1. AVALIAÇÃO E DESEMPENHO DO BIODIESEL PRODUZIDO NA
PLANTA PILOTO DA FACULDADE DO GAMA/UnB
Maico Santana Pereira1
, Maria Del Pilar Hidalgo Falla2
, Lucas Gallerani Souza 3
, Ricardo Hosannah de
Carvalho4
, Daniel Felipe Rocha Melo5
, Carlos Alberto Gurgel Veras6
, Wagnei Lemes Martins7
1
Engenharia de Energia,maico_df@hotmail.com; 2
Engenharia de Energia,drapilar@gmail.com; 3
Engenharia de Energia,lucasgallerani
@hotmail.com; 4
Engenharia Mecânica, ricardi7n@hotmail.com; 5
Engenharia Mecânica, stratosdaniel@ig.com.br ; 6
Engenharia Mecânica,
gurgel@unb.br; 7
Engenharia Mecânica, wagnei77@hotmail.com.
Universidade de Brasília/Faculdade do Gama, Área especial 2 lote 14 Setor Central Gama-DF, www.fga.unb.br, (61) 34849719
RESUMO
Uma preocupação marcante do governo brasileiro tem sido como a qualidade do Biodiesel visto que este tem
seu percentual cada vez maior no Diesel comercial. Dessa forma estudos dessas misturas são de estrema
importância para a indústria, visto que a qualidade desse combustível impacta diretamente na produção
industrial. Com isso o artigo trata de testes de Potência e Consumo realizados com Biodiesel produzido na
Faculdade UnB/Gama e a partir deles, uma aplicação do B50 (Tabela 1) no Gerador Heimer.
Palavras Chave: Biodiesel, Potência e Consumo.
ABSTRACT
EVALUATION AND PERFORMANCE OF BIODIESEL MADE IN PILOT PLANT COLLEGE OF GAMA/UnB
An outstanding concern of the Brazilian government has been the quality of biodiesel since it has increased its
percentage in the business diesel. Thus studies of these mixtures are of extreme importance for the industry,
since the quality of this fuel has a direct impact on industrial production. This article deals with the tests
performed with power consumption and biodiesel produced in the UNB College / Gama and from them, an
application of B50 (Table 1) of the generator Heimer.
Keywords: Biodiesel, Potency and Consumption.
INTRODUÇÃO
Com o aumento da porcentagem de Biodiesel no Diesel comercial (RESOLUÇÃO N°6, 2009) é
importante um estudo efetivo das diferentes concentrações desse Bicombustível, bem com suas características de
consumo. Dessa forma a aposta no Biodiesel provém da vantagem de sua adaptabilidade aos motores de ciclo
diesel, pois enquanto outras fontes limpas de combustível necessitam de adaptação dos motores, o biodiesel pode
ser utilizado diretamente, misturado ao diesel ou não, sendo este capaz de atender toda a frota já existente
movida a diesel. (LEMES, 2012)
Dessa forma as analises de desempenho e consumo formam um panorama de qualidade e desempenho
das misturas que posteriomente seram comercializadas no Brasil, senvindo como base e exemplo para futuros
trabalhos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Produção do Biodiesel
A produção do Biodiesel foi realizado na microusina da FGA/UnB, utilizando como matéria prima óleo
de soja, segundo rota metílica e com catalisador KOH (Ver Figura 1). Esta consiste em uma reação de
transisterificação (no tanque do Reator), na qual o óleo vegetal reage com álcool (metanol) na presença de um
catalisador (KOH), para formar éster monoalquíllicos (biodiesel) e glicerina (LEMES, 2012). A mistura passa
entao ao tanque de decantação, onde permanece por cerca de 6 horas.
Esta mistura Biodisel/Glicerina é saparada e o Biodiesel segue então para etapas de lavagem. Essa
ocorre em tres e etapas.
1) A primeira lavagem realizada com 0,5% de HClconcentrado diluido em água, para neutralização do pH
do biodiesel.
2) A segunda lavagem realizada com uma solução de 5% de NaCl diluido em água, para facilitar a
retirada do sabão produzido.
3) Por fim pode-se lavar o biodiesel com água potavel para retirar o restante das impuresas.
Após a lavagem o biodiesel é então encaminhado ao tanque de secagem, onde a pressão e mantida em
200 psi e temperatura de 100°C. Nesta etapa a água contida no biodiesel em forma de emulsão é retirada,
deixando o biodiesel pronto para realização dos testes.

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Figura 1. Usina Móvel de Biodiesel UnB/Fga com gerador Heimer.
Figure 1. Mobile plant of biodiesel Unb/Fga with generator Heimer.
Preparação das misturas Diesel/Biodiesel
O Brasil estabeleceu através da resolução da n°6 de 2009, que todo Diesel comercializado em território
nacional a partir de 1° de janeiro de 2010 devesse conter em sua composição no mínimo 5% de biodiesel. No
preparo das misturas Diesel/Biodiesel considerou-se como B0 o diesel comercial, partindo então para os demais
percentuais das misturas do bicombustível (ver Tabela 1).
Tabela 1. Nomenclatura das misturas de Diesel/Biodiesel.
Table 1. Nomenclature of mixtures of Diesel / Biodiesel.
Nome Porcentagem de Biodiesel em volume no Diesel
B0 DIESEL COMERCIAL
B5 5%
B15 15%
B25 25%
B50 50%
B75 75%
B100 BIODIESEL PURO
Avaliação do desempenho
Para a avaliação do desempenho do biodiesel produzido na planta da FGA/UnB, foram realizados testes
de Potência e Vazão de combustível. Na Figura 2 apresentamos um esquema da bancada experimental para
realizar estes testes. Esta consiste em um motor de ciclo diesel (ciclo Otto de 4 tempos) e um dinamômetro
SCHENCK modelo D210-1e (210kW, 600N.m, 10000rpm), hidráulico. Para o monitoramento necessário das
condições de funcionamento do motor, utilizamos os seguintes instrumentos: Bureta calibrada (volume de
combustível consumido), indicador de carga em kP, indicadores analógicos de temperatura (temperatura de
entrada e saída da água de arrefecimento do motor) e células de carga( torque disponível no eixo cardã).
Figura 2. Modelo esquemático de bancada experimental.
Figure 2. Schematic model of the test rig.

3. Utilizou-se o motor Q20B4,236 Diesel, do fabricante Massey Perkinks S.A, com ciclo de 4 tempos,
diâmetro de 0.09843m, curso de 0.127m, com 4 cilindros e disposição em linha, seqüência de ignição 1-3-4-2,
volume deslocado do motor 3870cm3
, com taxa de compressão 16:1, temperatura máxima na saída de água 80°C
e sistema de arrefecimento Liquido (água sem aditivos).
Figura 3. Dinamômetro Hidraulico SCHENCK.
Figure 3. Hydraulic Dynamometer SCHENCK.
Para determinar a eficiência das misturas de Biodiesel/Diesel fez-se a medição do torque e potência,
comparando os resultados obtidos com os padrões medidos, neste caso o do Diesel comercial. Os teste realizados
com o dinamômetro determinam o torque máximo de cada rotação. A partir deste dado aplica-se
çã
1000
Segundo a norma ABNT-NBR158 (ABNT, 1996) o valor encontrado deve ser corrido por um fator de
1,17 para considerar a menor massa específica de oxidante em função da altitude de Brasília, portanto a nova
equação é dada por:
_ 1,17.
Outro teste utilizado na caracterização da eficiência é a medição da Vazão mássica de combustível, que
consiste em medir a variação de combustível em dois reservatórios posicionados com o auxilio de uma balança
de precisão (Ver Figura 3).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Quando comparado ao Diesel, o Biodiesel apresenta viscosidade maior e baixa volatilidade (JURLIN
XUE, 2011), tais fatores juntamente com o poder calorífico do biodiesel que é também inferior ao diesel, faz
com que a potência máxima atingida pelo biocombustível (39 kW) seja menor que a potência máxima atingida
pelo combustível fóssil (54 kW) para rotação de 2500rpm (ver Figura 4).
Figura 4. Gráfico de Rotação(rpm) X Potência, para as misturas BO e B100.
Figure 4. Graph of Speed (rpm) X Power, for mixtures BO and B100
1 6 5 0 2 0 0 0 2 5 0 0 2 8 0 0
3 5
4 0
4 5
5 0
5 5
6 0
Potência(kW)
R o ta ç ã o ( r p m )
D ie s e l ( B 0 )
B io d ie s e l ( B 1 0 0 )

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A mesma curva anterior foi traçada para as diferentes misturas de Biodiesel, fica evidente que com o
aumento do percentual de Biodiesel a potência máxima é observada em 2500rpm, conforme o aumento da
concentração da mistura ( Ver Figura 5).
1650 2000 2500 2800
0
10
20
30
40
Potência(kW)
Rotação (rpm)
B5
B15
B25
B50
B75
Figura 5. Gráfico de Rotação(rpm) X Potência, para as misturas B5-B75.
Figure 5. Graph of Speed (rpm) X Power, for mixtures B5-B75.
Coma a viscosidade do biodiesel e bem maior que do diesel, cerca de 56% (BUENO, 2006), a
interferência direta no consumo, a bomba injeta um volume maior de biodiesel. Este fato fica evidente na Figura
6, onde inicialmente o B0 para baixas rotação tem consumo baixo (125 kg/kW), enquanto que o B100 inicia com
um valor bem acima (275 kg/kW), a curva parece deslocada em ambas as amostras porém se comparada em altas
rotações (2725 rpm) a diferença entre eles alcança cerca de 13% mais consumo de B100.
1500 2000 2500 3000
250
300
350
400
Consumo(kg/kW)
Rotação (rpm)
B0
B100
Figura 6. Gráfico de Consumo (kg/kW) X Rotação (rpm), para B0 e B100.
Figure 6. Graph of Consumption (kg / kW) X Speed (rpm) for B0 and B100
Com o aumento das concentrações de Biodiesel na mistura para elevadas rotações também se eleva o consumo,
este tem o seu valor máximo para 2800rpm cerca de 380kg/kW no B75, enquanto que para o B5 esse valor se
aproxima de 320(kg/kW).(ver Figura 7).

5. Figura 7. Gráfico de Consumo (kg/kW) X Rotação (rpm), para B5-B75.
Figure 7. Graph of Consumption (kg / kW) X Speed (rpm) for B5- B75.
Desempenho do B50 no Gerador Heimer.
Partindo dessas analises, avaliamos o desempenho do B50 no gerador Heimer 740W (Figura 1), desta
forma a usina/gerador foi abastecido com essa mistura. Primeiramente se misturou o diesel comercial com o
biodiesel fabricado, para que houvesse uma melhor interação entre ambos, visto que estes apresentam uma
diferença de viscosidade notável (JURLIN XUE, 2011), podendo assim gerar uma decantação do Biodiesel mais
denso, este fato fica evidente no teste realizado em bancada (Figura 8).
Figura 8.Teste de bancada: 1-B100, 2-B0 e 3- Mistura sem agitação de B50.
Figure 8. Test of bench: 1-100-B, 2-B 0 and 3 - B50 mixture without stirring.
O diesel comercializado no Brasil já apresenta 5% em volume de Biodiesel, o que significa que dos 40L
adicionados, 2L deste já eram Biodiesel de uma fonte desconhecida. Desta forma para que se obtivesse uma
consonância aproximada de B50, optou-se por usar 36L de biodiesel que como mais 2L já presentes no Diesel
totalizaram 38L, sendo o restante diesel, com isso o volume total final ficou em torno de 76L.
A mistura de combustível foi diretamente adicionada ao tanque, que por sua vez ficou ligado em torno
de 12 horas consecutivas. (Figura 3)
1650
2000
2500
2800 0
100
200
300
400
B5
B15
B25
B50
B75
Consumo(kg/kW)
Rotação (rpm
)

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Figura 3. Adição do B50 no tanque do Gerador.
Figure 3. Addition of B50 in the tank generator.
Os resultados obtidos, com um total de 12 horas de funcionamento interrupto, apresentaram bom
desenvolvimento, o motor não perdeu força de torque em nenhum momento.
Contudo com os testes de desempenho realizados se aconselha que a mistura ideal para o
funcionamento de um motor de 4 tempos seja de 15-25% de Biodiesel.
CONCLUSÃO
As analises de consumo e potência nos permitem concluir que ainda há muito para se estudar os efeitos
das misturas Diesel/Biodiesel, porem já é possível estimar o percentual ideal dessa mistura que se encontra na
faixa de B15 e B25, visto dentro desse panorama a mistura é capaz de atender as exigências mecânicas
necessárias para um bom funcionamento do motor sem afetar as seu desempenho.
O teste com B50, no gerador Heimer da Usina da UnB/FGA, no que diz respeito ao seu funcionamento
não acarretou grandes prejuízos imediatos, contudo ao se desligar o gerador passando cerca de 24hrs sem uso ao
retornar as atividades percebe-se uma dificuldade de partida a frio e um notável aumento de consumo. Por isso
futuramente quando abastecido novamente o gerador vai se optar para um percentual menor de Biodiesel
utilizaremos o B20, devido a segurança que estes mostraram nos testes realizados de consumo e potência.
Uma analise complementar que pode ser feita é o estudo das emissões das diferentes misturas, pois
assim teremos base para afirmar qual o bicombustível mais sustentável, visto que um dos interesses na utilização
da mistura é um combustível mais limpo ecologicamente.
AGRADECIMENTOS
A Faculdade do Gama (UnB), ao departamento de Engenharia de Energia,ao Decanato de Assuntos
Comunitários DAC-UnB, pelas bolsas concedidas e ao Decanato de Ensino de Graduação pelo apoio concedido.
REFERÊNCIAS
ABNT NBR 1585 (Associação Brasileira de Normas Técnicas) - Padrão brasileiro adotado para
homologação de potência de veículos comercializados no Brasil.
BUENO, A. V. Analise da operação de motores diesel com misturas parciais de biodiesel. Campinas:
UNICAMP, 2006.
JILINXUE, T.E.; Effect of Biodiesel on Engine Performance and Emissions. Renewable and
sustainable Energy Reviews, Vol.15, 2011.
LEMES, R. M.(2012). Avaliação de Desempenho de Biodiesel da planta piloto da UnB. Brasília, 4
julho de 2012. Engenharia Mecânica, UnB. 2012.
RESOLUÇÃO N°6. Conselho Nacional de Politica Energetica, 2009. Disponovel em: <
http://nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/folder_resolucoes/resolucoes_cnpe/2009/rcnpe%206%20-
%202009.xml>. Acesso em: jun. 2012.