Como funciona o catalisador automotivo?

A
queima de gasolina nos motores dos automóveis produz, em maior quantidade,
dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Como a queima não é total,
ou seja, a gasolina não reage inteiramente com o oxigênio; há ainda
a produção de monóxido de carbono (CO); óxidos de nitrogênio (NOx)
e dióxido de enxofre(SO2), provenientes da queima das impurezas
presentes na gasolina, vapores de hidrocarbonetos (CxHy) que não
foram queimados, compostos de chumbo, quando a gasolina possui aditivos
à base desse metal (como chumbo-tetraetila) entre outros.
Estes
compostos são eliminados pelo escapamento do automóvel, poluindo,
assim, a atmosfera. Com exceção do C2O e a H2O, todos os demais
são altamente nocivos à saúde humana. Os motores movidos à óleo
Diesel emitem menos monóxido de carbono, mas bastante óxidos de
nitrogênio e enxofre, além da fuligem que é a fumaça preta característica
lançada pelos ônibus e caminhões; esta fumaça é o resultado da queima
parcial do óleo, liberando partículas de carbono finamente dividido
na atmosfera. Já mos carros a álcool produzidos no Brasil, a quantidade
de NOx e de SO2 é desprezível, mas há a eliminação de aldeídos,
que também constituem uma ameaça à saúde da população. De qualquer
maneira, o carro movido a álcool é bem menos poluente que o movido
a gasolina; daí vem a técnica usada no Brasil de se adicionar 15%
de álcool na gasolina, afim de evitar altos índices de poluição.
Contudo, se a porcentagem do álcool for maior que 20%, haverá separação
de duas fases, uma de gasolina e outra de álcool, já que o álcool
é hidratado (contém água) e a gasolina não é solúvel em água. Se
considerarmos e existência de mais de 500 milhões de veículos automotivos
no mundo inteiro e também o fato do consumo mundial de petróleo
ter aumentado cerca de três vezes a partir de 1960, concluiremos
o quanto é importante lutar contra as emissões poluentes dos veículos
em questão. Para que possa reduzir a concentração de substâncias
nocivas lançadas na atmosfera, são necessários aperfeiçoamento nos
motores dos automóveis, principalmente na substituição do sistema
de carburação por injeção eletrônica e o uso de catalisadores nos
escapamentos dos automóveis.
O
catalisador é formado por uma "colméia" metálica ou feita de cerâmica,
formada por minúsculos canais que perfazem uma superfície total
equivalente a quatro campos de futebol. Sobre essa colméia são impregnados
aproximadamente 1,5 grama de metais preciosos, os quais constituem
o catalisador propriamente dito; emprega-se uma mistura de paládio-ródio
(para veículos a gasolina) e paládio-molibdênio (para veículos a
álcool). A seguir o catalisador é enrolado em uma manta termoexpansiva,
que fixa, veda, isola termicamente e dá proteção mecânica ao componente.
Por fim, o catalisador é montado dentro de uma carcaça de aço inoxidável,
dando origem ao "conversor catalítico". Esse conjunto é instalado
no cano de escape do automóvel. Os catalisadores, em geral, são
substâncias que aceleram determinadas reações ou tornam-nas possíveis,
sem reagirem (isto é, eles não reagem, apenas aceleram). No caso
dos catalisadores automotivos, as reações que são aceleradas, são
as que transformam poluentes (CO, NOx e CxHy) em compostos menos
prejudiciais à saúde (CO2, H2O e N2); essas reações são, por exemplo:

Tal
acontece com qualquer catalisador, também os automotivos podem sofrer
"envenenamento" e, em conseqüência, perder sua ação catalítica;
sendo assim devem ser utilizadas gasolinas sem compostos de chumbo
ou outros aditivos prejudiciais ao catalisador, além de se empregarem
somente óleos lubrificantes recomendados pelo fabricante do veículo.
Também impactos, superaquecimento, furos, etc., no conversor podem
comprometer o desempenho do catalisador ou, até mesmo inutilizá-lo
completamente.
Outro
problema delicado quanto ao catalisador é o fato dele ser
fabricado para um determinado tipo de combustível. Se houver
variações consideráveis na percentagem de álcool
na gasolina, além do motor do veículo exigir regulagens
constantes, o catalisador também terá seu funcionamento
comprometido.
No
mundo há mais de 500 milhões de veículos, com
isso concluímos que é necessário lutar contra
emissões de poluentes dos veículos.
Fonte:
QMC WEB