AVALIAÇÃO ENERGÉTICA, ECONÔMICA E AMBIENTAL DAS TECNOLOGIAS DE MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA UTILIZADAS NO TRANSPORTE RODOVIÁRIO DE CARGA
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA
Resumo
This study presents a comprehensive and updated bibliometric analysis that was carried out to promote the possible replacement of the conventional internal combustion engine operation mode by ignition compression with the dual fuel mode, promoting the use of biofuels, namely: biodiesel, biogas and hydrogen in the proportion of 70% when applied to road cargo transportation. Subsequently, energy (thermal efficiency, flow), economic (environmental cost of the life cycle) and environmental (ecological efficiency) analyzes were developed. Initially, using bibliographic data indexed in the web of science database and visualization map prepared by the vosviewer software. data collection was obtained through articles and reviews indexed in the web of science database. All types of documents in English were considered, from 1945 to July 2020. the research was supported by microsoft excel, openrefine and vosviewer software. The values of mass flow rate, thermal efficiency, environmental cost of the life cycle and ecological energy efficiency were estimated using their respective equations and indicators. The results of the bibliometric review were discussed from the following perspectives: chronological distribution, most productive countries, contribution of articles, multidisciplinary journals, cooperation between authors, countries and articles. The energy analysis showed values for mass flow rates for biodiesel-hydrogen and biodiesel-biogas of 0.001792596 kg / s or 6.45 kg / h respectively and 0.007483842 kg / s or 26.94 kg / h. and for conventional diesel of 0.009412199 kg / s or 33.88 kg / h. In the economic analysis, an environmental life cycle cost equal to 5.98 R $ / km was obtained for biodiesel + hydrogen, 33.52 R $ / km for biodiesel + biogas and 19.57 R $ / km for diesel scenarios. Finally, in environmental analysis, the energy-ecological efficiency achieved for the operating modes of diesel, biodiesel + biogas and biodiesel + hydrogen were 32.2%, 52% and 64% respectively. Considering the results found, it is pertinent to highlight that the most promising scenario is for the use of the biodiesel + hydrogen proportions, which achieved greater efficiency, lower long-term cost and emissions close to zero greenhouse gases, however, it is still an expensive technology and worthy of attention, government plans and guidelines to become a competitive alternative in the market for biofuels and environmentally friendly technologies. Thus, it is suggested for future prospective, the development of an article aiming at planning and implementing policies regarding the transport of cargo destined for the applicability of the biofuel system, availability of infrastructure and social acceptance, promoting a better understanding of science by the scientific and business community. and other segments of society, thus providing valuable information for future investigations.
Este estudo apresenta uma análise bibliométrica abrangente e atualizada que foi realizada para promover a possível substituição do modo de operação convencional do motor de combustão interna a compressão por ignição pelo modo dual fuel, promovendo o uso de biocombustíveis, a saber: biodiesel, biogás e hidrogênio na proporção de 70% quando aplicado em transporte rodoviário de carga. Posteriormente desenvolveu-se análises energética (eficiência térmica, vazão), econômica (custo ambiental do ciclo de vida) e ambiental (eficiência ecológica). Inicialmente, utilizando dados bibliográficos indexados no banco de dados web of science e mapa de visualização elaborado pelo software vosviewer. a coleta de dados foi obtida por meio de artigos e revisões indexados na base de dados web of science. foram considerados todos os tipos de documentos em inglês, no período de 1945 a julho de 2020. a pesquisa contou com o auxílio dos softwares microsoft excel, openrefine e vosviewer. Os valores de vazão mássica, eficiência térmica, custo do ambiental do ciclo de vida e eficiência energética ecológica foram estimadas por meio de suas respectivas equações e indicadores. Os resultados da revisão bibliométrica foram discutidos sob as seguintes perspectivas: distribuição cronológica, países mais produtivos, contribuição dos artigos, periódicos multidisciplinares, cooperação entre autores, países e artigos. A análise energética apresentou valores para fluxos de vazão mássica para biodiesel-hidrogênio e biodiesel-biogás de 0,001792596 kg / s ou 6,45 kg / h respectivamente e 0,007483842 kg / s ou 26,94 kg / h. e para Diesel convencional de 0,009412199 kg / s ou 33,88 kg / h. Na análise econômica, obteve-se um custo ambiental do ciclo de vida igual 5,98 R$/km para biodiesel+hidrogênio, 33,52 R$/km para biodiesel+biogás e 19,57 R$/km para diesel cenários.Por último, em análise ambiental, a eficiência energética-ecológica o valor alcançado para os modos de operação à diesel, biodiesel+biogás e biodiesel+hidrogênio foram 32,2%, 52% e 64% respectivamente. Considerando resultados encontrados, é pertinente destacar que o cenário mais promissor está para a utilização das proporções biodiesel+hidrogênio, que alcançaram maior eficiência, menores custos à longo prazo e emissões próximas de zero gases de efeito estufa, contudo, ainda é uma tecnologia onerosa e merecedora de atenção, planos e diretrizes governamentais para se tornar uma alternativa competitiva no mercado de biocombustíveis e tecnologias ecologicamente corretas. Desta forma, sugere-se para prospectiva futura, desenvolvimento de artigo visando um planejamento e implementação de políticas quanto à transporte de cargas destinadas à aplicabilidade do sistema bicombustível, disponibilidade de infraestrutura e aceitação social, promovendo um melhor entendimento da ciência pela comunidade científica, empresarial e demais segmentos da sociedade, fornecendo assim informações valiosas para futuras investigações.
Este estudo apresenta uma análise bibliométrica abrangente e atualizada que foi realizada para promover a possível substituição do modo de operação convencional do motor de combustão interna a compressão por ignição pelo modo dual fuel, promovendo o uso de biocombustíveis, a saber: biodiesel, biogás e hidrogênio na proporção de 70% quando aplicado em transporte rodoviário de carga. Posteriormente desenvolveu-se análises energética (eficiência térmica, vazão), econômica (custo ambiental do ciclo de vida) e ambiental (eficiência ecológica). Inicialmente, utilizando dados bibliográficos indexados no banco de dados web of science e mapa de visualização elaborado pelo software vosviewer. a coleta de dados foi obtida por meio de artigos e revisões indexados na base de dados web of science. foram considerados todos os tipos de documentos em inglês, no período de 1945 a julho de 2020. a pesquisa contou com o auxílio dos softwares microsoft excel, openrefine e vosviewer. Os valores de vazão mássica, eficiência térmica, custo do ambiental do ciclo de vida e eficiência energética ecológica foram estimadas por meio de suas respectivas equações e indicadores. Os resultados da revisão bibliométrica foram discutidos sob as seguintes perspectivas: distribuição cronológica, países mais produtivos, contribuição dos artigos, periódicos multidisciplinares, cooperação entre autores, países e artigos. A análise energética apresentou valores para fluxos de vazão mássica para biodiesel-hidrogênio e biodiesel-biogás de 0,001792596 kg / s ou 6,45 kg / h respectivamente e 0,007483842 kg / s ou 26,94 kg / h. e para Diesel convencional de 0,009412199 kg / s ou 33,88 kg / h. Na análise econômica, obteve-se um custo ambiental do ciclo de vida igual 5,98 R$/km para biodiesel+hidrogênio, 33,52 R$/km para biodiesel+biogás e 19,57 R$/km para diesel cenários.Por último, em análise ambiental, a eficiência energética-ecológica o valor alcançado para os modos de operação à diesel, biodiesel+biogás e biodiesel+hidrogênio foram 32,2%, 52% e 64% respectivamente. Considerando resultados encontrados, é pertinente destacar que o cenário mais promissor está para a utilização das proporções biodiesel+hidrogênio, que alcançaram maior eficiência, menores custos à longo prazo e emissões próximas de zero gases de efeito estufa, contudo, ainda é uma tecnologia onerosa e merecedora de atenção, planos e diretrizes governamentais para se tornar uma alternativa competitiva no mercado de biocombustíveis e tecnologias ecologicamente corretas. Desta forma, sugere-se para prospectiva futura, desenvolvimento de artigo visando um planejamento e implementação de políticas quanto à transporte de cargas destinadas à aplicabilidade do sistema bicombustível, disponibilidade de infraestrutura e aceitação social, promovendo um melhor entendimento da ciência pela comunidade científica, empresarial e demais segmentos da sociedade, fornecendo assim informações valiosas para futuras investigações.