Álcool x Gasolina

[waldir]

http://www.4x4brasil.com.br/forum/forum ... olina.html
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 ter uma ideia 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 85 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.

CURIOSIDADE:

Vejam o vídeo mostrando a separação do álcool anidro contido na gasolina. Embora a separação foi precipitada pela água, ocorre o mesmo ao misturar álcool hidratado com a gasolina.

[tyo]

afinal waldir qual é melhor o álcool ou a gasolina?

[vrsilva]

Pra mim que tenho um monza original a alcool e o mesmo está custando 1,59 MUITO melhor o alcool, monzão fazendo 8km/l to no lucro... E outra monza com motor em dia, sensores e atuadores em dia, é só ligar de manhã, esperar uns 2 minutos que pode sair andando de boa, mesmo em dias bem frios, único porém é a partida a frio que só injeta em temperaturas muito baixas, forçando agente a dar varias partidas em dias não tão frias assim... Mas isso se resolve com a instalação de um botão...
No mais to feliz, ontem andei em estrada com ele foram 300km no total e gastei pouco mais de meio tanque, não chegou no 1/4... Dava pra rodar mais uns 100km facil...

[waldir]

afinal waldir qual é melhor o álcool ou a gasolina?

Não se trata a matéria de dizer qual combustível é melhor, mas sim oferecer entendimento de como se comporta a gasolina e o alcool no motor.

Certamente o clube dos 4x4 tem interesse na economia imediata que o álcool/etanol oferece em relação ao preço da gasolina. Porém, a mudança do motor a gasolina para álcool não é o simples trocar a mangueira amarela ou vermelha pela verde nos postos de combustíveis.

O fórum Monzeiros já ofereceu e oferece informações para essa mudança que não pode ser o simples "custe o que custar". Por exemplo, nos EFI's demanda a troca da UCE ou pelo menos o chip de gasolina/álcool; pistões, válvula injetora (bico) e outras' cositas mas'.

Outras informações são relativas ao combustível padrão, se é que temos algum padronizado... haja vista, as misturas com solventes e água.

Um álcool super hidratado, isto é, ao invés de GL 95 for re-hidratado nos postos para 94; 93... e se misturado com gasolina Podium, Super ou Comum vai "roubar" a adição dos 22% de álcool anidro da gasolina e separá-las no tanque. Pela manhã a bomba vai mandar somente álcool talvez um pouco aguado e com sorte por chacoalhar em movimento medidas heterogênias para serem pulverizadas nas câmaras de combustão.

Abs

waldir

[waldir]

Amigos,

fiz uma experiência que contrariou em parte a minha informação que foi:

Um álcool super hidratado, isto é, ao invés de GL 95 for re-hidratado nos postos para 94; 93... e se misturado com gasolina Podium, Super ou Comum vai "roubar" a adição dos 22% de álcool anidro da gasolina e separá-las no tanque. Pela manhã a bomba vai mandar somente álcool talvez um pouco aguado e com sorte por chacoalhar em movimento medidas heterogenias para serem pulverizadas nas câmaras de combustão.

Pois bem, eu misturei 200ml de gasolina com 200 ml de etanol e não houve alteração ou qualquer separação e depois acrescentei à mistura uma colher de chá de água e a mistura se manteve homogenia.

Com certeza o álcool anidro se associou ao álcool hidratado elevando de 95GL para 96 ou 97GL se a proporção for 50/50, mas ainda assim permanece homogenicamente misturado... mesmo quando adicionei alguns ml de água (colher de chá)

De onde podemos inferir que a mistura de 10% até 20% de gasolina no álcool não provocará a separação dos dois combustíveis.

Porém, na queima não sei se provocará dano... será a meu ver uma mistura rica(devido a gasolina + ar) no caso do álcool e desprenderá fuligem na combustão.

Numa situação inversa, acrescentar 20% de álcool na gasolina tornará a mistura pobre sujeita a 'engasgos' (acho)

Mas cabe aqui mais discussões por quem entende quimicamente a mistura e seus resultados na câmara de combustão, que desconheço.



Abs

waldir

[dutra s a]

MESTRE waldir !!!! coisa linda de ser ver nesse video a ponto de se entender o que eu vinha dizendo e cantando a bola a tempos, muito tempo mesmo,
nao se mistura combustiveis , no caso de flex a variaçoes conforme o fabricante indica, alguns dizem que nao tem problemas , outros acredito que seja a maioria , que so se deva misturar no caso de trocar de combustivel quando o que ja ta la tiver ate na metade da reserva. e mais ,

flex só é economico na gasosa mas nunca sera mais economico do que um veiculo de mesma cilindrada que de fabrica foi projetado para usar um unico combustivel seja so etanol ou so gasosa.
isso prova o que eu e ate muitos diziam , ao se misturar voce ira ter 3 destinçoes liquidas no seu tanque !!!!! nesse caso sem muito uso do carro.

outra coisa que eu estava curioso mas que ja matei a uns tempos e voce provou aqui é : a velocidade de explosao entre gasosa e etanol.

nao pensem que por ter dificuldades nas partidas no frio no caso de um carro so a alcool nao possa ter beneficios !!!

se for ver, entre eles no frio , sem injetar gasosa no caso dos a etanol, qual deles ira ter uma lubrificaçao de todo o motor mais completa e sem muito risco de alta pressao da bomba de oleo ate conseguir dar partida mesmo o oleo estando mais grosso no estado frio ? kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

pois no meu , dou umas 2 partidas e depois dou uma injetada ,( quase nada) mesmo porque ja injetou etanol lá, nisso ja subiu o oleo , no caso de partida imediata , ja notei uma bateçao de comando e tucho devido ao ciclo veloz do motor quando pega e depois se estabiliza

usando um etanol de qualidade , a partida é mais rapido e facil, mas eu fiz esse teste e iria apresentar aqui para mais informaçoes , entao deixo a previlegios de participantes aqui relatarem ai algo semelhante ao que estou falando.

em outro caso o meu tem bateçoes de pino, porque adotei um aquecimento do combustivel com o coletor de escape, e posso dizer que agora ele tem mais pegada do que antes com o etanol entrando frio rsrs

mais é isso ai, legal o topico , mandou bem denovo !
abs estamos ai

[dutra s a]

há !, e para a galera que ainda se pergunta qual o melhor , alcool ou gasosa ?
eu respondo :
o melhor é andar com aquele combustivel em que seu motor foi desguinado a trabalhar !!!!

motor a alcool é só alcool, e gasolina é só gasolina e dai pro diante..............

um membro de nossa familia com seu vasto conhecimento pode ajudar bastante, ele é muito bom , o monzaclub20efichz cde nome carlos.

abs estamos ai

[MonzaClub20EFICHZ]

Dutra é óbvio que no caso de carro não flex só se pode usar o combustível próprio.

Mas em flex?

Muita discussão!

Resumindo, defeito da gasolina, suja mais o motor produzindo mais borra e fuligem, defeito do álcool deixa o óleo mais fino "aguado" e com o aumento da potência específica reduz (muito pouco) a vida útil do motor.

Mas isso é um tema muito polêmico!

Para finalizar eu prefiro álcool com trocas mais frequentes de óleo, porque é mais fácil de controlar do que a sujeira no motor produzida pela gasolina.