Análise de desempenho de um motor turbo diesel adaptado para operar no modo dual (diesel e gás natural) através da utilização de um kit dual-fuel

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: LUNA, Francisco Everton Tavares de
• Orientador(a): GUERRERO, Jorge Recarte Henriquez, JAGUARIBE, Emerson Freitas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Motor diesel; Ciclo dual; Kit dual-fuel; Emissões de poluentes
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/68362

Motores Diesel são amplamente usados em sistemas estacionários para geração de energia elétrica ou força motriz em veículos de passeio e de transporte de carga e passageiros. Isto se deve aos seus excepcionais desempenhos, elevadas taxas de compressão e de potência, e longas vidas úteis. Em contrapartida, liberam grandes volumes de NOx, de fumaças e de particulados. A substituição do diesel pelo gás natural pode mitigar as emissões e, como consequência, os danos ao meio ambiente, aproveitando as vantagens do motor ciclo Diesel. Uma forma de tornar possível esta substituição é pela adaptação do motor Diesel ao Modo Dual. A tecnologia Dual-Fuel tem demonstrado ser uma solução adequada, que garante boas características de combustão em todos os níveis de carga do motor e redução efetiva das emissões de NOx e material particulado. Percebe-se, todavia, que os kits Dual-Fuel comercializados atualmente, possuem alto custo de aquisição e necessitam de mão de obra especializada para instalá-los. Nesse contexto, o presente estudo além de descrever os aspectos dessa adaptação, analisa comparativamente, o desempenho de um motor turbodiesel, tornado dual, examinando-se, ainda, os resultados econômicos e as emissões de poluentes. Como resultado deste trabalho, foi desenvolvido um kit de conversão, de baixo custo, de fácil manutenção, que garante resultados satisfatórios em comparação ao controle manual. Esse kit Dual-Fuel foi desenvolvido em conjunto com uma equipe do Laboratório de Inovação da Universidade Federal da Paraíba, em João Pessoa. No estudo foi utilizado um motor Diesel turbinado, de quatro cilindros, da marca Perkins, modelo 1104C-44TAG2. A concepção dual desse motor foi possível através da introdução do kit Dual-Fuel e de mínimas adequações do motor. O gás natural que é aspirado juntamente com o ar, é submetido, na sequência, à todas etapas do ciclo Diesel convencional. Os resultados obtidos mostraram que, de modo geral, em quase todas as potências analisadas o motor dual permitiu reduzir os custos com combustível, sendo da ordem de 53% para uma potência de 70 kWe, a maior potência considerada nos ensaios. Além disso, nas cargas mais altas, foi possível obter reduções significativas nas emissões de particulados e de CO2. Em baixas e médias cargas o motor dual também apresentou reduções nas emissões de NOx e aumento nas emissões de CO.