Diesel, também conhecido como diesel, é um combustível derivado do petróleo usado principalmente em motores de combustão interna de ignição por compressão, comumente chamados de motores diesel.
Do ponto de vista técnico, o diesel é uma mistura de hidrocarbonetos, composta principalmente por moléculas com cadeias mais longas que as da gasolina. Isto lhe confere propriedades físicas e químicas distintas que o tornam adequado para aplicações que exigem energia sustentada e eficiência térmica.
A seguir, exploraremos detalhadamente as propriedades físicas e químicas do diesel, bem como sua relação com desempenho, segurança e impacto ambiental.
Composição diesel
O diesel é composto principalmente por hidrocarbonetos saturados (parafinas) e aromáticos com cadeias de carbono que geralmente variam entre 10 e 22 átomos de carbono por molécula. A proporção específica destes compostos varia dependendo do tipo de diesel e do processo de refino.
Existem diferentes qualidades de diesel, como o diesel com baixo teor de enxofre e o diesel sintético, que são obtidos a partir de fontes alternativas como o gás natural ou a biomassa.
Em geral, os hidrocarbonetos presentes no diesel conferem-lhe uma elevada densidade energética, o que significa que pode libertar uma grande quantidade de energia quando queimado.
Porém, esta composição também influencia outras propriedades, como viscosidade, ponto de fulgor e emissões geradas durante a combustão.
Propriedades físicas do diesel
Abaixo mostro as principais propriedades físicas do diesel:
Densidade
A densidade do diesel é superior à da gasolina e costuma variar entre 0,82 e 0,85 g/cm³. Isto torna-o mais pesado e denso, o que tem um impacto positivo na sua densidade energética. No mesmo volume, o diesel contém mais energia que a gasolina, o que contribui para a maior eficiência dos motores diesel em termos de quilômetros por litro. No entanto, esta densidade mais elevada também significa que o gasóleo gera mais emissões de CO₂ por litro queimado.
Gosma
O diesel é mais viscoso que a gasolina, o que significa que é menos fluido à temperatura ambiente. Sua viscosidade varia entre 2 e 4 centistokes a 40 °C, dependendo da formulação e da regulamentação local. Esta propriedade é importante porque afeta a atomização do combustível nos injetores do motor.
Se a viscosidade for muito alta, o combustível pode formar gotas grandes em vez de uma névoa fina, reduzindo a eficiência da combustão.
Para melhorar seu desempenho em climas frios, são adicionados aditivos que reduzem a viscosidade e evitam a formação de cristais de parafina que podem entupir os filtros de combustível.
Ponto de inflamação
O ponto de inflamação do diesel é significativamente superior ao da gasolina, variando entre 52°C e 96°C.
Esta propriedade torna o combustível diesel menos volátil e, portanto, menos inflamável sob condições normais de armazenamento e manuseio.
Este recurso contribui para a sua segurança, pois o diesel tem menos probabilidade de pegar fogo acidentalmente em comparação com a gasolina.
Volatilidade
O diesel é menos volátil que a gasolina, o que significa que evapora mais lentamente à temperatura ambiente. Isto se deve às suas moléculas maiores e mais pesadas. Embora sua baixa volatilidade possa dificultar a partida do motor em climas frios, também reduz as perdas por evaporação durante o armazenamento e transporte.
Cor e cheiro
O diesel tem uma cor que pode variar do amarelo claro ao marrom, dependendo da sua qualidade e do teor de enxofre. Seu odor característico, mais forte e penetrante que o da gasolina, deve-se à presença de hidrocarbonetos aromáticos e compostos de enxofre.
Propriedades químicas do diesel
Abaixo apresento as principais propriedades químicas que este combustível apresenta:
Combustão
A combustão do diesel ocorre em um motor por meio de um processo de ignição por compressão, onde o ar é comprimido em altas pressões até atingir temperaturas altas o suficiente para inflamar o combustível sem a necessidade de faísca. A equação geral para a combustão completa deste combustível é:
C n H m + O₂ → CO v + H v O + energia
Em condições ideais, o diesel queima completamente para formar dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), liberando uma grande quantidade de energia. Porém, na prática, a combustão incompleta pode gerar subprodutos como monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos não queimados, fuligem e óxidos de nitrogênio (NOₓ).
número de cetano
O número de cetano mede a facilidade com que o diesel se inflama sob compressão. Um número de cetano mais alto indica que o combustível inflama mais facilmente e produz uma combustão mais suave, reduzindo a detonação do motor e melhorando o desempenho. Os combustíveis diesel típicos têm um índice de cetano entre 40 e 55.
Este parâmetro é equivalente ao índice de octanas da gasolina, embora meça uma propriedade diferente. Combustíveis com menor índice de cetano podem causar problemas de ignição e aumentar as emissões de poluentes.
Conteúdo de enxofre
O teor de enxofre no diesel tem sido sujeito a regulamentações rigorosas devido ao seu impacto ambiental. O enxofre, presente na forma de compostos de enxofre, gera dióxido de enxofre (SO₂) quando queimado, gás que contribui para a chuva ácida e para problemas de qualidade do ar. Os motores diesel modernos apresentam tipicamente baixo ou ultra baixo teor de enxofre, com níveis não superiores a 15 partes por milhão (ppm) em muitos países.
4. Estabilidade química
O diesel é relativamente estável durante o armazenamento, embora possa oxidar e formar gomas e depósitos se exposto ao ar por longos períodos.
Essa oxidação pode afetar o desempenho do combustível e entupir os injetores do motor. Para mitigar esse problema, antioxidantes são adicionados ao diesel.
Além disso, o diesel pode ficar contaminado com água, o que pode estimular o crescimento de microrganismos nos tanques de armazenamento. Esse problema é resolvido com o uso de aditivos antimicrobianos e a retirada periódica da água acumulada.
Impacto dos aditivos
Os aditivos no diesel melhoram o seu desempenho e a sua sustentabilidade ambiental. Alguns dos aditivos mais comuns incluem:
- Melhoradores de cetano: aumentam a classificação de cetano e melhoram a ignição.
- Aditivos anticongelantes: evitam a formação de cristais de parafina em climas frios.
- Aditivos detergentes: reduzem a formação de depósitos nos injetores e válvulas.
- Estabilizadores: melhoram a vida útil do combustível, evitando a oxidação.
Segurança e manuseio de diesel
O diesel é menos inflamável que a gasolina, o que o torna mais seguro durante o transporte e armazenamento.
Porém, o manuseio requer precauções, pois a exposição prolongada a vapores ou líquidos pode causar irritações na pele e problemas respiratórios. O contato com o solo ou fontes de água também pode ter efeitos ambientais negativos devido à sua natureza poluente.