terça-feira, 24 de janeiro de 2012

O produto da queima dos combustíveis fósseis


Em um motor de combustão, um combustível de hidrocarboneto é oxidado pelo oxigênio atmosférico. Em condições ideais, somente o dióxido de carbono, água e calor seria gerado:


No entanto, sob as condições do motor a combustão ideal é impossível seja pela falta de equilíbrio químico e ou pela fase gasosa heterogênea. Dessa forma acontece uma queima incompleta, tendo como produtos:
Hidrocarbonetos não queimados e parcialmente oxidados.


Monóxido de carbono (CO), um intermediário de combustão.


Óxidos de Nitrogênio ou azoto (NO x )


Partículas





O Monóxido de Carbono (CO) é formado como produto da reação intermediária durante a combustão de hidrocarbonetos. Na combustão incompleta, devido à baixa temperatura de combustão, a falta de oxigênio, ou o tempo de reação insuficiente leva à emissão de CO, um gás venenoso que desloca o oxigênio do sangue.

Hidrocarbonetos
Combustão incompleta de combustíveis hidrocarbonetos leva à emissão de hidrocarbonetos não queimados e parcialmente oxidadas.

Em motores de ignição comandada, hidrocarbonetos no escapamento originam principalmente de regiões em que a chama se apaga ou regiões não atingidas pela chama (zonas saciar). Exemplos típicos são camadas perto das paredes da câmara de combustão e fendas, por exemplo, nos bosques do anel do pistão (quenching parede). Com misturas muito magra, a chama pode extinguir prematuramente (quenching chama) no final da expansão por causa da baixa temperatura de gás na câmara de combustão. Em misturas altamente turbulenta, gases de escape pode cercar as zonas de gás combustível antes de serem alcançados pela frente de chama. A taxa de emissão de hidrocarbonetos pode ser em grande parte causada pelas perdas de gás combustível em motores de dois tempos a gasolina e, em menor medida, na supercharged motores de quatro tempos.

Em motores com ignição por compressão, as emissões de hidrocarbonetos são originários das zonas exteriores do spray de injeção, onde o combustível tem misturado com ar para produzir uma mistura não-inflamável. Emissões também resultam do spray central, que tem uma mistura muito rica, bem como das áreas de parede da câmara. Finalmente, perto do final da expansão, o combustível vaporiza fora do bico de injeção.

Os hidrocarbonetos emitidos pelos motores de combustão interna são sempre uma mistura de vários compostos: parafinas, olefinas, acetilenos e aromáticos. A composição depende do sistema de combustão, das condições de funcionamento do motor e do combustível.

Óxidos de Nitrogênio ( NO x ) ácido nítrico, ácido nitroso e óxidos de azoto - Óxidos de Nitrogênio 
NO x são gerados na combustão por temperatura ou pela oxidação de nitrogênio atmosférico ou o nitrogênio contido no combustível. Durante o processo de combustão, principalmente NO é formado; 
NO 2 , que é mais tóxico do que o NO, é formado pela oxidação relativamente lenta de NO na atmosfera ou em outros processos. O NO 2 reage com hidrocarbonetos sob luz solar para formar o ozônio e nevoeiro fotoquímico. O NO 2 pode aumentar doenças respiratórias e é um contribuinte para a chuva ácida. Na atmosfera superior, NO x está envolvido em um ciclo catalítico que leva à destruição da camada de ozônio.


Emissões de partículas
Partículas são minúsculas frações sólidas e líquidas. Eles ocorrem no escape dos motores diesel em tamanhos 0,01-1 mm e consistem de partículas ricas em carbono (fuligem), hidrocarbonetos e sulfatos. Em um motor diesel, devido à mistura incompleta, zonas de deficiência de ar surgim e levam à formação de fuligem. Em paralelo, em zonas com excesso de ar, a fuligem é parcialmente queimado. As emissões de fuligem são fortemente aumentado se a mistura ar-combustível é enriquecida.

Uma pesquisa recente mostrou que as partículas ultrafinas especialmente entre (<100 nm de diâmetro médio) e partículas nanométricas (<50 nm de diâmetro médio) são potencialmente perigosas devido à sua capacidade de adentrar profundamente no trato respiratório. Além disso, essas pequenas partículas supostamente podem penetrar nas membranas celulares [ 3 ].

Dióxido de Carbono ( CO 2 ) 
O CO 2 , embora seja o gás de combustão mais comumente emitido, normalmente não é considerado como um poluente já que os efeitos adversos à saúde não são conhecidos. No entanto, o CO 2 deve ser considerado como um poluente grave em termos de seu potencial de aquecimento global. O CO 2 tem sido identificado como um gás de efeito estufa, ou seja, uma espécie de gás com fortes bandas de infravermelho que permitem a adsorção de ondas de luz do sol com baixo comprimento de onda, mas absorve a luz refletida da terra na troposfera. Devido à grande taxa de emissão e  longa vida, sua contribuição para o efeito estufa é estimada em 50%. O CO 2 é um produto intrínseco de reação de combustão de combustíveis, a única maneira de reduzir as emissões de CO 2  é melhorar a economia de combustível.

Compostos de Enxofre
Qualquer enxofre contido no combustível é emitido através do tubo de escape na forma de compostos de enxofre, principalmente como SO 2 . Em condições atmosféricas, o SO 2 é oxidado a SO 3 , que leva à formação de ácido sulfúrico. Ácido sulfúrico provenientes da combustão de combustíveis contendo enxofre é um dos principais contribuintes para a chuva ácida. Atualmente, a única maneira viável para reduzir as emissões de compostos de enxofre a partir de motores de combustão interna é a redução do teor de enxofre do combustível. O nível de enxofre no combustível varia significativamente nas diferentes regiões. Óleo diesel da Alemanha contém apenas 10 mg de enxofre/ kg, enquanto que na América do Sul são encontrados sendo comertciailizados combustíveis com níveis de enxofre superior a 1000 mg / kg.


Para leitura de todo artigo científico pode clicar no link abaixo: (Todos os créditos).






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