Aditivos da Gasolina
Os aditivos da gasolina são substâncias químicas que modificam e melhoram as propriedades desta, assegurando o correto funcionamento dos motores.
Também têm o nome de antidetonantes porque têm a principal função de aumentar o índice de octano, e quanto maior foi este índice, menor é a detonação (autoignição).
Este tipo de substâncias são normalmente adicionadas durante a elaboração da gasolina, pelo fabricante, e em pequenas quantidades.
Cada substância tem outras propriedades características para além do facto de todas terem em comum o facto de aumentarem o rendimento so sistema.
Por isso mesmo, prefere-se o uso de certos aditivos a outros e até se proibe a utilização de alguns pelas suas consequências negativas.
Como em todas as áreas, também para a eficiencia automóvel decorrem estudos que procuram identificar novas substâncias que possam vir a ser usadas como aditivos de gasolinas.
Do tetraetilchumbo ao álcool e ao MTBE...
Tetraetilchumbo - gasolinas com chumbo:
Começou a adicionar-se tetra-etil-chumbo às gasolinas em 1922 por motivos aeronáuticos, com o objetivo de aumentar a capacidade de combustão das gasolinas usadas nos motores dos aviões. Assim, era possível aumentar o índice de octano destas e os aviões levantavam voo em menos tempo.
Como este aditivo conferia à gasolina uma maior potência, bem como uma melhor economia total, passou a utilizar-se também na indústria automóvel.
No entanto as consequências do uso de chumbo nas gasolinas são bem visíveis a nível ambiental porque era libertado pelos tubos de escape dos (imensos) carros que se "alimentavam" deste combustível.
Desta maneira era associado à poluição ambiental, contaminando o solo, a água e o ar com facilidade visto que a propagação desta substância na gasolina era de um raio de até 100 metros. Cerca de 90% do chumbo na atmosfera era proveniente dos motores dos carros.
Pode-se concluir que com a introdução do chumbo como aditivo para gasolinas, os níveis deste metal no ambiente subiram muitíssimo, e até mais acentuadamente do que durante a Revolução Industrial (fig. 1A).
Este aumento bastante significativo prejudicou a saude humana causando, entre outros:
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Fadiga
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Perda de apetite e desconforto a nível do estômago
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Perda de concentração
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Insónias
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E em cados mais avançados:
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Problemas motores
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Anormal sistema nervoso e renal
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Aumento da pressão sanguínea
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Visão e audição afetadas
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Retardamento do desenvolvimento do feto
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Em casos extremos: morte.
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"The lead that's released from car exhausts is dispersed into the environment, and has been linked to a number of health problems. In particular, studies indicated that children living near motorways seemed to have lower IQs than those living in areas with less lead pollution, suggesting that the lead was somehow linked to a lowering of brain function and intelligence in children." - https://rfakih.wordpress.com/2014/02/02/postingan-saya-di-hse-community-k-alife-kuwait-oil-company-hse-community/
Também afeta os ecossistemas porque se acumula nos solos e pode causar diminuição no crescimento de algumas plantas e animais, alterações nas composições de comunidades e diminuir a biodiversidade.
Fig.1 A e B - Relativas aos níveis de poluição de chumbo
A proibição do uso de tetraetilchumbo nas gasolinas de todo o mundo não é uma medida fácil porque este composto confere à produção de gasolinas um custo razoável e despesas económicas aceitáveis. Pelo contrário, os compostos que podem substituir o chumbo, que são bastante menos poluentes, têm um custo de produção mais elevado, o qual muitas refinarias não estariam dispostas a gastar.
É por isto que este processo é tão lento! No entanto é bastante eficaz porque tem melhorias grandes na qualidade do ar. Consegue-se intrepretar a diferença enorme da concentração deste elemento no ar. (Fig. 2)
Fig. 2 - Relativa ao decréscimo do teor em chumbo do ar
LINK
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Proibição de gasolinas com chumbo no mundo::
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Monaco: 200
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Russia: 2002
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Turkey: 2006
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Canada: 1993
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USA: 1996
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California: 1992
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Mexico: 1998
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Peru: 2004
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Argentina: 1998
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Brazil: 1989
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Chile: 2001
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Japan: 1986
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Malaysia: 2000
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China: 2000
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Philippines: 2000
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India: 2000
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Nepal: 2000
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Australia: 2002
LINK - Cronologia mundial da evolução do chumbo
Foi então colocado um desafio às várias refinarias: eliminar o chumbo da gasolina e, ao mesmo tempo, responder à crescente procura de gasolina com maior índice de octano por consequência do desenvolvimento de motores automóveis cada vez mais eficientes. Recorreram, então, aos álcoois e éteres, compostos oxigenados com excelentes propriedades anti-detonantes.
Nestes compostos, como a presença de oxigénio na gasolina não afeta a sua energia, o conteúdo energético diminui; mas a presença de oxigénio determina uma combustão mais mais completa cujo rendimento beneficia. Sendo que esta combustão emite um menor teor de emissões de monóxido de carbono e de hidrocarbonetos.
São usados os éteres MBTE, ETBE, TAME e TAEE, e os álcoois Metanol, Etanol, Isopropanol e Butanol.
Para tal, é essencial equilibrar o conteúdo energético, o índice de octano e a redução de emissões indesejadas. Nos Estados Unidos da América e na União Europeia, o limite máximo legal de oxigénio na gasolina é de de 2.7% (m/m).
O éter mais importante é o Metil terc-butil-éter (MTBE):
É um dos aditivos mais utilizados atualmente porque é solúvel em gasolina e porque se decompõe durante a explosão no motor, formando vários tipos de radicais.
É formado pela reacção de isobuteno (que se obtem da corrente gasosa de hidrocarbonetos) com metanol.
CH3OH + CH3C(CH3)=CH2 --> (CH3)3C-O-CH3
Para além disso, sabe-se que o gás tóxico monóxido de carbono é libertado para a atmosfera pela combustão imcompleta do combustível. Mas o átomo de oxigénio presente nas moléculas de MBTE ajuda à reação de combustão, tornando-a mais eficaz. Isto aumenta o índice de octano e limita as quantidades de CO2 libertadas.
No entanto em alguns sítios é também proibido o uso de MTBE:
O MTBE é muito solúvel em água e por isso há bastantes casos de poluição das águas, principalmente nos EUA, onde o seu uso nas gasolinas vendidas tem vindo a cessar nos últimos anos.
Isto porque foi detetado em águas subterrâneas de milhares de comunidades e que, consequentemente, ficaram com cheiro e sabor distinto do habitual. Os efeitos do MBTE não são 100% certos mas alguns estudos mostram que é uma substância cancerígena.
O que acontece normalmente como causa da poluição aquática por parte deste composto são fugas dos taques de armazenamente ou derrames de combustível com MBTE para os lençois de água. Esta substância não é muito biodegradável, o que preocupa ainda mais milhares cidadãos americanos. É principalmente na California que se defende a proibição total do éter em causa como antidetonante.
Como o MBTE veio melhorar a qualidade do ar mas piorar a da água, não será imediato o desaparecimento deste composto nas gasolinas americanas, mas está a decorrer lentamente.
"Since MTBE has provided improvements in air quality, but degradation to water quality, we favor a rapid phase out, but not an immediate ban. This approach is intended to preserve the air quality benefits while eliminating the water quality degradation. Additionally, we propose an elimination of the oxygenate requirement for gasoline along with an improvement in the existing gasoline performance standards. This should allow different gasoline formulations to continue to provide improvements in air quality while not doing so at the expense of water quality, public health or the environment."
Álcoois e Éteres (MTBE):
LINK - Cronologia do MTBE nos EUA
LINK - Casos de poluição nos EUA
LINK - worstpolluted.org
LINK - Consequências na saúde humana. Cancro?
Os álcoois mais usados como aditivos são: O metanol e o etanol
METANOL
O metanol é feito a partir do gás natural e biomassa. É um dos combustíveias alternativos mais antigos mas é muito usado como aditivo para gasolinas, em substituição de outros mais perigosos.
Assim, este aditivo reduz as emissões para a atmosfera, o que tem consequeências positivas no ambiente; ao mesmo tempo que aumenta signitivamente o desempenho do automóvel.
Outro benefício desta substância é que é que é um bioálcool, por pode ser feito a partir de recursos naturais como a madeira, por exemplo. Produz-se atualmente, então, pela gaseificação de matérias orgânicas. Pode também ser utilizado na síntese de MTBE, ou transformado noutros compostos.
Algumas disvantagens são o seu custo elevado, em comparação com outros aditivos; o facto de ser um pouco mais corrosivo do que a gasolina "normal", o que implica o uso de alguns óleos e produtos para proteger o motor; e o facto de embora reduza as emissões de gases tóxicos como o monóxido de carbono, a gasolina com metanol emite metanal.
O metanal ou formaldeído é um gás muito irritante, tóxico e possivelmente cancerígena. Afeta os olhos e a musoca,c ausa conjutivite, dores de cabeça, e dificuldades em repirar. Para além disso é responsável por abortos espontâneos, defeitos à nascença, entre outros.
ETANOL
O etanol também tem uma grande quantidade de oxigénio e, por isso, quando adicionado à gasolina ajuda a purificar as emissões. Atualmente, o etanol é até feito a partir da fermentação de cana de açúcar e outras plantas, e denomina-se bioetanol.
Usa-se normamente, misturado à gasolina como aditivo mas uma das principais desvantagens é o alto custo de produção. A maior parte das fábricas na área automóvel aprova o uso de misturas E10 (10% etanol), e mais recentemente os carros estão a ser construídos de forma a poder usar misturas até E85.
Atualmente está a ser implementado em grande escalo o E15, com 15% de etanol e 85% de gasolina por ser a mistura de gasolina com este álcool mais aconselhada por fábricas automóveis em todo o mundo. Desta forma, já mais de 2000 tipos de automóveis podem utilizar esta gasolina dom aditivos, que não polui tanto o ambiente e que tem um ótimo poder antidetonante.
LINK
Para além das vantagens de rendimento do motor, o etanol está também relacionado com a criação de empregos na agricultura e em fábricas como se pode ler neste artigo:
http://fuelandfriction.com/weekend-warrior/highlighting-the-benefits-of-ethanol-fuel/
LINK: Uso de E85
No entanto, existe alguma controversia à volta do uso de etanol porque há pessoas que apontam este álcool como poluente da atmosfera e ainda quem diga que este, adicionado às gasolinas, faz com que estas percam poder energético, o que não contribui para o rendimento. Para além disso, também de defende que o etanol prejudica os motores:
LINK - Perigos do etanol no ambiente
