Aula 9 Combustíveis e combustão

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Situação dos 
combustíveis na 
Terra 
 
Máquinas e Mecanização 
Agrícola 
 
Prof. Reginaldo Gomes Nobre 
Combustão 
• Transforma a energia química potencial contida num combustível; 
• Uma das tecnologias mais antigas da humanidade; 
• Atualmente, a maior parte da energia consumida no mundo (transporte, 
geração de energia elétrica, aquecimento) é fornecida pelo processo de 
combustão; 
• As principais reações desse processo ocorrem entre os componentes do 
combustível e o oxigênio do ar atmosférico, ou ar de combustão; 
• Os principais elementos químicos encontrados na maioria dos 
combustíveis são o carbono e o hidrogênio. 
» Parâmetros Envolvidos na Combustão 
 ▪ Combustível; 
 ▪ Comburente; 
 ▪ Temperatura. 
• Combustão: conj. de fenômenos físicos, químicos e termodinâmicos que 
acompanham a reação de oxidação de um combustível. 
▪ Requisitos 
- Presença de oxigênio; 
- Boa relação ar e combustível; 
- Temperatura suficiente; 
- Haja compatibilidade entre Combustão / Período para a ciclagem 
do motor. 
Combustível 
Um combustível é qualquer substância que reage 
com o oxigênio (ou outro comburente) 
liberando energia, na forma de calor, chamas. 
Descoberta do Combustível 
 
 
 
 
 
 
 
 O primeiro uso conhecido de combustível foi a 
combustão de madeira, cerca de dois milhões de 
anos atrás. 
Composição 
 Em geral os combustíveis apresentam em sua 
composição os seguintes elementos ou compostos: 
 
 Carbono (C) 
 Hidrogênio (H) 
 Oxigênio (O) 
 Enxôfre (S) 
 Nitrogênio (N) 
 
COMBUSTÍVEL 
▪ Sólidos: Madeira, papel, tecido, algodão, etc. 
▪ Líquidos 
Voláteis – são os que desprendem gases inflamáveis à 
temperatura ambiente. 
Ex.: álcool, éter, benzina, etc. 
Não Voláteis – são os que desprendem gases 
inflamáveis à temperaturas maiores do que a do 
ambiente. 
Ex.: óleo, graxa, etc. 
▪ Gasosos 
Butano, propano, etano, etc. 
Comburente 
É o elemento ativador da expansão; se combina com os vapores 
inflamáveis dos combustíveis, dando vida às chamas e 
possibilitando a expansão do fogo. 
O AR
21%
78%
1%
OXIGENIO NITROGENIO OUTROS GASES
Composição do Ar atmosférico 
OXIGÊNIO 
Toda substancia que promove a 
combustão CH2O + O2 =► CO2 + H2O 
Produtos da Combustão 
Diversos gases podem ser formados: 
gás carbônico (CO2), vapor d’água 
(H2O), óxidos de enxofre (SO2 e SO3), 
monóxido de carbono (CO), óxidos de 
nitrogênio (NO e NO2), outros. 
Na combustão de sólidos e líquidos, 
além de gases, também podem ser 
liberados materiais particulados. 
Combustíveis 
» Classificados quanto a origem 
• Vegetal 
• Mineral 
• Bioquímica 
Classificação dos Combustíveis 
 Sólidos: 
 Entre os combustíveis sólidos, temos a lenha, 
serragem, bagaço de cana, etc. 
 
 
 
Classificação dos Combustíveis 
 Líquidos: 
 Podem ser minerais ou não minerais. 
 Os minerais são obtidos pela refinação do 
petróleo, destilação do xisto betuminoso ou 
hidrogenação do carvão. 
 
Classificação dos Combustíveis 
 Líquidos: 
 Não minerais são os álcoois e os óleos vegetais. 
 
 
 
Classificação dos Combustíveis 
 Gasoso: 
 São gases obtidos como subprodutos, do 
processamento do petróleo ou extraído de 
reservas. São combustíveis que formam com o 
ar uma mistura mais homogênea. 
 
 
 
 
 Petróleo 
 Gás natural 
 Xisto Betuminoso 
 Carvões Minerais 
Origem 
 Fósseis: Vegetais: 
 Cana-de-açucar 
 Lenha 
 Resíduos Vegetais 
Petróleo 
 É uma substância natural negra, opaca, 
fluorescente, de odor intenso, de consistência 
oleosa, espessa, inflamável, insolúvel e mais 
leve que a água. 
 
O primeiro poço de petróleo foi perfurado em Titusville, 
na Pensilvânia em 1859. 
 
Petróleo Mundial 
Cerca de 64% das reservas mundiais de petróleo estão localizadas no 
Oriente Médio. A América Latina possui cerca de 13% das reservas, 
localizadas principalmente no México e Venezuela. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo a Agência Nacional de Petróleo (ANP) existe 1,2 trilhão de reservas 
no mundo. 
 
Petróleo no Brasil 
O Brasil conta com quase 5 milhões de quilômetros 
quadrados em bacias sedimentares. 
 
Rio de Janeiro, 31 de janeiro de 2014 Petróleo Brasileiro. 
Petrobras afirma que a produção total de petróleo no Brasil, 
em dezembro de 2013, foi de 2 milhões 362 mil barris de 
óleo. 
Derivados do Petróleo 
o Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) 
o Gasolina 
o Óleo Diesel 
o Óleo Combustível 
o Querosene 
o Lubrificantes 
o Parafinas 
o Asfaltos 
 
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) 
 
 Consiste de Propano e Butano, obtido pela 
refinação do petróleo sendo dotado de alto 
poder calorífico. 
 
 
Gasolina 
 
Líquido volátil inflamável, é uma mistura 
extremamente complexa, formada de 
hidrocarbonetos, sendo obtida por meio de 
intrincado processo de destilação, desenvolvido 
nas refinarias. 
• Gasolina Cont. 
» Características específicas 
- Aditivos: Chumbo-tetraetila: Pb (C2H5)4; Ferro-carbonila: 
Fe(CO)5; Anilina: C5H6NH2 
- Volatilidade 
- Teor de enxofre 
No Brasil, encontram-se disponíveis três tipos de gasolina: 
- Gasolina Comum ou Regular - octanagem mínima de 80, comercializada 
com sua cor original de produção (amarelada), sem adição de corantes. 
- Gasolina Regular Aditivada - difere regular pela presença de aditivos 
detergentes/dispersantes, adicionados pelas distribuidoras. Os aditivos 
têm a função de impedir a formação de depósitos, mantendo limpos os 
bicos injetores e as válvulas de admissão. 
- Gasolina Premium - octanagem mínima de 91, menor teor de enxofre; a 
exemplo da gasolina regular aditivada, pode ser comercializada com cores 
diferenciadas, de acordo com cada companhia distribuidora. 
Quanto > o índice de 
octanagem, menor a 
tendência à detonação. 
 
Óleo Diesel 
 
É um líquido mais viscoso que a gasolina, de cor 
que varia do amarelo ao marrom, possuindo 
fluorescência azul. 
 
 
 
Óleo Combustível 
 Usualmente indica produtos que são 
primeiramente queimados para produzir calor. 
 
 
Querosene 
 
Intermediário entre a gasolina e óleo diesel, é 
obtido através de destilação fracionada de óleo 
bruto. 
 
 
Lubrificantes 
 
Existem centenas de lubrificantes oriundos do 
petróleo, cada um dos quais atendendo a uma 
finalidade específica. Uns são líquidos, xaroposos, 
alguns pastosos ou mesmo sólidos. 
 
Parafinas 
 Refere-se a um produto comercial versátil, de 
aplicação industrial bastante ampla. 
 
Asfaltos 
 
Materiais aglutinantes de cores escuras, 
constituídas de misturas complexas de 
hidrocarbonetos não-voláteis e de elevada massa 
molecular. 
 
 
Quanto tempo vai durar o petróleo 
no mundo? 
 
Gás Natural 
É umas mistura de hidrocarbonetos leves, 
principalmente Metano, ele é formado a partir da 
matéria orgânica. Ele pode estar misturado com o 
petróleo ou preso em regiões nas quais o petróleo 
bruto não é abundante. 
Gás Natural 
Pode ser encontrado em mais de 80 países no 
mundo, as reservas mundiais provadas GN somam 
cerca de 156 trilhões de m³. 
 
Utilização do Gás Natural 
 Aquecimento de água; 
 Combustível de Caldeiras; 
 Transporte; 
 Matéria prima 
 
 O consumo de gás natural no Brasil aumentou 
17,8% em 2013. 
 
Xisto Betuminoso 
 O xisto é uma camada de rocha sedimentar, 
originada sob temperaturas e pressões elevadas, 
contendo matéria orgânica disseminada em seu 
meio mineral. 
 O óleo do xisto refinado éidêntico ao petróleo 
de poço, sendo um combustível muito 
valorizado. 
Impactos 
 Os principais impactos ambientais ocasionados 
pela exploração de xisto são: 
 
 Poluição hídrica; 
 Emissão de gases poluentes na atmosfera 
durante o processamento; 
 Risco de combustão espontânea dos resíduos. 
Carvão Mineral 
O carvão mineral é um minério não metálico, de 
cor preta ou marrom, que apresenta grande 
potencial combustível. 
 
Carvão Mineral 
 Utilizações: 
 
 no aquecimento de fornos de siderúrgicas; 
 indústria química (produção de corantes); 
 na fabricação de explosivos; 
 inseticidas; 
 plásticos; 
 medicamentos; 
 fertilizantes; 
 na produção de energia elétrica nas 
termoelétricas. 
 
Tipos de Carvão 
Mineral 
 
 
 
 Turfa; (50%) 
 Linhito; (70%) 
 Hulha; (85%) 
 Antracito (90%) 
 
Derivados Vegetais 
 Álcool Etílico: 
 É uma substância orgânica obtida da 
fermentação de açúcares, hidratação 
do etileno ou redução a acetaldeído. 
 
Derivados Vegetais 
 Carvão Vegetal: 
 
 O carvão vegetal é obtido a partir da queima 
ou carbonização de madeira, após esse 
processo resulta em uma substância negra. 
 Utilizado no setor residêncial, comercial e 
industrial. 
 
 
 
Derivados Vegetais 
 Metanol: 
 É uma substância usada para aumentar 
a octanagem da gasolina. Esse composto 
também pode ser utilizado como combustível 
em motores a explosão, como é o caso dos 
aeromodelos e alguns carros de corrida. 
 
 
 
Derivados Vegetais 
 Inconveniências: 
 
 Altamente corrosivo a aços; 
 Elevado grau de toxidez e de inflamabilidade. 
 
 O metanol é um importante substituto da 
gasolina, porque sua combustão é mais 
completa, o que diminui os níveis de poluição 
atmosférica, além de não produzir óxidos de 
enxofre. 
Derivados Vegetais 
 Biodiesel: 
 O biodiesel é um 
combustível 
renovável, obtido 
pela reação dos óleos 
vegetais com 
intermediário aditivo 
(reagente) que pode 
ser tanto o metanol 
quanto etanol. Ou 
seja, um combustível 
totalmente limpo, 
orgânico e renovável. 
 
 
Biocombustíveis X Combustíveis Fósseis 
 
 Vantagens dos Biocombustíveis: 
 
 Não poluentes; 
 Geração de emprego e renda no campo; 
 Menor investimento financeiro em pesquisas; 
 Redução do lixo; 
 Manuseio e armazenamento mais seguros que os 
combustíveis fósseis. 
Biocombustíveis X Combustíveis Fósseis 
 Desvantagens dos Biocombustíveis: 
 
 Consome grande quantidade de energia para a 
produção; 
 Aumento do consumo de água; 
 Devastação de áreas florestais; 
 Contaminação de lençóis freáticos por nitritos e 
nitratos, provenientes de fertilizantes. 
» Álcool 
Álcool fabricados no Brasil: o anidro e o hidratado. O anidro é o 
álcool etílico com teor mínimo de 99,3º INPM (porcentagem de 
álcool em peso, em uma mistura hidroalcoólica à temperatura 
padrão de 20ºC), sendo usado como aditivo oxigenante da 
gasolina. O hidratado possui um teor alcoólico mínimo de 92,6º 
INPM, e é usado como combustível em veículos de passeios e 
comerciais leves. 
• Biomassa / origem Bioquímica 
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Material apresentado por (ILANA THAYNAN; JULIANA FORMIGA; RAYANA PEREIRA; HÉLIO TAVARES) na 
forma de Seminário em 2014.