Transcript Cosovan_,_Popovici_-_Alcoolii_d11c8

ALCOOLII
cobustibilul viitorului

Utilizarea alcoolilor - metanol si
etanol drept carburant pare să fie varianta
cea mai promiţătoare de înlocuire a
carburanţilor proveniţi din petrol.
Metanolul şi Etanolul
• Combustibilii utilizaţi actual la automobile, consideraţi drept clasici,
provin din prelucrarea ţiţeiului, substanţă minerală pe cale de a se
epuiza în curând datorită creşterii continue a necesarului pentru
transporturi.
• În pofida tuturor prognozelor care prevedeau implementarea înainte
de anul 2000 a unor noi sisteme de propulsie, cum ar fi cele bazate
pe pila de combustie, sau pe reacţiile nucleare de fuziune, motorul
cu ardere internă a rămas şi va mai funcţiona o bună vreme pe
automobil.
• După cum s-ar putea desprinde din cercetările prezente, o
multitudine de preocupări sunt îndreptate spre aplicarea unor noi
combustibili, denumiţi neconvenţionali, care să permită funcţionarea
economică şi ecologică fără a fi necesare modificări de esenţă ale
motorului actual.
Avantaje:
• Şanse mari de aplicare o au alcoolii metilic şi etilic,
întrucât au resurse de fabricaţie nelimitată, se pot obţine
prin procedee relativ simple şi au costuri reduse.
• Alcoolii prezintă şi unele avantaje, dintre care se remarcă
rezistenţa mare la detonaţie; în consecinţă, se poate mări
sensibil raportul de comprimare la motorul cu aprindere
prin scânteie, ceea ce presupune creşteri corespunzătoare
ale randamentului global.
Dezavantaje:
Faţă de combustibilii clasici, alcoolii prezintă unele dezavantaje
care însă pot fi combătute prin soluţii constructive privind
adaptarea motorului:
• Alcoolii au putere calorică mică (jumătate din cea a
combustibililor clasici), pentru menţinerea puterii
motorului fiind necesară dublarea debitului de
combustibil; astfel, pentru a păstra aceeaşi distanţă
parcursă cu un rezervor, volumul acestuia trebuie dublat,
ceea ce presupune reducerea capacităţii de transport şi
totodată noi măsuri de protecţie contra incendiilor.
• Dacă la motorul cu aprindere prin scînteie dublarea debitului de
combustibil nu induce disfuncţionalităţi, la motorul Diesel nu este
recomandabilă, pentru că ar provoca arderi extrem de violente, cu
consecinţe negative asupra fiabilităţii.
• Acest aspect se datoreşte unui alt dezavantaj şi anume absorbţiei
masive a căldurii prin vaporizare, care este de circa 3 ori mai mare la
alcooli ca la combustibilii petrolieri.
• O altă consecinţă a aspectului menţionat o reprezintă pornirile
deosebit de grele ale motorului cu aprindere prin scînteie la
temperaturi negative ale mediului şi aproape imposibile la motorul
Diesel, ceea ce impune echiparea cu sisteme de pornire speciale.
• La motoarele cu carburator, ţevăria de admisie se comportă ca o
maşină frigorifică, cu reduceri de temperaturi de pînă la minus 20
grade Celsius, necesitînd încălzirea ei puternică cu gaze arse.
• Alte inconveniente sunt datorate calităţilor defavorabile
de ungere ale alcoolilor. Se intensifică uzura pompelor
de combustibil, a segmenţilor şi cilindrilor.
• Uzuri speciale se pot datora şi atacului direct al
alcoolilor asupra garniturilor de etanşare, ştiut fiind că ei
sunt buni solvenţi.
• Alcoolii nu pot fi utilizaţi drept componenţi ai
combustibililor clasici decât într-o proporţie foarte mică,
sub 10 la sută, şi asta datorită miscibilităţii lor reduse cu
aceste substanţe.
• Alte inconveniente provin din toxicitatea alcoolului
metilic. Pericolul mare derivă din faptul că prezintă
proprietăţi fizice identice cu alcoolul etilic şi astfel poate
fi uşor confundat cu acesta.
Utilizarea
etanolului drept
carburant
• În timp ce metanolul se obţine din cărbuni, gaz natural sau
lemn prin tehnologii avansate, etanolul se poate produce
pe cale fermentativă din materii prime care se
regenerează.
• Utilizarea etanolului drept carburant în Europa a fost
folosit încă din 1902. Utilizarea lui economică însă, în
amestec cu benzina s-a realizat însă abia în 1922 în Franţa.
• Lucrările de cercetare privind folosirea alcoolului
carburant au condus la elaborarea unor prototipuri noi de
autovehicule pentru care s-a urmărit comportarea la
pornire, mers , consumul de energie, emisia de gaze de
eşapament .
• Căldura mare de evaporare şi presiunea de vapori scăzută reclamă
la motoarele cu carburator măsuri mult mai energice pentru
încălzirea amestecului decât la utilizarea benzinei pentru a obţine o
distribuţie suficient de uniformă pe fiecare cilindru .
• Condiţiile de eşapare pe bancul de probă mobil pentru motoarele
acţionate cu etanol au evidenţiat că evacuarea de gaze nocive este
mai redusă decât la benzină, dar este mai ridicată evacuarea de
aldehidă (acetadelhidă pentru etanol), deci poluarea atmosferică este
mai redusă la utilizarea motoarelor cu alcool.
• Etanolul poate fi un adaos valoros la benzina. După calculele
interprinderii Volkswagen un amestec benzina-etanol în proporţie de
9:1 permite un rulaj în kilometrii cu 5,7% mai mare decât cu
benzină pură. De asemenea, prin utilizarea amestecurilor benzinăalcool cu peste 5% alcool , nu mai e necesară adaugarea tetraetilului
de plumb. Scade de asemenea conţinutul de oxid de carbon şi
monoxid de azot din gazele de eşapament.
Utilizarea pe
plan
internaţional
• Cel mai ambitios program privind folosirea alcoolului în scopuri
energetice îl are Brazilia care, sub denumirea de PROALCOOL,
urmăreste a inlocui 15-21% din cantitatea de benzină cu alcool obţinut
din trestie de zahar. În prezent, peste 2 milioane de vehicule circulă
alimentate cu amestec de benzina şi alcool.
• În SUA în 1978 s-a dat publicitatii un raport asupra alcoolului ca
mijloc de a economisi petrolul, dar si de a impiedica imensa cantitate
de gaze poluante emanate de acestea. În luna iunie 1979 s-a înfiintat
în SUA Comisia nationala de alcool carburant, care a elaborat 12
teme legate de bilanturi energetice, producerea de metanol, utilizarea
de biomasa, probleme ecologice. Ca prim obiectiv se prevedea sa se
înlocuiasca produsele petroliere cu etanol în proportie de 1%. S-a
apreciat ca pana în anul 2020, 50% din cantitatea de gaz metan si
petrol necesar industriei alimentare forestiere si agriculturii vor trebui
înlocuite cu surse proprii recuperabile.
• În urma cresterii importantei obtinerii etanolului din biomasa s-a
organizat în 1979, la Luisiana , prima conferinta interamericana în
legatura cu tehnologiile si implicatiile economice ale obţinerii
alcoolului-combustibil.
• În lucrarea „The Solar Energy Timetable „ autorul american Denis
Hays avanseaza ideea ca în anul 2025, nescesarul de combustibil
lichid al planetei va fi acoperit de alcoolul etilic obtinut prin produse
vegetale(trestie de zahar, sfecla, porumb, supraproduse, etc).
• În Japonia s-a elaborat programul RAPAD care urmareste realizarea
de etanol, si acetona-butanol-etanol prin procedee biotehnologice,
folosind ca materie prima celuloza.
• În Franta, programul Carburol urmareste realizarea alcoolului etilic
din sfera si a butanolului din paie.
• Noua Zeelanda a efectuat studii pentru obtinerea etanolului din paie.
Concluzii:
• Posibilitatile de obţinere a alcoolului sunt multiple dar
dintre variantele posibile pentru etapa actuală, cea mai
mare fezabilitate o prezintă materiile prime
agroalimentare, inclusiv deşeurile care rezultă la
prelucrarea acestora. Acesta este un lucru bun,din punct de
vedere al îmbunătăţirii condiţiei de viaţă, atât din punct
de vedere material cât mai ales ecologic.
• Înlocuirea completă a combustibililor cu alcool, nu doar
etilic, reprezintă o buna resursă financiară pentru
economia acelei ţari, dar şi lungirea vieţii locuitorilor prin
diminuarea poluarii.
Proiect realizat de:
TABITA COSOVAN
VIRGINICA POPOVICI
Clasa: a XI-a D