O consumo de biodiesel se acelerou e as matérias-primas mudaram rapidamente em 2022 como resultado de uma mudança imprevista nas políticas governamentais que incentivaram o consumo de biodiesel. Além disso, eventos geopolíticos limitaram o fornecimento de diesel convencional com teor de enxofre ultrabaixo (ultra-low sulfur diesel, ULSD).

O que impulsionou o consumo dessas misturas não padronizadas foram as políticas governamentais em muitas regiões, que exigiam o consumo de biodiesel ou o fomentavam com incentivos financeiros. Em outras regiões, o impacto da guerra na Ucrânia e outras instabilidades políticas restringiram o fornecimento de diesel fóssil convencional.

Em resposta, as frotas aceleraram o uso de uma variedade de misturas de biodiesel, incluindo B5, B10 e B15, muitas das quais eram cada vez mais produzidas com matérias-primas não convencionais, como óleo de cozinha e gorduras animais. Ao mesmo tempo, os Estados Unidos exportaram menos ULSD, de modo que suprimentos alternativos de diesel de qualidade suspeita tiveram que ser transportados em um número crescente de viagens mais longas em navios-tanque.

 

 

As mudanças nas misturas de biodiesel ocorreram rapidamente e tiveram uma consequência que ninguém previu: o entupimento prematuro dos filtros de combustível. Esse foi o caso de um fabricante global de equipamentos originais (OEM) que lançou um novo motor na mesma época em que essas novas misturas chegaram ao mercado.

Os usuários do novo motor diesel em todo o mundo relataram entupimento prematuro dos filtros de combustível, o que resultou em intervalos de manutenção de 30 a 50% menores do que o esperado.

Os filtros estavam cobertos com uma quantidade excepcionalmente alta de depósitos macios, semelhantes a gel, de natureza ultrafina (1 a 2 μm). A análise química revelou que os depósitos eram carboxilatos de sal metálico. Mas de onde eles vieram?

 

A equipe de engenheiros, químicos, biólogos e especialistas da Fleetguard começou a trabalhar para descobrir o motivo disso.

Em estreita colaboração com o OEM do motor, a Fleetguard coletou amostras de combustível de vários locais em todo o mundo para determinar se os contaminantes eram provenientes do próprio combustível.

“Nenhuma das amostras de combustível continha uma presença significativa de carboxilatos. Isso nos levou a pensar se os contaminantes teriam se formado no motor”, disse Karthik Jayaraman, gerente técnico da Fleetguard.

Depois de passar amostras de combustível por células de teste que recriavam as condições do motor e do combustível, os especialistas da Fleetguard confirmaram que os carboxilatos estavam de fato se formando dentro do motor, sob as altas temperaturas e pressões do sistema de injeção de combustível de trilho comum de alta pressão (high-pressure common rail, HPCR). Em seguida, o combustível não queimado, contendo os carboxilatos recém-formados, era recirculado de volta pelo sistema de combustível. Você pode ver isso na imagem na parte superior da página.

 

Agora que a equipe entendeu o que estava acontecendo, era hora de determinar como modificar os projetos de filtro para resolver o problema.

“Nossos filtros visavam e capturavam os tamanhos de partículas dos contaminantes presentes com uma eficiência muito alta”, explicou Jay Stephenson, líder de treinamento da Fleetguard na América do Norte. “O que descobrimos, no entanto, é que os filtros não tinham a capacidade de reter o volume de orgânicos macios criados a partir das novas misturas de biodiesel, que era muito maior do que o que vimos tradicionalmente com fontes de combustível ULSD regulares.”

Os filtros de combustível originalmente fornecidos pela Fleetguard para o motor incorporavam uma tecnologia de nanofibra chamada NanoNet para proteger as aplicações do motor com tolerâncias de componentes mais rígidas contra contaminantes duros, como areia e poeira. Depois de avaliar muitas combinações diferentes de meio filtrante, os especialistas em filtração Fleetguard decidiram adicionar uma camada de vidro que pudesse reter o alto volume de contaminantes macios que estavam encontrando e ainda atender aos intervalos de manutenção originais do OEM.

Os testes validaram essa abordagem. Os filtros reprojetados proporcionam uma vida útil sete vezes maior e mais que o dobro da eficiência de remoção de carboxilato em comparação com nosso projeto original de filtro.

A Fleetguard também testou seus filtros reprojetados em comparação com um filtro concorrente que o OEM estava considerando usar. Os testes iniciais indicaram que o filtro do concorrente proporcionaria uma vida útil mais longa do que o filtro original. Testes posteriores, no entanto, mostraram que o filtro do concorrente era menos eficaz na captura de contaminantes, o que explica sua vida útil mais longa. Esses testes demonstraram que o projeto original do filtro removeu mais contaminantes macios do que o filtro do concorrente, concluiu Jayaraman.

Os resultados desses testes deram ao OEM a confiança de que os novos filtros cumpririam o intervalo de manutenção especificado.

 

Os operadores de equipamentos com motores a diesel encontram novos desafios todos os dias. Você pode ter certeza de que seus motores e equipamentos irão mais longe, independentemente das circunstâncias, com a proteção da ciência da filtração.