Political tensions

As análises de emissões do motor foram fundamentadas em três gases: CO, HC e CO2.

As análises estatísticas dos parâmetros de emissões seguiram os mesmos critérios estabelecidos para as análises estatísticas dos parâmetros de desempenho do motor VW AT1000 8V.

4.1.4.1 Análise dos efeitos do fator λ e do tipo de combustível a 2000 e 3000 rpm, regime

de plena carga e MBT sobre as emissões de CO

A Figura 39 apresenta os intervalos de confiança para cada média de emissão de monóxido de carbono (CO), com nível de confiança de 95%, em função do fator e do tipo de combustível.

Figura 39 - Emissão de CO em função do fator e do tipo de combustível (2000 e 3000 rpm, regime de plena carga, MBT).

Os resultados das análises estatísticas, apresentados no Apêndice A2, mostram que o fator afeta significativamente as emissões de CO e que os combustíveis praticamente não apresentam diferenças estatisticamente significativas nas emissões de CO. Este resultado está de acordo com a literatura que reconhece que as emissões de CO são primariamente controladas pela mistura ar-combustível (HEYWOOD, 1988).

De acordo com os dados apresentados na Figura 39 e com os resultados das análises estatísticas, apresentados no Apêndice A2, o maior valor médio registrado de emissão de CO, para todos os combustíveis analisados, ocorreu em mistura rica, igual a 0,9, e caiu sensivelmente quando a mistura se tornou estequiométrica, igual a 1,0. A redução continuou, de forma menos acentuada, até igual a 1,1. A partir de igual a 1,2 as emissões se tornaram estáveis ou com reduções da ordem de um centésimo (que representa a resolução do aparelho de medição utilizado). Estes resultados estão de acordo com o relato de Martins (2006) que afirma que a emissão de CO depende da riqueza da mistura, ou seja, quanto mais rica for a mistura, maior será a emissão de CO, devido à falta de oxigênio suficiente para oxidar todo o carbono presente no combustível. Também é previsto pela literatura que para misturas mais pobres as emissões de CO variem muito pouco com a relação ar-combustível (HEYWOOD, 1988).

Os maiores valores registrados de potência corrigida do motor e de emissão de CO foram encontrados em igual a 0,9 (em regime de plena carga e em 2000 e 3000 rpm). Este resultado indica que este valor de é ou está próximo da mistura de máxima potência. Brunetti (2012) explica que a mistura de máxima potência é uma mistura levemente rica que

em uma determinada posição do acelerador e numa dada rotação produz a máxima potência do motor, aumentando a probabilidade das emissões de CO.

Além da riqueza da mistura, Martins (2006) relata que a queda de pressão no momento da abertura da válvula de escape é acompanhada de uma redução na temperatura dentro do cilindro que inibe a reação envolvendo o CO (CO + OH → CO2 + H), que ainda não foi

transformado em dióxido de carbono (CO2) durante o período de expansão do motor.

Quanto à saúde humana, a literatura descreve que o monóxido de carbono é altamente tóxico porque apresenta grande afinidade com a hemoglobina do sangue podendo ocasionar asfixia e morte se a carboemoglobina atingir uma concentração de 50% no sangue (PENIDO FILHO, 1991).

4.1.4.2 Análise dos efeitos do fator λ e do tipo de combustível a 2000 e 3000 rpm, regime

de plena carga e MBT sobre as emissões de HC

O intervalo de confiança, resultante da incerteza expandida, para cada média de emissão de HC pode ser visualizado na Figura 40, em função do fator e do tipo de combustível.

Figura 40 - Emissão de HC em função do fator e do tipo de combustível (2000 e 3000 rpm, regime de plena carga, MBT).

De acordo com os resultados das análises estatísticas, apresentados no Apêndice A2, constata-se que o fator e o tipo de combustível afetam significativamente as emissões de HC em todas as condições ensaiadas. A literatura explica que a relação ar-combustível (HEYWOOD, 1988) e a composição da mistura gasolina-etanol (CELIK, 2008) afetam significativamente as emissões de HC.

Os dados apresentados na Figura 40 e os resultados das análises estatísticas, apresentados no Apêndice A2, mostram que as médias de emissão de HC para todos os combustíveis testados diminuem a partir de igual a 0,9, atingem seu valor mínimo em pobre e voltam a aumentar com o maior empobrecimento da mistura, exceto para o combustível E70 a 2000 rpm que apresentou redução nas emissões de HC desde igual 0,9 até igual a 1,3. Os maiores valores médios registrados de emissão de HC foram encontrados em igual a 0,9, exceto para o combustível E100 a 3000 rpm (maior valor médio registrado em igual a 1,3)

Estes resultados estão em conformidade com o relato de Heywood (1988), que afirma que as emissões de HC crescem rapidamente quando a mistura se afasta da região de estequiometria em direção à região de mistura rica, o mesmo ocorrendo, em menor escala, quando a mistura se torna pobre.

Heywood (1988) explica que as emissões de HC estão relacionadas à combustão incompleta do combustível, a extinção da chama nas paredes frias da câmara de combustão, a dificuldade da chama penetrar nas fendas existentes no motor (entre o pistão, os anéis de vedação do pistão e as paredes do cilindro, assim como ao redor das velas de ignição e do eletrodo central da vela) e a absorção de parte do combustível pelo filme de óleo lubrificante que se forma nas paredes do cilindro (este combustível é desabsorvido durante a combustão, mas uma parte não chega a ser queimada, contribuindo para as emissões de HC).

Quanto aos efeitos das emissões de HC à saúde humana, Martins (2006) explica que o HC associado aos óxidos de nitrogênio produz o smog fotoquímico, mas também podem provocar irritações nos olhos, náuseas, dores de cabeça e problemas respiratórios. Os HC aromáticos, de acordo com Martins (2006), são considerados cancerígenos.

O combustível E26 apresentou as menores médias de emissão de HC porque foi testado em condições de ponto da centelha atrasado em relação aos demais combustíveis. Estes resultados estão de acordo com a literatura, que explica que a ignição atrasada reduz as emissões de HC (PENIDO FILHO, 1991).

O combustível E100 apresentou as maiores médias de emissão de HC seguido pelos combustíveis E70 e E56 (em posições alternadas em função das condições de operação do motor). E70 e E56 não apresentaram diferenças estatisticamente significativas nas emissões de HC.

Os resultados apresentaram-se semelhantes aos relatados por Celik (2008), pois os combustíveis com maior quantidade mássica de etanol apresentaram os maiores valores médios de emissão de HC.

Celik (2008) atribui o aumento das emissões de HC, nos combustíveis com maior teor de etanol, à redução da temperatura no cilindro ao término do período de admissão, devido ao elevado calor de vaporização do etanol. A redução da temperatura da câmara acaba provocando falhas na combustão nas proximidades das paredes da câmara de combustão.

4.1.4.3 Análise dos efeitos do fator λ e do tipo de combustível a 2000 e 3000 rpm, regime

de plena carga e MBT sobre as emissões de CO2

O intervalo de confiança para cada média de emissão de CO2 pode ser visualizado na

Figura 41, em função do fator λ e do tipo de combustível.

Figura 41 - Emissão de CO2 do motor em função do fator e do tipo de combustível (2000 e 3000 rpm, regime de plena carga, MBT).

Os resultados das análises estatísticas, apresentadas no Apêndice A2, permitem constatar que as emissões de CO2 são afetadas significativamente pelo fator e praticamente não são

afetadas pela variação do tipo de combustível.

As médias de emissão de CO2, considerando todos os combustíveis analisados,

apresentaram maior valor registrado na razão estequiométrica ( igual a 1,0).

Os resultados apresentados na Figura 41 e nas análises estatísticas (Apêndice A2) mostram que a emissão de CO2 ocorre de maneira inversa à emissão de CO para fatores

menores do que 1,0 (inclusive). Este resultado encontra-se de acordo com Vilanova (2007) e Hsieh et al. (2012) que afirmam que a emissão de CO2 é semelhante à emissão de CO, mas na

Acima de igual a 1,0 a emissão de CO2 sofre redução acentuada à medida que a mistura

ar-combustível vai sendo empobrecida. A redução das emissões de CO2 também ocorre

quando a mistura ar-combustível é enriquecida.

A emissão de CO2 está relacionada com a emissão de CO pelo fato de que é a oxidação

do CO que origina o CO2, conforme Martins (2006).

4.1.5 Síntese dos resultados experimentais e discussões relativas ao desempenho geral