O óleo diesel é uma mistura de hidrocarbonetos líquidos, obtido por destilação fracionada do óleo cru e é utilizado como combustível para motores diesel, para aquecimento ou para a produção de eletricidade.
Muitas vezes é inadequadamente chamada de nafta, que se distingue por um melhor processo de refino e para diferentes usos.
O combustível diesel encontra suas primeiras aplicações no campo mecânico entre 1893 e 1897, quando nas oficinas da MAN (Maschinenfabrik Augsburg Nuremberg) em Augusta, Rudolf Diesel realizou as primeiras investigações que levaram à invenção do motor Diesel. Seu nome deriva de ter sido utilizado, no passado, para obter gás a partir de óleo mineral, por vaporização e pirólise.
O óleo diesel é uma mistura contendo hidrocarbonetos alifáticos (também cíclicos) com 13 a 18 átomos de carbono e parafinas.
O óleo diesel, que tem uma temperatura de ponto de fulgor mais alta que a gasolina, é menos inflamável e, portanto, inerentemente mais seguro que a gasolina. As características específicas estão relacionadas ao uso final do combustível.
Como o diesel é produzido?
O método clássico de produção de diesel é realizado pela destilação fracionada do petróleo bruto com temperatura média de saída da torre de fracionamento de aproximadamente 350°C.
O gasóleo também pode ser produzido através de um processo de craqueamento em que hidrocarbonetos de maior peso molecular são fragmentados na presença de um catalisador ou através de um processo de transformação do metano em alcanos de cadeia longa, tomando o nome de GTL (Gas to Liquid).
Biocombustível similar, similar em características e uso, derivado de fontes renováveis é chamado de biodiesel.
Na prática atual, muitas vezes são utilizadas misturas de gasóleos produzidos com as diversas técnicas, mantendo o petrodiesel como base, de forma a otimizar a produção e minimizar os limites intrínsecos de cada tecnologia: por exemplo, a forte dependência da qualidade do petróleo bruto para destilados, o custo do processo de craqueamento e as dificuldades de armazenamento do biodiesel.
O que é petrodiesel?
O diesel obtido de fontes não renováveis é simplesmente chamado de gasóleo ou, em inglês, petrodiesel. A qualidade está fortemente ligada à do petróleo bruto original e ao método de destilação. O principal método de produção é a destilação fracionada de petróleo bruto em que a separação do diesel é obtida na torre de fracionamento a uma temperatura de 350°C.
Outro método de produção de diesel é o craqueamento no qual hidrocarbonetos de maior peso molecular são quebrados na presença de um catalisador.
O que é diesel sintético?
O óleo diesel pode ser sintetizado artificialmente por diferentes processos (diesel sintético).
O gasóleo pode ser produzido a partir do gás metano através de um processo de catalisador de cobalto. Este processo leva o nome de GTL (Gas to Liquid) e permite ter um diesel sem enxofre e que a princípio (com o mesmo sistema de catalisador) pode reduzir pela metade a formação de nanopartículas e óxidos de nitrogênio. Neste campo, o grupo Volkswagen, em colaboração com a Royal Dutch Shell, é pioneiro porque o considera um combustível alternativo valioso que não elimina a produção de alimentos nem as florestas. A Shell usa GTL como componente do combustível diesel V-Power misturado com óleo de petróleo.
A produção de diesel também é possível a partir de vários tipos de biomassa, como madeira, sementes de girassol, resíduos de alimentos, resíduos de esgoto, etc. através de processos de secagem e gaseificação para obtenção de gás sintético, similar ao gás natural, composto principalmente de metano. Após a purificação pelo processo Fischer-Tropsch, é produzido gasóleo sintético.
Para que serve o diesel?
Diesel para transporte
O óleo diesel é utilizado principalmente para o abastecimento de motores de combustão interna de combustão espontânea, denominados motores ciclo diesel, utilizados para veículos automotores. Nesses motores, o diesel é injetado diretamente na câmara de combustão, é levado a altos valores de pressão e temperatura por compressão e entra em combustão espontânea na presença de ar.
Os requisitos que o gasóleo deve cumprir para a venda são definidos a nível europeu pela especificação de referência EN 590 emitida pelo CEN e implementada em Itália como UNI EN 590. As características do gasóleo que têm impacto ambiental (por exemplo, o teor de enxofre) foram definido pela União Europeia na Diretiva 2009/30/EC.
Diesel para combustão estacionária
O uso de óleo de combustão estacionário, ou para alimentar uma câmara de combustão integrada a uma caldeira de aquecimento ou a um gerador de vapor, impõe características menos severas. Comparado ao diesel de transporte, não tem limite de cetano, admite maior teor de enxofre (0,1% vs. 0,035%) e tem maior ponto de ebulição.
Diesel destinado à combustão estacionária
Para o gasóleo destinado à combustão estacionária, não é indicada uma temperatura máxima na qual 95% do produto deve ser destilado, a chamada T95. Este parâmetro é muito importante no diesel (ajustado em 360°C) porque permite limitar a presença de frações pesadas de diesel que são basicamente responsáveis pelo aumento de partículas.
Diesel para motores de barco
Os motores diesel marítimos de médio porte usam um gasóleo leve que às vezes é chamado de combustível diesel. É um diesel específico, que talvez fosse mais apropriado chamar de nafta, com alto ponto de ebulição e alto teor de enxofre.
Atualmente a norma de referência internacional é a ISO 8217, provavelmente serão emitidas regulamentações mais rigorosas no futuro, especialmente na área do Mediterrâneo.
Características do diesel para transporte
As principais características observadas são:
Aparência física, qual a cor do diesel?
O diesel deve ter uma aparência clara. Sua cor não é definida com precisão, pois depende muito do processo de produção e da presença de corantes introduzidos para fins fiscais.
Uma cor opalescente pode indicar anormalidade ou sofisticação, como a presença de compostos instáveis ou a presença de impurezas ou contaminação bacteriana.
Qual é a sua composição?
O teor de enxofre é um parâmetro muito importante, na verdade é considerado um forte poluente e ao longo do tempo houve uma redução contínua do teor de enxofre no diesel por razões ambientais.
Atualmente o limite é fixado em um máximo de 10 mg/kg. No entanto, o mesmo enxofre é responsável pelo poder lubrificante natural do diesel e, por isso, são introduzidos aditivos no diesel para aumentar seu poder lubrificante. Com a norma EN 590, é introduzida a possibilidade de adicionar uma parte de biodiesel ao óleo diesel, estabelecendo um máximo de 7%.
Biodiesel ou mais apropriadamente FAME (ésteres metílicos de ácidos graxos) é, como diz a sigla, uma mistura de ésteres obtida por um processo de transesterificação de ácidos graxos de origem vegetal com álcool metílico.
Poluição e impacto no meio ambiente
Os contaminantes do diesel são divididos de acordo com sua origem, líquidos, sólidos ou bactérias. O principal contaminante líquido é a água, que prejudica muito todo o sistema de combustível (projetado para ser autolubrificante), pois não consegue manter sua lubrificação, causando oxidação, desgaste prematuro das bombas e injetores, além de não conseguir queimar. Na especificação de referência EN 590 afirma-se que o teor máximo de água deve ser inferior a 200 mg/kg, ou seja, inferior a 0,02%.
Contaminantes sólidos incluem areia e poeira que podem causar desgaste prematuro de bombas e injetores, além de serem capazes de impedir o fluxo adequado no sistema de combustível. Na especificação de referência EN 590, é definido um máximo de 24 mg/kg deste tipo de contaminante.
A contaminação bacteriana do diesel é de particular importância: de fato, é um bom substrato para o crescimento de micróbios e especialmente fungos. A adição permitida de acordo com a especificação de referência EN 590 por uma porcentagem (atualmente 7%) de biodiesel causou um aumento no problema, uma vez que a porcentagem de biodiesel traz consigo tanto "substrato vivo" quanto água, o que permite uma reprodução muito rápida de bactérias e microorganismos.
O problema se manifesta fundamentalmente na geração de algas pretas e uma consistência borrachosa que com o tempo vai enchendo a bomba que extrai o diesel do tanque, o que provoca um esforço maior até a ruptura completa.
Fluência
Um requisito importante para o diesel automotivo são suas propriedades de resfriamento, representadas pela temperatura na qual o combustível começa a turvar e se opõe ao aumento da resistência ao fluxo dentro de um determinado filtro.
Por esta razão, a especificação de referência EN 590 contempla a presença durante o período de inverno em algumas áreas do chamado diesel "Ártico", totalmente eficiente até temperaturas de -21°C.
Qual é o número de cetano do diesel?
O número de cetano indica o atraso entre a injeção e o início da combustão. Um alto índice de cetano indica uma queima de óleo mais eficiente e, portanto, oferece melhor desempenho. O número mínimo de cetano exigido hoje em óleos diesel é 51.
Por questões de segurança e regularidade da combustão, é importante que esteja livre de frações leves ou pesadas, responsáveis pela formação de depósitos de carbono e combustão incompleta. A densidade é de 835 kg/m³, seu poder calorífico é de cerca de 40,9 MJ/kg (ou 10200 kcal/kg).