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Em meio a esta crise gigantesca, sem precedentes e cujo os efeitos ainda não podem ser totalmente dimensionados, o setor automotivo vem sendo atingido por diversos lados.

Desde a redução ou – em alguns países – paralisação das fábricas, aos efeitos da recessão econômica e do desemprego, onde ambos – juntos ou separadamente – tem impacto direto nas vendas, uma vez que automóveis não são gênero de primeira necessidade.

Isso somado afeta as fabricantes, que tem sido obrigadas a dar férias coletivas, quando não simplesmente fechar algumas plantas e gerar mais demissões, reduzindo seus investimentos em áreas de desenvolvimento e pesquisa. E esta área – pesquisa – com seus resultados práticos, é fundamental para o futuro e vo mostrar dois exemplos práticos nesta e na coluna do próximo mês sobre como a pesquisa e as mudanças nos combustíveis melhoraram as nossas vidas.

O diesel, usado principalmente no segmento de veículos pesados, orientado ao transporte público e de cargas, possui uma série de problemas. As emissões dos óxidos de nitrogênio (NOx) e de material particulado estão preponderantemente relacionadas a esses modelos. o NOx é também precursor na formação de ozônio e o material particulado apresenta altas concentrações em várias áreas urbanas. A tecnologia defasada, intensidade de uso e idade média alta contribuem para o aumento dos impactos dos veículos a diesel. Ônibus urbanos, caminhões de entrega urbana, veículos que circulam por rodovias que atravessam áreas urbanas e veículos leves particulares são, portanto, determinantes para a degradação da qualidade do ar nas cidades. Além disso, um dos principais problemas associados à utilização do óleo diesel como óleo combustível é o teor de enxofre (S) nele contido. O diesel é constituído pela mistura de gasóleos, querosene e nafta, entre outros elementos químicos. Por isso, contém hidrocarbonetos, nitrogênio e enxofre.

   O óleo Diesel vem sendo usado na frota mundial há cerca de um século, mas há poucas décadas, vem passando por mudanças.

O enxofre é elemento químico indesejável tanto para para o meio ambiente como também para os próprios motores a diesel, pois durante a combustão, o trióxido de enxofre, ao se juntar à água, forma o ácido sulfúrico, que corrói partes metálicas do motor. Se a concentração desse elemento for elevada, as emissões de material particulado também serão elevadas, assim como as emissões de poluentes primários como SO2 e SO3. Esta mistura de materiais particulados e óxidos de enxofre, produzidos no processo de queima do enxofre, como no caso da combustão dos veículos a diesel, se apresentam como substâncias essencialmente nocivas aos seres humanos.

O alto teor de enxofre no combustível brasileiro determinava grandes gastos ao governo com o sistema de saúde pública, sobretudo nos grandes centros onde se concentra a maior poluição atmosférica. Crianças, idosos e portadores de doenças respiratórias formam um grupo de pessoas mais sensível aos efeitos da poluição. Na cidade de São Paulo, por exemplo, estima-se que para cada aumento de 10µg/m3 na concentração de material particulado inalável no ar (fumaça, fuligem, etc.), existe um aumento de 1,5% nas internações por doença isquêmica do coração em idosos e mais de 4% por doenças pulmonares em crianças e idosos. E o problema não para por aí. O dióxido de enxofre, em contato com a umidade atmosférica, gera o ácido sulfúrico que contribui consideravelmente para a chuva ácida. A chuva ácida pode acidificar o solo e á água, fazendo com que larvas, pequenas algas e insetos não se desenvolvam. Além disso, pode provocar um arraste de metais pesados do solo para lagos e rios, intoxicando toda a vida aquática e contaminando os que dependem dela para sobreviver.

  As pessoas costumam associar carros a Diesel com carros grandes, SUVs, Picapes e Vans... mas não é só isso.

A presença de enxofre (que é representado na chamada Tabela Periódica dos Elementos Químicos pela letra “S”) provoca não só a poluição no meio ambiente, mas também a corrosão nos motores. Para surpresa de muitos, o Brasil está na dianteira da pesquisa mundial no campo de pesquisa e aplicação de medidas para “fazer um Diesel mais limpo” e vem, há anos, implementando programas e leis bem interessantes. Para atender às exigências da legislação brasileira, o óleo diesel com concentração máxima de enxofre igual a 10 mg/kg (S10) vem sendo amplamente comercializado no país. Entretanto, a redução no teor de enxofre pode acarretar mudanças nas propriedades físico-químicas do combustível, as quais são essenciais para o desempenho dos veículos.

A identificação das principais mudanças nas propriedades físico-químicas do óleo diesel e como elas estão relacionadas à redução do teor de enxofre. A massa específica, o ponto de fulgor e a curva de destilação foram determinadas para amostras de óleo diesel dos tipos S10, S500 e S1800. Os óleos também foram caracterizados por Calorimetria Exploratória Diferencial sob Pressão (PDSC). Os resultados da caracterização físico-química mostraram que a redução do enxofre tornou os combustíveis mais leves e fluidos, permitindo uma maior aplicabilidade a ambientes com baixas temperaturas e uma maior segurança para o transporte e armazenamento. Os dados de PDSC apontaram para uma diminuição da estabilidade oxidativa com a redução do teor de enxofre.

  Os modernos motores a Diesel carregam muita tecnologia, mas há alguns anos, a Volkswagen andou saindo da linha.

Os compostos de enxofre presentes nos combustíveis dão origem, no processo da queima, aos óxidos de enxofre (SOx), importantes poluentes atmosféricos, causadores da chuva ácida e responsáveis por problemas pulmonares na população. Os compostos sulfurados também provocam corrosão e envenenamento de catalisadores de diversos processos de refino e de catalisadores automotivos, existentes nos escapamentos dos veículos. Por esse motivo, a redução do teor de enxofre é um dos pontos mais importantes na evolução das especificações dos derivados de petróleo, uma vez que as legislações ambientais vêm buscando adaptar a produção de derivados de petróleo com teores de enxofre cada vez mais baixos.

A redução na concentração de enxofre provocou uma diminuição na massa específica. Essa constatação está relacionada à composição e ao tamanho das cadeias dos hidrocarbonetos e afeta a propriedade de volatilidade. O S1800 apresentou frações finais mais pesadas do que S500 e S10 conforme os dados de destilação, e a sua massa específica foi mais elevada. Assim, esse diesel é o que potencialmente apresenta maior conteúdo energético por volume. As amostras de S500 e S10, por sua vez, apresentaram massas específicas menores, o que pode estar relacionado a um maior teor de parafinas e cadeias carbônicas mais curtas.

  A obtenção do Diesel faz parte do refino do petróleo quando este é processado nas refinarias pelo mundo.

O ponto de fulgor está relacionado à inflamabilidade e varia em função do teor de hidrocarbonetos leves existentes no diesel, limitando os pontos iniciais de ebulição do produto. Como pode ser visto nos dados da destilação, o S10 e o S500 apresentaram temperaturas iniciais mais elevadas que o S1800, sendo um indicativo da presença de hidrocarbonetos menos voláteis. Uma vez que a inflamabilidade aumenta com uma maior quantidade de hidrocarbonetos leves, essa característica confere temperaturas de ponto de fulgor mais altas para os combustíveis com menores concentrações de enxofre.

A segunda mudança observada foi a diminuição das temperaturas de ebulição do S500 e S10 em relação ao S1800 a partir de 20% de recuperado. Se as curvas de S500 e S10 também forem comparadas, observa-se que as amostras de S500 tem temperaturas mais elevadas que as amostras de S10 nesta faixa. Sabe-se também que os compostos de enxofre presentes no diesel são polares. Sua interação intermolecular é dipolo permanente, difícil de ser rompida. Com a diminuição da quantidade desses compostos no combustível, a maior parte das interações passa a ser do tipo dipolo induzido, que é a interação intermolecular mais fraca que existe. Sendo assim, torna-se mais fácil o seu rompimento, o que proporciona temperaturas de ebulição menores.

  Os carros leves movidos a Diesel são - ainda - uma fatia considerável do mercado europeu, principalmente.

A diminuição das temperaturas das frações finais (85%, 90%, 95%) está relacionada ao tamanho das cadeias carbônicas, devido a modificações nos cortes de destilação (tanto na destilação atmosférica e a vácuo, quanto nas torres fracionadoras que acompanham as unidades de craqueamento e coque) que dão origem ao diesel. S500 e S10 tem cadeias carbônicas mais curtas, logo apresentam massas específicas menores que os do S1800.

Isso resulta em uma necessidade de aumento do volume de diesel queimado para gerar a mesma energia quanto menor é o volume de enxofre. Pode parecer anacrônico, mas mesmo com a queima maior, a quantidade final de volume de óxidos de enxofre lançados na atmosfera é consideravelmente menor do que dos processos de formação de cadeias carbônicas convencionais. Estas medidas tem sido fundamentais para a manutenção da frota de veículos leves movidos a diesel, algo muito comum na Europa, pelo menos por enquanto.

No próximo mês pretendo falar sobre a importância da retirada do chumbo na gasolina.

Muito axé pra todo mundo,