Há milhões de carros nas estradas do mundo e cada um é uma fonte de poluição do ar. Especialmente nas grandes cidades, a quantidade produzida em conjunto pode criar grandes problemas.
Para resolver esses problemas às cidades e os estados o Governo Federal cria leis de ar limpo leis que restringem a quantidade de poluição que os carros podem produzir. Ao longo dos anos, as montadoras têm feito muitos refinamentos motores e sistemas de combustível.
Uma dessas mudanças ocorreu em 1975, com um interessante dispositivo chamado catalisador, cujo trabalho é converter poluentes nocivos em menos emissões nocivas antes que o gás saia do sistema de escape.
Conversores catalíticos são dispositivos simples, é incrível ver o quão grande impacto que eles têm. Neste artigo, você vai aprender quais poluentes são produzidos por motor e como um conversor catalítico funciona para diminuir a taxa de poluentes à atmosfera.
Poluentes Produzidos pelo Motor de Carro
A fim de reduzir as emissões, os motores de carros modernos controlam a quantidade de combustível que queima. Eles tentam manter a relação ar-combustível muito perto do ponto estequiométrico, que é a proporção ideal de ar.
Teoricamente, nessa proporção, todo o combustível será queimado usando o oxigênio do ar. As principais emissões de um motor de carro são: gás nitrogênio (N2), dióxido de carbono (CO2), vapor de água (H2O) e Monóxido de carbono (CO), gás venenoso, incolor e que não causa dor.
Discussão Sobre o Poder do Catalisador
Galão para o galão, os motores contribuem às emissões. Não é de admirar que a EPA e os reguladores estaduais da Califórnia estão se esforçando para obter conversores catalíticos em cortador de grama e outros motores pequenos.
No entanto, assim como em 1970, os parlamentares estão sendo atendidos com lobby poderoso. Briggs & Stratton, o principal fabricante de motores pequenos na Terra do Tio Sam, diz que estes regulamentos fariam produto inseguro, que emite muito calor.
Quatro fabricantes de motores para cortador de gramado refutam a acusação. Briggs & Stratton também argumenta que o superaquecimento pode causar incêndios se a escova os cortadores ficam parados e com falta de manutenção.
Funcionamento dos Catalisadores para Reduzir a Poluição
Em química o catalisador representa substância que provoca ou acelera reação química sem que ele próprio seja afetado. Catalisadores participam nas reações, mas não são reagentes. No corpo humano, enzimas são catalisadoras que ocorrem naturalmente e são responsáveis por muitas reações bioquímicas essenciais.
No conversor catalítico, existem dois tipos diferentes de catalisador de trabalho: Redutor e catalisador de oxidação. Ambos os tipos consistem de estrutura cerâmica revestida com catalisador de metal, em geral com composição de platina, ródio e / ou paládio.
A ideia é criar uma estrutura que expõe a área máxima de superfície de catalisador para o fluxo de gases de escape, ao mesmo tempo, minimizando a quantidade de catalisador necessária, uma vez que os materiais são caros.
Alguns dos mais novos conversores começaram a usar ouro misturado com modelos tradicionais, que é mais barato do que outras matérias prima, e pode aumentar a oxidação – reação química que reduz a poluição em até quarenta por cento.
Os carros modernos são equipados com três vias de conversores catalíticos. Isto se refere às três emissões regulamentadas que ajuda a reduzir os gases emissores na atmosfera.
O catalisador de redução é o primeiro estágio do conversor catalítico. Ele usa platina e ródio para ajudar a reduzir as emissões de NO ou NO2 ao arrancar o nitrogênio átomo fora da molécula, libertando o oxigênio em O2. O azoto da ligação com os átomos estão presos ao catalisador, formando N2. Por exemplo:
2 NO => N2 + O2 ou 2NO 2 => N 2 + 2O 2
2 NO => N 2 + O2 ou 2NO 2 => N 2 + 2O 2
O catalisador de oxidação é a segunda fase do conversor catalítico. Ele reduz os hidrocarbonetos não queimados e monóxido de carbono sobre a composição de platina e paládio. Este catalisador auxilia a reação dos CO e de hidrocarbonetos com o oxigênio restante no gás de exaustão. Por exemplo:
2 CO + O 2 => 2CO 2
Existem dois principais tipos de estruturas usadas em conversores catalíticos – favo de mel e grânulos de cerâmica. A maioria dos carros hoje usa estrutura de favo de mel.
A terceira etapa da conversão é um sistema de controle que monitora o fluxo de descarga e usa essa informação para controlar a injeção de combustível. Há um sensor de oxigênio instalado ao montante do conversor catalítico, o que significa ser mais próximo do motor do que o conversor.
Este sensor diz ao computador do motor quanto oxigênio está no escapamento. O sistema pode aumentar ou diminuir a quantidade de oxigênio nos gases de escape através do ajuste da relação ar-combustível.
O esquema permite que o computador de controle do motor se certifica a trabalhar no fim do ponto estequiométrico, e também para assegurar que não há oxigénio suficiente no sistema de escape para permitir que o catalisador de oxidação queime os hidrocarbonetos não queimados e CO.
O catalisador faz um grande trabalho na redução da poluição, mas ainda pode ser melhorado substancialmente. Uma de suas maiores falhas é que ele só funciona a uma temperatura muito alta. Quando iniciar o frio no carro o catalisador não faz quase nada para reduzir a poluição na sua exaustão.
Solução simples para este problema é movimentar o conversor catalítico para mais perto do motor. Isto significa que os gases de escape atingem o conversor e se aquecem com maior rapidez, mas isto também pode reduzir a vida útil por exposição às temperaturas elevadas ao extremo. A maioria dos fabricantes tem a posição sob o assento do passageiro da frente, o suficiente para manter o motor e a temperatura em níveis que não irá prejudicar.
Pré-aquecimento do catalisador é uma boa maneira para reduzir as emissões. A maneira mais fácil para pré-aquecer está em usar aquecedores com resistência elétrica. Infelizmente, os sistemas elétricos de 12 volts na maioria dos carros não fornecem energia suficiente para aquecer o conversor catalítico rápido o suficiente.
Artigo Escrito por Renato Duarte Plantier
