70

suprimento de combustível teria que ser mediante dois tanques, um com diesel e outro 71

com o óleo vegetal, para limpar o sistema após a utilização. Alternativamente seria o 72

aumento da pressão de injeção, mediante a substituição da bomba injetora por outra que 73

apresentasse características de alta pressão, mas o objetivo foi de testar nas condições 74

originais do motor. Os ajustes na técnica de adaptação do motor são fundamentais para 75

o sucesso em seu funcionamento, sob pena de ocorrer depósitos, carbonização nos 76

componentes e no óleo de lubrificação. Uma vez corrigidas as ineficiências observadas, 77

considera-se viável obter-se pleno êxito para óleo de polpa da macaúba neste tipo de 78

motor com pré-camara, ou seja injeção indireta, conforme preconiza Gregg (2008) para 79

motores da década de 1980 da Volkswagen e Mercedes Bens. O objetivo é 80

modificarem-se os motores e apenas as características físicas do óleo para adaptar seu 81

funcionamento, não suas características químicas. 82

CONCLUSÕES 83

Os testes sinalizaram boas possibilidades na destinação de óleo de polpa do 84

extrativismo da macaúba como biocombustível SVO em motor diesel. Conclui-se que o 85

SVO, sem a retirada da glicerina do óleo requer necessariamente a modificação das 86

características físicas do óleo, quanto à viscosidade. Deve-se monitorar a temperatura de 87

entrada na bomba para sua injeção pulverizada através dos bicos para funcionamento 88

normal no motor. A qualidade do óleo de polpa acidificado quando usado em SVO 89

merece muitos cuidados, pois deve estar pronto para uso. Considera-se que Lima (2011) 90

tem bom fundamento ao recomendar o SVO do óleo do extrativismo da macaúba com a 91

implantação de sistema de produção sustentável de agroflorestas sucessionais, nas 92

Reservas Legais, que evitará concorrer com a produção de alimentos. Os usos 93

tradicionais poderão ser mantidos: sabões e extração de óleo láurico para cosméticos, 94

proveniente da amêndoa, principal matéria prima utilizada no Paraguai. Propõe-se 95

aprofundar estudos que corroborem: 1) O SVO poderá eliminar o processo tecnológico 96

agroindustrial de retirada da glicerina do óleo. 2) Há significativa diminuição das 97

emissões de material particulado do SVO da polpa da macaúba em relação ao diesel 98

S1800. 3) Uso de água e etanol, em forma de névoa no coletor de admissão dos motores 99

de ignição por compressão para diminuir a temperatura (OLIVEIRA JÚNIOR, 2013). 100

REFERÊNCIAS 101

GREGG, Forest. Powering Your Vehicle with Straight Vegetable Oil. New Society 102

Publisher. Canada. 2008. 103

LIMA, Marcelo Mencarini. Análise Transdisciplinar, Evolutiva e Sustentável de 104 uma Filière de Biocombustível: a Macaúba em Montes Claros/ MG. 2011. 316 p: il. 105 Tese (doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Centro de Estudos e 106 Pesquisas em Agronegócios, Programa de Pós-Graduação em Agronegócios. 107

OLIVEIRA JÚNIOR, Lauro de. Efeitos da injeção de água na performance e 108 característica de emissões em motores diesel de injeção direta utilizando misturas 109 diesel-biodiesel. Universidade de Brasilia. Projeto de Graduação Faculdade de 110 Tecnologia. Departamento de Engenharia Mecânica. Brasilia, 2013. 111

PIMENTEL, L., MOTOIKE, S., COSTA, E. W. A., MANFIO, C. E., BRUCKNER, C. 112 H. Estimativa de Custo de Produção e Viabilidade Econômica do Cultivo da 113 Palmeira Macaúba (Acrocomia Aculeata) para Produção de Óleo Vegetal. 114 CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANTAS OLEAGINOSAS, ÒLEOS, GORDURAS 115 E BIODIESEL, 6., 2009. Anais...Montes Claros: UFLA. 2009. 116