Será a Medição da Viscosidade do Combustível de Aviação mais Precisa do que Ponto de Congelação?

Durante a reunião de 2008 em Xangai, na China, a Associação Internacional de Transporte Aéreo (IATA) pediu ao Centro de Coordenação de Pesquisa (CRC) para investigar a possibilidade de encontrar um substituto para os métodos de ponto de congelamento atualmente utilizados. Este pedido surgiu do grupo de trabalho do Ponto de Congelamento da IATA, cujo objetivo era explorar a viabilidade de usar um único tipo de combustível para aviação comercial em todo o mundo, no que diz respeito ao ponto de congelamento. Pensava-se que usar um único combustível para aviação comercial a nível global teria benefícios econômicos na produção de combustível.
O grupo investigou uma série de opções, concentrando-se nos pontos de congelamento em torno dos limites Jet A e Jet A-1. Embora várias opções fossem apresentadas e mais estudos sugeridos, o trabalho do grupo também indicou que os fabricantes de motores (OEMs) estavam mais preocupados com a viscosidade do combustível na entrada do motor, em vez do ponto de congelação do combustível nos tanques. O relatório concluiu que “é um facto geralmente aceite que o teste do ponto de congelamento não é um teste eficaz para prever o comportamento de fluxo de combustível na aeronave a baixas temperaturas. 

A partir desta solicitação veio um relatório mais abrangente da CRC que avaliou o estado atual dos sistemas de combustível OEM, disponíveis para os métodos de teste e pesquisa em baixa temperatura das propriedades do combustível de aviação. Uma das conclusões do relatório da CRC foi que a viscosidade pode ser um preditor mais preciso da capacidade de bombeamento no tanque de combustível para aeronaves do que o ponto de congelamento.

O relatório recomendou quatro ações específicas:

  • Desenvolver e avaliar uma digitalização adequada a baixa temperatura doviscosímetro para prever com precisão a capacidade de bombeamento 
  • Identificar um limite equivalente de viscosidade para fins de especificação
  • Quantificar quaisquer pequenas alterações químicas prováveis à viscosidade
  • Avaliar o suporte OEM para substituir o ponto de congelamento com a viscosidade.

Detection Cycle

Um novo instrumento promissor para medir simultaneamente ponto de congelação, viscosidade e densidade, que é aprovado para certificação de combustível de aviação é o JFA-70Xi, da Phase Technology. Este instrumento combina um método de teste de ponto de congelamento bem estabelecido (ASTM D5972 / IP435) e um método de teste de viscosidade recentemente desenvolvido (ASTM D7945) num único instrumento. O JFA-70Xi é capaz de determinar viscosidades cinemáticas de combustíveis de aviação a -20 ° C e -40 ° C e mede também a densidade do combustível.

JFA-70Xi

A norma ASTM D7945 utiliza uma pressão de ar capilar calibrada horizontal para conduzir uma coluna de amostra de teste. Sob o princípio de Hage-Poiseuille, os tempos de trânsito entre múltiplos segmentos de temporização calibrados são diretamente correlacionados com a viscosidade do combustível. A ASTM ILS 2016 com os tipos de combustível de aviação atuais, incluindo Jet A, JetA1 (ambos satisfazendo D1655), renováveis (satisfazendo D7566) e 50/50 misturas, demonstrou que D7945 excede a precisão D445 e D7042, dois outros métodos de teste de viscosidade. A repetibilidade do D7945 a -20 ° C é de 0,011 mm2/s e a reprodutibilidade é de 0,021 mm2/s. Isso é mais do que quatro vezes melhor que a precisão do D445. Além disso, uma declaração de precisão também foi desenvolvida para D7945 a -40 ° C. Até hoje, a D7945 é o único método de ensaio de viscosidade de combustíveis para aviação com uma precisão aprovada a -40 ° C. A medição da viscosidade a temperaturas mais baixas é considerada mais representativa da capacidade de bombeamento do combustível. Além da viscosidade, o JFA-70Xi também calcula a temperatura em que o combustível atinge 12,0 mm2/s utilizando ASTM D341 e as viscosidades previamente medidas a -20 e -40. Além disso, comparando esta temperatura de 12 mm2/s com o ponto de congelamento resultante também medido, o JFA-70Xi avalia ainda qual das duas temperaturas é a mais crítica durante a operação de voo a baixas temperaturas.
Conforme ilustrado pelas duas figuras a baixo, a temperatura dos 12mm2/s pode ou não ser significativa dependendo se é mais elevada ou mais baixa que o ponto de congelamento. Combinando ponto de congelamento e viscosidade num único instrumento, na temperatura especificada atual de -20 ° C e também na temperatura potencialmente mais útil de -40 ° C e, por fim, a temperatura na qual o combustível atingiria 12 mm2/s, o JFA-70Xi representa o estado-da-arte. A tecnologia da Phase foi adquirida recentemente pelo PAC. Isso faz com que a PAC seja o fornecedor número um de soluções de análise Jet Fuel. O portfólio inclui: o renomado JFTOT, o novo OptiReader, OptiFZP e os Intelligent Heater Tubes usados por laboratórios em todo o mundo.


Autores

Gordon Chiu, Charles Clutter & Larry Spino, PAC
Web: www.phase-technology.com