Atualmente, os combustíveis de aviação são obtidos através da destilação do petróleo. Á medida que aumenta a temperatura, o petróleo começa a liberar vapores que podem ser recolhidos através de resfriamento. Inicialmente são recolhidos os produtos mais voláteis como o éter, a gasolina de aviação, a gasolina automotiva, e depois os menos votáveis, como o querosene, o óleo diesel, os óleos lubrificantes, etc.
De modo geral, a gasolina é usada nos motores a pistão, e o querosene nos motores a reação. Existem, porém, exceções. Os combustíveis obtidos do petróleo são denominados combustíveis minerais, em contraste com o álcool, por exemplo, que é um combustível vegetal.
Propriedades da Gasolina
As propriedades mais importantes da gasolina são o poder calorífico, a volatilidade e o poder antidetonante.
Poder calorífico
É a quantidade de calor liberada pela queima de uma determinada quantidade (1 Kg ou 1libra) de combustível. A gasolina é um dos combustíveis líquidos de mais alto poder calorífico.
Volatidade
A gasolina é uma mistura de vários líquidos combustíveis denominados hidrocarbonetos. Alguns deles têm alta volatilidade e tornam possível dar partida ao motor em baixas temperaturas.
Poder antidetonante
É a capacidade da gasolina resistir à detonação – fenômeno que será descrito no próximo item.
A queima da gasolina pode ocorrer de três diferentes maneiras num motor a pistão: combustão normal, pré- ignição e detonação.
Combustão normal
A queima começa quando se dá a faísca na vela, e a chama propaga-se dentro do cilindro com rapidez, mas progressivamente. A ignição deve ser produzida no instante adequado para aproveitar ao máximo a energia impulsiva dos gases.
Pré-ignição
A combustão neste caso é ainda rápida e suave, mas ocorre prematuramente, devido à existência de um ponto quente, que pode ser a própria vela superaquecida ou uma pequena quantidade de carvão incandescente acumulado na câmera de combustão ou na cabeça do pistão. Como a combustão é antecipada, a energia impulsiva não fica sincronizada com o movimento do pistão, e o resultado é o superaquecimento e mau rendimento mecânico.
Detonação
A combustão neste caso é praticamente instantânea, ou seja, explosiva. A energia da combustão é liberada instantaneamente, causando superaquecimento em vez de potência mecânica. A detonação é também conhecida como “batida de pinos” (devido ao ruído característico que produz: tec- tec- tec- tec- tec…, como se alguém estivesse golpeando a carcaça do motor com um martelinho).
- As causas da detonação podem ser:
- Combustível com baixo poder antidetonante
- Mistura muito pobre
- Cilindro muito quente
- Compressão muito alta
As principais consequências da detonação no motor são:
- Fraturas e outros danos nos anéis de segmento, pistões e válvulas
- Perda de potência e superaquecimento do motor
- Queima do óleo lubrificante e inutilização do motor (na linguagem popular, diz-se que o motor “funde”)
Índice de octano
É um número atribuído a cada tipo de gasolina, servindo para indicar o seu poder antidetonante. O índice de octano (ou índice octânico ou octanagem) da gasolina é determinado através do Motor CFR (“cooperative Fuel Research”), que possui compressão variável. O teste é feito em duas etapas, pelo processo da comparação
O motor CFR é posto a funcionar com a gasolina a ser testada. Durante o funcionamento, a taxa de compressão é aumentada, até que o motor comece a “bater pinos”.
Fixando essa taxa de compressão, o motor CFR é alimentado com misturas de isctano e heptano (dois tipos de hidrocarbonetos), em diversas proporções, até que comece também a “bater pinos”. A porcentagem de octano presente nessa mistura é o índice de octano da gasolina testada.
Justificativa do método
O isoctano é um hidrocarboneto (líquido inflamável formado por carbono e hidrogênio) muito resistente à detonação. O heptano *ou normal-heptano) é um outro hidrocarboneto, porém tão facilmente detonável que torna o funcionamento do motor impossível. Por convecção, atribui-se o índice de octano “100” para o isoctano e “zero” para o heptano. Se misturarmos os dois hidrocarbonetos, por exemplo, 80% de isoctano e o restante de heptano, teremos uma mistura cujo índice de octano será intermediário, no caso igual a 80. Portanto qualquer gasolina que se comporte no motor de forma semelhante a essa mistura terá índice de octano igual a 80.
Para aumentar o índice de octano, a gasolina recebe um adito chamado chumbo tetraetila (ou tetraetil chumbo). Com isso, obtêm índices octânicos melhores que o do próprio isoctano, ou seja, superiores a 100.
OBS: É aconselhável conhecer a definição de índice de Desempenho (IDO), embora não conste mais no atual programa de conhecimentos técnicos. Trata-se de um índice aplicável a octanagens maiores quer 100, e que é calculado pela fórmula ID – 3 (IO – 100). Por exemplo, se a octanagem é igual a 115, o índice de desempenho será igual a 3 (115 – 100) = 45
Efeito da mistura no poder antidetonante – A mistura pobre é menos antidetonante que a mistura rica. Por isso, o índice de octano é designado através de um duplo índice; por exemplo, a gasolina 100/130 possui índice de octano igual a 101 (aproximadamente 100) para mistura pobre, e 131 (aproximadamente 130) para mistura rica.
Classificação da gasolina de aviação
A gasolina de aviação é classificada em dois tipos, de acordo com a sua octanagem.
Ambos os tipos de gasolina possuem a mesma coloração: AZUL
O uso da gasolina de octanagem incorreta pode ser permissível em alguns casos, dentro dos seguintes critérios:
Octanagem baixa: Nunca deve ser usado, devido à detonação, superaquecimento e demais conseqüências já estudadas.
Octanagem alta: Pode ser usada por tempo limitado, em emergência. O uso prolongado pode causar acúmulo de depósitos de chumbo nas velas e conseqüente falha de ignição, além de corrosão em partes metálicas.