O diesel, também conhecido como diesel, é um combustível derivado do petróleo bruto obtido por meio de processos de refino.
Este hidrocarboneto líquido é amplamente utilizado para abastecer motores de combustão interna em veículos, gerar eletricidade e fornecer energia para aquecimento. A seguir são detalhadas suas principais características físicas, químicas e aplicações.
Composição e propriedades químicas do diesel
O óleo diesel é uma mistura complexa de hidrocarbonetos alifáticos, incluindo compostos cíclicos e parafínicos, contendo entre 13 e 18 átomos de carbono. Esta composição confere-lhe maior densidade e maior ponto de inflamação que a gasolina, o que a torna menos inflamável e, portanto, mais segura para manuseio e armazenamento.
O teor de enxofre no diesel tem sido historicamente um problema ambiental. No entanto, os regulamentos modernos, como a EN 590 na Europa, reduziram drasticamente a sua concentração para menos de 10 mg/kg. Este limite é crucial para minimizar as emissões de dióxido de enxofre (SO₂) e de partículas durante a combustão. Apesar disso, o enxofre também cumpre uma função lubrificante, o que tem obrigado os fabricantes a adicionar aditivos que compensam a sua eliminação.
Produção e obtenção de diesel
O diesel é produzido por diversos métodos, entre os quais estão:
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Destilação fracionada: É o processo clássico, no qual o petróleo bruto é aquecido em uma torre de fracionamento. O diesel é extraído a uma faixa de temperatura em torno de 350 °C. A qualidade do combustível depende diretamente das características do petróleo bruto e da precisão do processo de refino.
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Craqueamento catalítico: Este método envolve a fragmentação de hidrocarbonetos pesados em moléculas mais leves através do uso de catalisadores. É uma técnica eficiente que permite otimizar a produção de diesel, mas com elevado custo energético e económico.
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Síntese GTL (Gas to Liquid): O processo GTL converte gás natural (metano) em hidrocarbonetos líquidos através do uso de um catalisador, produzindo um diesel de alta pureza sem teor de enxofre. Este tipo de gasóleo reduz significativamente as emissões de partículas e de óxidos de azoto (NOx). Além disso, empresas como a Shell integraram o GTL em combustíveis premium, como o V-Power.
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Diesel renovável: Conhecido como biodiesel, é produzido a partir de biomassa (óleos vegetais, resíduos agrícolas, etc.) por meio de um processo de transesterificação. Embora seja considerado mais sustentável, apresenta desafios em termos de armazenamento e mistura com diesel fóssil.
Tipos de diesel e suas aplicações
diesel automotivo
O diesel é amplamente utilizado em motores do ciclo Diesel, onde é injetado diretamente na câmara de combustão.
Para cumprir as regulamentações europeias, como a EN 590, o gasóleo deve ter propriedades específicas, como um índice de cetano mínimo de 51 e um baixo teor de enxofre. Estas características garantem uma combustão mais eficiente e menos poluente.
Diesel para combustão estacionária
Esse tipo de diesel, utilizado em caldeiras e geradores, possui especificações menos rígidas. Permite maior teor de enxofre (até 0,1%) e não requer ponto máximo de destilação (T95). Isto reduz os custos de produção, mas também implica um maior impacto ambiental.
diesel marítimo
Os motores diesel utilizados em navios utilizam um combustível com alto ponto de ebulição e maior teor de enxofre.
A norma ISO 8217 regulamenta este tipo de combustível, embora se espere que regulamentos futuros limitem ainda mais as suas emissões, especialmente em regiões como o Mediterrâneo.
Propriedades físicas do diesel
Aparência e cor
O diesel deve estar límpido e livre de impurezas visíveis. Sua cor varia dependendo do processo de produção e dos aditivos utilizados, embora tons opalescentes possam indicar contaminação ou degradação do produto.
Densidade e valor calorífico
A densidade do diesel é de aproximadamente 835 kg/m³, o que lhe confere maior eficiência energética por volume em relação à gasolina. Seu poder calorífico é de cerca de 40,9 MJ/kg (10.200 kcal/kg), tornando-o um combustível eficiente para aplicações de longo alcance.
Propriedades de baixa temperatura
Uma característica fundamental do diesel é o seu comportamento em climas frios. Em baixas temperaturas, podem formar-se cristais de parafina que obstruem os filtros de combustível. Por esta razão, a norma EN 590 estabelece requisitos para garantir a fluidez do gasóleo no inverno, incluindo variantes árticas que operam até -21 °C.
número de cetano
O número de cetano mede a facilidade com que o combustível diesel entra em ignição em um motor. Valores mais elevados (mínimo 51 segundo EN 590) indicam uma combustão mais rápida e eficiente, o que melhora o desempenho e reduz as emissões poluentes.
Impacto ambiental e poluição
O diesel gera diversas emissões poluentes, dentre as quais estão:
- Dióxido de carbono (CO₂): Principal gás de efeito estufa produzido durante a combustão.
- Óxidos de nitrogênio (NOx): Responsáveis pela formação de smog e chuva ácida.
- Partículas finas (PM): emitidas em maior quantidade que nos motores a gasolina, o que representa risco à saúde respiratória.
Para mitigar estes efeitos, os combustíveis modernos incluem aditivos e são combinados com biodiesel para reduzir as emissões. Porém, a presença do biodiesel também aumenta o risco de contaminação bacteriana, uma vez que este componente atrai água, facilitando o crescimento de microrganismos nos tanques de armazenamento.
Problemas de poluição diesel
O diesel, embora eficiente como combustível, representa poluição ambiental significativa e problemas de saúde pública. Um dos principais poluentes associados ao uso do diesel é o dióxido de nitrogênio (NO₂), um gás tóxico que contribui para a poluição atmosférica e pode causar sérios problemas respiratórios. Além disso, os motores diesel emitem partículas finas (PM2,5 e PM10), que penetram profundamente nos pulmões e no sistema cardiovascular, aumentando o risco de doenças como asma, cancro do pulmão e problemas cardíacos.
Outro aspecto preocupante é o teor de enxofre no óleo diesel. Embora os regulamentos modernos, como a EN 590 na Europa, tenham reduzido drasticamente o teor de enxofre para menos de 10 mg/kg, a sua presença histórica contribuiu para a chuva ácida e para a poluição do solo e da água.
A utilização do biodiesel em misturas também apresenta outros inconvenientes, como a contaminação bacteriana nos tanques, que pode causar problemas de armazenamento e degradação do combustível.
As áreas urbanas, onde o tráfego é denso, são especialmente vulneráveis, e estão a ser procuradas alternativas mais limpas, como a electrificação e a utilização de combustíveis sintéticos, para mitigar estes problemas.