Um problema da década de 70: o catalisador envenenado

 

Em teoria, os hidrocarbonetos constituintes da gasolina queimam completamente nos motores, produzindo gás carbônico (CO2) e água (H2O). Infelizmente, esta queima pode ser incompleta e, neste caso, são emitidos para a atmosfera hidrocarbonetos não oxidados (não queimados), ou os hidrocarbonetos são parcialmente oxidados, gerando monóxido de carbono (CO), um gás altamente tóxico.

Com a destilação ineficiente do petróleo, algumas impurezas contendo enxofre ou nitrogênio podem se fazer presentes na gasolina. A oxidação (queima) destas substâncias produz óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre, que são compostos extremamente tóxicos e que corroboram para o surgimento da chuva ácida. Para piorar a situação, todos os derivados dessas impurezas são tóxicos.

Na metade do século XX, com o aumento do número de veículos automotores, ocorreu um aumento concomitante da quantidade de resíduos gerados pela queima de gasolina liberados na atmosfera, tornando a situação muito problemática. Muitas doenças respiratórias tornaram-se freqüentes em  conseqüência da crescente poluição atmosférica.

Em 1970, uma resolução tomada pelo congresso norte-americano estipulou que a quantidade de gases poluentes emitidos deveria se reduzir para 10% da quantidade normalmente emitida até então. Tentando resolver este problema,  químicos e engenheiros entraram em ação e criaram um sistema para diminuir a quantidade de hidrocarbonetos que não eram queimados nos motores. O sistema consistia em utilizar um catalisador para as reações de combustão.

Um catalisador é uma substância que não é consumida numa reação química mas aumenta muito a velocidade com a qual os reagentes interagem.

No organismo humano, ocorre processo semelhante, as enzimas realizam o papel de catalisadores em reações químicas e aceleram o processo da digestão, por exemplo.

Com o aumento da velocidade da reação de queima da gasolina, é possível emitir menor quantidade de hidrocarbonetos não oxidados já que uma maior quantidade reagirá completamente.

O problema referente às impurezas da gasolina foi resolvido com o aumento da eficiência dos processos de destilação do petróleo.

O sistema de catálise utilizado nos automóveis era constituído por partículas finamente divididas de platina ou paládio que eram colocadas em uma região anterior à saída do escapamento. Com isto, os hidrocarbonetos não oxidados ou semi-oxidados sofriam a oxidação restante na região onde se localizava o catalisador.

Quando tudo parecia resolvido, surgiu outro problema: o chumbo adicionado à gasolina era capaz de envenenar o catalisador, aderindo irreversivelmente à sua superfície e tornando o processo de catálise ineficiente. Deste modo, foi necessário modificar o tratamento da gasolina para evitar a adição de chumbo à mesma. A gasolina de alta octanagem foi a inovação que permitiu a desejada modificação.

As medidas tomadas reduziram o uso da gasolina contendo chumbo de 53% para 4% do total de gasolina consumida. Isto também levou a uma diminuição apreciável da quantidade de gases tóxicos emitidos para a atmosfera, mostrando um raro, porém efetivo, esforço para tornar o ar livre de substâncias nocivas ao ser humano.

 

Referência: “The Extraordinary Chemistry of Ordinary Things”, C. H. Snyder, 2nd edition, Jonh Wiley & Sons, New York, 1995, p 209-211