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Óleo Diesel

Combustível derivado do petróleo, constituído basicamente por hidrocarbonetos,  o óleo diesel é um composto formados principalmente por átomos de carbono, hidrogênio e em baixas concentrações por enxofre, nitrogênio e oxigênio e selecionados de acordo com as características de ignição e de escoamento adequadas ao funcionamento dos motores diesel. É um produto inflamável, medianamente tóxico, volátil, límpido, isento de material em suspensão e com odor forte e característico.
O óleo diesel é utilizado em motores de combustão interna e ignição por compressão (motores do ciclo diesel) empregados nas mais diversas aplicações, tais como: automóveis, furgões, ônibus, caminhões, pequenas embarcações marítimas, máquinas de grande porte, locomotivas, navios e aplicações estacionárias (geradores elétricos, por exemplo). Em função dos tipos de aplicações ¹, o óleo diesel apresenta características² e cuidados diferenciados.
Produção
A partir do refino do petróleo obtém-se, pelo processo inicial de destilação atmosférica, entre outras, as frações denominadas de óleo diesel leve e pesado, básicas para a produção de óleo diesel. A elas podem ser agregadas outras frações como a nafta, o querosene e o gasóleo leve de vácuo resultando no produto conhecido como óleo diesel. A incorporação destas frações e de outras obtidas por outros processos de refinação, dependerá da demanda global de derivados de petróleo pelo mercado consumidor.
O atual modelo energético brasileiro é apoiado entre outros pontos, no transporte de cargas em motores diesel, por via rodoviária, em detrimento do transporte ferroviário, fluvial ou cabotagem. Isso faz com que o óleo diesel seja o derivado propulsor do refino em nosso país, correspondendo a 34% volume do barril de petróleo. Na maioria dos outros países do mundo, esta demanda situa-se entre 15 e 25% volume do barril de petróleo, sendo a gasolina o produto que comanda o refino, situação mais fácil de atender em função das características dos petróleos e dos esquemas de refino disponíveis mundialmente.
Para atender o suprimento do mercado nacional de derivados, com qualidade requerida e com custos competitivos, a Petrobras Distribuidora opera suas refinarias priorizando a produção de diesel.
De forma a garantir a qualidade de seus produtos, bem como desenvolver melhorias, a Petrobras Distribuidora tem continuamente adequado o seu parque de refino destacando-se a implantação das unidades de hidrotratamento de diesel, processo que permite aumentar a produção de diesel a partir do refino de diferentes tipos de petróleo, reduzindo o seu teor de enxofre.

Conheça aqui³ a portaria da ANP que estabelece especificações para comercialização de óleo diesel no território nacional.

¹Tipos de Diesel

O óleo diesel pode ser classificado, de acordo com sua aplicação, nos seguintes tipos:


Óleo diesel automotivo

O óleo diesel automotivo é dividido em subgrupos que permitem sua adequação às necessidades ambientais e dos usuários.

Tem-se os seguintes tipos de diesel automotivo:

·        Óleo Diesel Interior (máximo 0,35% de enxofre)

O óleo diesel interior é utilizado nas regiões com as maiores frotas em circulação e condições climáticas adversas a dispersão dos gases resultantes da combustão do óleo diesel, necessitando de maior controle das emissões.


·        Extra Diesel Aditivado

O Extra Diesel Aditivado é um óleo diesel que contém um pacote multifuncional de aditivos com objetivo de manter limpo o sistema de alimentação de combustível, reduzir o desgaste dos bicos injetores, reduzir a formação de sedimentos e depósitos, proporcionar melhor separação da água eventualmente presente no diesel e conferir maior proteção anticorrosiva a todo o sistema de alimentação.

A utilização continuada do Extra Diesel Aditivado garante uma pulverização mais eficaz do combustível na câmara de combustão, permitindo uma mistura mais homogênea do combustível com o ar, melhorando o rendimento do motor, evitando o desperdício de óleo diesel e reduzindo as emissões, contribuindo para uma melhor qualidade do ar.

a2

a3

Pulverização Eficiente

Pulverização Deficiente



A utilização do  Diesel Aditivado traz, como conseqüência, a redução da freqüência de manutenção dos componentes do sistema de alimentação e o aumento da vida útil do motor.

 ·        De referência (também chamado diesel padrão)

O chamado óleo diesel de referência é produzido especialmente para as companhias montadoras de veículos a diesel, que o utilizam para a homologação de motores nos ensaios de consumo, desempenho e de emissões.

Óleo diesel marítimo


Também ocorrem subdivisões no caso do óleo diesel marítimo de forma a se dispor da qualidade requerida pelo usuário. São encontrados os seguintes tipos, comercializados no país e/ou destinados à exportação:

·        Marítimo comercial

Destinado a motores diesel utilizado em embarcações marítimas. Difere do óleo diesel automotivo comercial apenas na necessidade de se especificar a característica de ponto de fulgor relacionada a maior segurança deste produto em embarcações marítimas. Como ponto de fulgor entende-se a menor temperatura que o óleo diesel vaporiza em quantidade suficiente para formar com o ar uma mistura explosiva, capaz de se inflamar momentaneamente, quando sobre ele se incidir uma chama (fonte de ignição). Para o óleo diesel marítimo o ponto de fulgor é fixado em um valor mínimo de 60°C.

·       Especial para a Marinha / Ártico

Os tipos Especial para a marinha e Ártico são produzidos para atender necessidades militares e apresentam maior rigidez quanto às características de ignição, de volatilidade, de escoamento a baixas temperaturas e de teor de enxofre. Isto se deve às condições adversas de sua utilização em embarcações militares - rapidez e desempenho -

² Características do Óleo Diesel

O óleo diesel é produzido de modo a atender os diversos requisitos em sua utilização em motores e tem algumas características controladas para que os veículos tenham desempenho adequado, com emissões de acordo com as normas estabelecidas pelos órgãos ambientais.


· Qualidade de Ignição

Diferentemente dos motores à gasolina ou álcool que aspiram uma mistura ar/combustível e têm uma ignição por centelha (velas de ignição), nos motores diesel o início da combustão se dá por auto-ignição do combustível. Nesses motores diesel, o ar aspirado para o interior do cilindro é comprimido pelo pistão, de forma a elevar a temperatura.

O combustível é injetado diretamente na câmara de combustão, imediatamente antes do instante em que o processo de combustão deva ser iniciado. O tempo decorrido entre o início da injeção e o início da combustão é chamado de atraso de ignição. Este atraso é conseqüência do tempo requerido para que ocorra a pulverização, aquecimento e evaporação do combustível, a sua mistura com o ar seguidos das reações químicas precursoras da combustão e finalmente da auto-ignição da mistura. Quanto menor for o atraso melhor será a qualidade de ignição do combustível. Um atraso longo provoca um acúmulo de combustível sem queimar na câmara, que quando entra em auto-ignição, já fora do ponto ideal, provoca aumento brusco de pressão e um forte ruído característico, chamado de batida diesel.

A qualidade de ignição do diesel pode ser medida pelo seu número de cetano (NC) ou calculado pelo índice de cetano (IC). O número de cetano é obtido através de um ensaio padronizado do combustível em um motor mono-cilíndrico, onde compara-se o seu atraso de ignição em relação a um combustível padrão com número de cetano conhecido.

O combustível padrão é uma mistura equivalente de n-hexadecano ou cetano (NC = 100) e alfametilnaftaleno (NC = 0). Portanto um combustível com NC = 45, tem a mesma qualidade de ignição que uma mistura dos padrões acima contendo 45% de cetano. O heptametilnonano (HMN), com NC = 15, foi adotado como o limite inferior da escala, em substituição ao alfa-metilnaftaleno do procedimento original, por ser um produto mais estável.

O índice de cetano é calculado através das correlações baseadas em propriedades físicas do combustível rotineiramente determinadas. Esse índice é função do ponto de destilação médio (T 50%) e da densidade, apresentando boa correlação com o número de cetano.

O número de cetano adequado para motores diesel, em geral situa-se na faixa de 40 a 60. Valores inferiores a 40 podem causar fumaça na descarga, com aumento de consumo, perda de potência, aumento de ruído (batida). Por outro lado, se o diesel proporciona que o motor arranque com facilidade e opere satisfatoriamente, tanto em marcha lenta quanto com carga total, não se verificará ganhos significativos com o aumento do número de cetano, podendo-se até piorar o desempenho para valores muito altos.


· Volatilidade

As frações mais leves do óleo diesel, isto é, de menores temperaturas de ebulição, devem ser controladas por questões de segurança no manuseio, transporte e armazenagem devido aos riscos de inflamabilidade.

As frações mais pesadas, de vaporização mais difícil, devem ser controladas, pela necessidade de se vaporizar totalmente o óleo diesel quando ele é injetado na câmara de combustão. A vaporização completa do diesel possibilita a redução das emissões de particulados, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e combustível não queimado.


· Densidade

Indica a quantidade de massa por unidade de volume do combustível que é injetada no motor. Como a bomba injetora alimenta o motor com volumes constantes para cada condição de operação, variando-se a densidade, varia-se a massa de combustível injetada. Valores acima desta, causam um enriquecimento da mistura ar/combustível, provocando o aumento das emissões de particulados, monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos. Por outro lado, a variação para valores muito baixos, acarreta perda de potência e problemas de dirigibilidade.

Portanto, é importante controlar a especificação da faixa de densidade do diesel de modo a não causar variações no funcionamento dos motores.


· Teor de Enxofre

Os petróleos contém compostos de enxofre, muito dos quais são removidos pelo refino.

Os óxidos de enxofre formados pela combustão do óleo diesel podem ser descarregados para a atmosfera ou se transformar em ácidos na câmara de combustão. Menores teores de enxofre no diesel apresentam os seguintes efeitos:

s1

s2

s3

s4

s5

NO MOTOR:

redução do desgaste de anéis e cilindros
redução de depósitos nos cilindros

.

s6

NAS EMISSÕES:

redução dos particulados
redução dos óxidos de enxofre

.

s7

s8

s9

s10

· Pulverização e Escoamento a Baixas Temperaturas
É necessário que mesmo às baixas temperaturas o diesel escoe perfeitamente desde a sua saída do tanque até ser injetado na câmara de combustão. Para isto, na produção de óleo diesel controlam-se propriedades relacionadas ao escoamento em baixas temperaturas, que são a viscosidade, o ponto de névoa e o ponto de entupimento.
A viscosidade deve ser tal que assegure o escoamento do produto do tanque até a câmara de combustão, execute a função lubrificante do diesel em relação aos componentes do sistema de injeção e promova a boa pulverização do diesel injetado na câmara. Valores de viscosidade dentro da faixa de controle conduzem aos seguintes efeitos:


NO MOTOR:

penetração e dispersão corretas do óleo diesel
lubrificação adequada do sistema de injeção
redução de desgaste do bico injetor e do pistão

.

NAS EMISSÕES:

redução da fumaça e dos particulados

.

NO VEÍCULO:

otimização no consumo de combustível

.

As outras duas propriedades controladas - ponto de névoa e de entupimento - influem diretamente no escoamento a baixas temperaturas, permitindo facilidade de partida nestas condições. O ponto de entupimento representa a maior temperatura em que o diesel, quando resfriado não flui através de um filtro padronizado, ou leva mais de 60 segundos para passar através desse filtro.
· Propriedades do Óleo Diesel x Desempenho do Motor


PROPRIEDADE

O QUE É?

O QUE AFETA?

Densidade

Massa contida em
determinado volume

Potência, emissões e
economia de combustível

Viscosidade

Tempo de escoamento do
combustível em capilar
padronizado

Atomização, lubrificação
do sistema de injeção

Destilação

Faixa de temperatura de
vaporização à pressão
atmosférica

Potência, fumaça,
depósitos no motor

Número de cetano

Qualidade de ignição

Fumaça, partida a frio,
ruído, economia de
combustível, emissões

Teor de enxofre

Enxofre total presente

Desgaste de cilindros e anéis,
depósitos no motor, emissões

Resíduo de carbono

Tendência à formação
de depósitos de carbono

Depósitos de coque
em partes do motor

Estabilidade a oxidação

Tendência a formação
de borra, goma aderente
e escurecimento

Estocagem, filtros,
bicos injetores, bomba injetora

Cinzas

Conteúdo de material inorgânico
(teor elevado indica existência
de contaminação)

Acelera entupimento de filtros

Ponto de fulgor

Temperatura mais baixa na qual
o produto se vaporiza em
quantidade suficiente para formar
uma mistura inflamável com ar

Segurança, sistema de
injeção tamponamento

Corrosividade ao cobre

Potencial de corrosividade
do produto face a presença
de enxofre e seus derivados

Vida útil dos tanques,
linhas e partes internas
do motor

Ponto de entupimento

Temperatura de início de
cristalização de parafinas

Entupimento de filtro,
escoamento de combustível

Água e sedimentos

Contaminação com
água e impurezas

Entupimento de filtro,
desgaste de bomba,
desgaste de bico injetor,
borra no tanque, corrosão,
combustão



5) Especificações

· Especificação para Óleo Diesel Automotivo Comercial - Tab. I


Características

Unidade

Especific

ações (1)

Mét

odos

TIPOS

.

A
(2) (*)

B
(3) (6)

C
(6) (*)

D
(6)

ABNT

ASTM / IP

Aparência

.

Aspecto

..

Límpido

e isento de

impurezas

Visual

Visual

Cor ASTM, máx.

.

3,0

3,0

3,0

3,0

MB-351

D-1500

Composição

..

Enxofre, máx.

% m/m

1,00

0,50

0,30

0,20

MB-902

D-1552,
D-2622 ou
D-4294

Volatilidade

..

Destilação

.

.

.

.

.

NBR-9619

D-86

- 50% recuperados

°C

245-310

245-310

245-310

245-310

.

.

- 85% recuperados

°C

370

370

360

360

.

.

Densidade
a 20/4 °C

..

0,82
a 0,88

0,82
a 0,88

0,82
a 0,88

0,82
a 0,87

NBR-7148

D-1298 ou
D-4052

Fluidez

..

.

.

.

.

.

.

Viscosidade 40°C

CSt

1,6 - 6,0

1,6 - 6,0

1,6 - 6,0

1,6 - 6,0

NBR-10441

D-445

Ponto de
entupimento
de filtro a frio,
máx.

°C

(4)

(4)

(4)

(4)

.

IP-309

Corrosão

..

.

.

.

.

.

.

Corrosividade
ao cobre
(3h a 50°C),
máx.

.

2

2

2

2

MB-287

D-130

Combustão

..

.

.

.

.

.

.

Cinzas, máx.

% m/m

0,020

0,020

0,020

0,020

NBR-9842

D-482

RCR,
nos 10% finais
da destilação,
máx.

% m/m

0,25

0,25

0,25

0,25

MB-290

D-524

Número de
cetano, mín.

..

40 (5)

40 (5)

42 (5)

42 (5)

.

D-613

Contaminantes

..

.

.

.

.

.

.

Água e
sedimentos

% v/v

0,05

0,05

0,05

0,05

.

D-1796

1. Todos os limites especificados são valores absolutos de acordo com a Norma ASTM E 29.
2. Comercializado no País, exceto nas capitais citadas na Tabela IV e deixará de ser comercializado a partir de janeiro de 1998, sendo substituído pelo óleo diesel tipo "B".
3. Óleo diesel comercializado nas regiões metropolitanas das capitais constantes da Tabela IV até outubro de 1997. A partir de janeiro de 1998, será comercializado em todo o Brasil, fora das regiões metropolitanas citadas.
4. Conforme Tabela II.
5. Fica permitido, alternativamente ao ensaio de número de cetano, a utilização do índice de cetano calculado pelo método ASTM D 4737, com valor mínimo de 45. Em caso de desacordo de resultados prevalecerá o valor do número de cetano.
6. Será comercializado nas regiões metropolitanas, de acordo com o Programa de Melhoria de Qualidade do Óleo Diesel.
7. Extinto.·

Ponto de Entupimento de Filtros a Frio - Tab. II


Unidade da Federação

Jan. a Mar./Dez.

Abr./Out./Nov.

Mai. a Set.

DF - GO - MG - ES - RJ

13,0

11,0

7,0

SP - MT - MS

12,0

9,0

5,0

PR - SC - RS

11,0

8,0

2,0

(C, valores máximos)


· Especificação para Óleo Diesel Marítimo - Tab. III


MÉTODOS

Características

Unidade

Especificações (1)

ABNT

ASTM / IP

APARÊNCIA

Límpido e isento
de impurezas

Visual

Visual

Aspecto

Cor ASTM, máx.

3,0

MB-351

D-1500

COMPOSIÇÃO

Enxofre, máx.

% mín.

1,00

MB-902

D-1552,
D-2622 ou
D-4294

VOLATILIDADE

Destilação

°C

NBR-9619

D-86

- 50% recuperados

245,0 - 310,0

- 85% recuperados, máx.

370,0

Ponto de fulgor, mín.

°C

60

MB-48

D-93 ou
D-56

Densidade a 20/4°C

0,8200 a 0,8800

NBR-7148

D-1298 ou
D-4052

FLUIDEZ

Viscosidade a 40°C

CSt

1,600 - 6,000

NBR-10441

D-445

Ponto de entupimento
de filtro a frio, máx.

°C

(2)

.

IP-309

CORROSÃO

Corrosividade ao cobre
(3h a 50°C), máx.


.

2

MB-287

D-130

COMBUSTÃO

Cinzas, máx.

% m/m

0,020

NBR-9842

D-482

RCR, nos 10% finais da destilação, máx.

% m/m

0,25

MB-290

D-524

N° de cetano, mín.

.

40 (3)

.

D-613

CONTAMINANTES

Água e sedimentos

% v/v

0,05

.

D-1796

1. Todos os limites especificados são valores absolutos de acordo com a Norma ASTM E 29.
2. Conforme TABELA II.
3. Fica permitido, alternativamente ao ensaio de número de cetano, a utilização do índice de cetano calculado pelo método ASTM D 4737, com valor mínimo de 45. Em caso de desacordo de resultados prevalecerá o valor do número de cetano.

· Cronograma de Implantação do Programa de Melhoria do Óleo Diesel - Tab. IV


Tipos
de óleo
diesel

ATUAL

OUT/1997

JAN/1998

JAN/2000

D

.

.

São Paulo,
Santos,
Cubatão,
Rio de Janeiro,
Salvador,
Aracajú,
Recife
e Fortaleza

Nas anteriores e
Porto Alegre,
Curitiba,
São José
dos Campos,
Campinas,
Belo Horizonte
e Belém

C

São Paulo,
Santos,
Cubatão,
Salvador e
Aracaju

Nas anteriores e
Porto Alegre,
Curitiba,
São José
dos Campos,
Campinas,
Rio de Janeiro,
Belo Horizonte,
Recife,
Fortaleza
e Belém

Porto Alegre,
Curitiba,
São José
dos Campos,
Campinas,
Belo Horizonte
e Belém

Extinto

B

Porto Alegre,
Curitiba,
Rio de Janeiro,
Belo Horizonte,
Recife e
Fortaleza

.

Demais
regiões

Demais
regiões

A

Demais regiões

Demais regiões

Extinto

Extinto


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