Teor de água (umidade)

O teor de água (% m/m) é um parâmetro que mede o grau de umidade de um óleo ou gordura e do biodiesel. Por definição, a umidade é a quantidade de água em gramas (g) absorvida por 100 g de amostra. Representa-se em termos de unidade por: g/100g.

A umidade é responsável pela diminuição da energia, por causa do aumento da concentração de ácidos graxos livres, sendo recomendável que o teor de umidade seja abaixo de 1% (ou g/100 g), conforme destacou Santos (2008).

Gerpen & Knothe (2006) enfatizaram que dentre alguns fatores que afetam a qualidade do biodiesel, a água em suspensão representa um problema para os sistemas de injeção de combustível, pois pode favorecer à corrosão de peças (acessórios), cujo ajuste depende o bom funcionamento do motor. Outros pontos elencados pelos autores a respeito da presença da água foram o crescimento microbiano no combustível que incide no aumento do índice de acidez e à formação de borras que entupirão os filtros de combustível.

Pighinelli (2010) acrescentou que a água pode reduzir o tempo de estocagem do biodiesel, favorecendo a separação após a mistura ao diesel mineral. E ainda, por ser o biodiesel mais higroscópico que o diesel fóssil, pode ocorrer hidrólise dos ésteres.

2.7.5 Densidade

A densidade está relacionada aos constituintes de ácidos graxos que compõe a matéria- prima, assim como o seu biodiesel, e a presença das impurezas, não sendo influenciada pelos métodos de produção ou etapas de purificação.

De acordo com Yaakob et al. (2014), o parâmetro tem correlação direta com o processo de oxidação, tanto do óleo quanto do biodiesel. O processo acarreta no aumento da massa de óleo e gordura devido a formação de sedimentos insolúveis e estes aumentam novamente a densidade. Os autores ainda ressaltaram que no caso de estocagem do biodiesel, há uma tendência a aumentar a densidade devido a presença de produtos de oxidação. Em amostras com alto conteúdo de éster de ácidos graxos saturados e pequenas cadeias, a densidade também se torna alta, uma vez que os combustíveis que contêm hidrocarboneto de cadeia mais curta e ácido graxo mais saturado têm mais tendência a serem cristalizados. Com isso, estes resultam na diminuição do seu volume e, portanto, aumentam a densidade, já que conceitualmente a densidade é a massa por unidade de volume (kg/m³).

Knothe & Razon (2017) elucidaram que este parâmetro está especificado apenas pela norma europeia EN 14214, onde faz referência a faixa de 860 - 900 kg/m³ (ρ15°C). Todavia, a

especificação do biodiesel brasileira (Resolução da ANP n° 45/2014) também faz alusão ao parâmetro, com praticamente o mesmo limite (850 - 900 kg/m³), porém a 20 °C. Os autores ainda ressaltaram que a principal razão à existência desta especificação deve-se ao fato de que a densidade afeta o desempenho dos motores, incidindo na combustão. Tal observação também foi citada por Sahar et al. (2018). Contudo é provável que tenha outro fator em termos de distinguir o biodiesel de sua matriz de origem, o óleo, e excluir alguns biodieseis com quantidade significativa de ésteres de ácidos graxos poli-insaturados, isso porque, a densidade aumenta com o aumento da saturação e do conteúdo de átomos mais pesados, complementaram Knothe & Razon (2017).

Outros colaboradores mencionados por Pighinelli (2010) destacaram que vários indicadores de performance, como número de cetano e calor de combustão, também estão associados à densidade, assim como o funcionamento da injeção em sistemas a diesel, que medem o combustível pelo volume, logo uma mudança na massa específica influenciará na potência de saída do motor devido a uma diferença de massa de combustível injetada.

2.7.6 Viscosidade

Define-se viscosidade como sendo a resistência do fluído ao escoamento. Para os óleos que são constituídos com maior quantidade de ácidos graxos de baixo peso molecular,

apresentam uma viscosidade relativamente menor quando comparado aos de elevada massa molar, no entanto seu comportamento segue o mesmo de outros líquidos, quando submetidos ao aumento de temperatura se tornam menos viscosos (Cavalcanti, 2008). Através deste parâmetro foi possível avaliar que o uso direto dos óleos vegetais puros não resultaria, a longo prazo, em bom desempenho do funcionamento do motor, sendo amplamente abandonados como combustível alternativo ao diesel mineral (Knothe & Razon, 2017). Já após conversão à ésteres, a viscosidade cinemática é uma das principais propriedades físicas utilizadas para avaliar o biodiesel, pois está intrinsicamente relacionada à presença dos triglicerídeos que não reagiram, sendo seus maiores valores para ésteres de cadeia longa, com aumento do grau de saturação (Pighinelli, 2010) dos ácidos graxos e dos seus ésteres, e a presença de ácidos graxos livres (Yaakob et al., 2014).

Consensualmente, vários autores, afirmam que a viscosidade cinemática, entre as propriedades físicas, é uma das mais importante, pois não apenas avalia o fluxo em todas as temperaturas a que um combustível pode ser exposto, mas também porque influencia fortemente a atomização de um combustível após injeção na câmara de combustão, podendo causar, entre outros problemas, a formação de depósitos. Quanto maior a viscosidade, maior a tendência do combustível para causar tais problemas. Altas viscosidades podem causar uma baixa atomização do combustível, exigindo mais energia para bombeá-lo, além de aderir nos elementos da bomba e injetores, e ainda causar mais problemas em clima frio já que a viscosidade aumenta quando a temperatura diminui. Enquanto baixos valores de viscosidade também não é desejável, pois podem causar derramamento no sistema de combustível resultando na emissão de fumaça preta devido à baixa combustão (Freire, 2009; Pighinelli, 2010; Cavalcanti, 2013; Yaakob et al., 2014; Knothe & Razon, 2017; Sahar et al., 2018).

Outro problema relevante, apontado por Pighinelli (2010), diz respeito ao período de armazenamento do biodiesel, em que pode ocorrer o aumento na viscosidade, devido a formação de compostos poliméricos oxidados, que formam gomas e sedimentos. A formação de espécies de alto peso molecular é a razão pela qual a viscosidade pode ser usada também como verificação da qualidade do biodiesel armazenado.

De acordo com Freire (2009), o comportamento reológico dos óleos vegetais e seus biodieseis é importante, dado que a reologia está diretamente relacionada com a viscosidade, plasticidade e o fluxo das substâncias, que podem sofrer alterações em sua estrutura em relação as suas propriedades. Os fluidos verdadeiros apresentam uma resistência ao escoamento ou

deformação, resultante da viscosidade do material, essa por sua vez, está diretamente relacionada às forças de Van der Waals e ligações de hidrogênio.

Autores ainda enfatizaram outros fatores que também impactam na viscosidade, tais como, os álcoois, os ésteres etílicos são mais viscosos que os metílicos, as configurações das duplas ligações exercem uma certa influência sendo a configuração cis inferior à trans, a posição das duplas ligações tem um efeito mínimo e as ramificações, estas não influenciam na propriedade física (Knothe 2005a; Damasceno et al., 2013; Yaakob et al., 2014).