A poluição gerada por máquinas de combustão interna movidas a
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A poluição gerada por máquinas de combustão interna movidas a
A POLUI(:AO GERADA POR MAQUINAS DE COMBlJSTAO INTERNA MOVlDAS .'\ DIESEL - A Q()ESTAO DOS PARTICULADOS. ESTRATEGIAS ATUAIS PARA A REDlJ(:AO E CONTROLE DAS EMISSOES E TENDENCIAS FUTURAS Silvana Braun* Departamento 22453-900 de Quimica, Pontiffcia Rio de Janeiro Cniversidade Catolica do Rio de Janeiro, R, Marques de Sao Vicente, 225, - RJ Lucia Gorenstin Appel ]nstituto Nacional ell' Tecnologia, Ministerio da Ciencia e Tecnologia, Av. Venewela, 82, 2223 1-100 Rio de Janeiro - RJ Martin Schmal COPPE, Universielade NEEDS. The exhaust efficient. However. Federal e10 Rio de Janeiro, emissions the exhaust paper gives an overview are sumrnarizcd. Catalytic of vehicles greatly contrlbute compounds of the emission Pos~iblc converters devices emitted control for reducing that collect trends in diesel particulate Centru de Tecnologia, particulates clnisslon to environmental by diesel engines of particulates diesel pollution. arc both a health from diest'! exhaust pollutant:-. afC Jiscu"sed. from dicsel Hi. (i, 68502-970 exhaust Diesel engines hazard compounds. the l'atalytic arc extremely and a nuisance to the public. The \vorldwidc emission Jt is clear thaI arter-treatment and promote burn·oll fuclThis qandards deYices are necessary. are examined. Finally, recent control by' novel cataly'sts aft' presented. r,;ao lcgislativa, trolados". Desde os tempos m8is remotos, Rio e1eJaneiro - RJ 0 homem vem se tornando cada qLle mantem os niveis dos poluentes Deve-se salientar que isso se tornou mente, del'ido ao uso e continuo elesenvolvimenlO vel mais conscienle do perigo que represent8 uma atmosfera poluida, tanto aquela gerada e1e modo naturaL por oeasiao das erupr,;oes de Plls-combustao"". E patente, pot1anto, que a pesquisa vulcfmicas maneira inestimavel ou pelo ckilO de polen, como a provocaela pOl' ele mes- mo, e1csde a invenr,;ao e10fogo, Existem registros de que essa preocu- te"'. Entretanto, par,;ao motivou varias e1isposir,;oes legislativas 2(00)' em alguns paises, como ambient8is possiveL clentitica con- principal- dos catalisadores !em contrihuielo ele para 0 estudo e a preservar,;ao do meio ambien- a tensao veriticada na Conferencia ell' Kioto (1997, mostra que temos muito que fazer a respeito. a Franr,;a, on dc, em 1382, Carlos VI proihiu a cmissao de gases fctidos, ou a Inglaterra, que proihi8 om]e existia, j,\ no seculo acender fogo durante xvn, as sessiks uma disposir,;,io do parlamento de Com rclar,;,'io 11composi<;ao Westminster". A partir da exp]osao ~',io atmosfCriea industrial aumentou e urhana elo secu]o XIX, a polui- eonsideravelmel1le e e1e lal forma que as 0 que ainda era possivel Nas elecadas homem manter com a natureza. de 60 e 70, 0 prohlema dramaticas, grMica, 0 agravou-se muito, tanto pela sua intensifiear,;ao que se constituiu, na epoca, aelquirindo tOlalmente equiliblio geo- em mOlivo de inquierar,;ao crcsccntc nas zonas urbanas c industrials!' /\tualmente, 0 suliciente como eontrolar e retroeeder eonclusoes ainda nao sao avanirrcfut,iveis a poluir,;ao amhiel1lal, acerca de em especial, a polui<;ao atmosfcriea26, pode-se verificar que muitas disposi~'oes adowdas em varios paises estao sendo capazes de, ao menos, eliminuir a taxa de aumento !'ondres e California da eoneentra(:ao sao exemplos como ahsorventes e10s principais de localidades movielas it diesel e, tam- da radia~','io solar incidente funeionarn e como suporte adsorventc para compostos quimicos, como por exemplo, gotieulas de vapor d'agua condensado21'1, oumesmo como catalisadores, poelendo levar 0 SO, disperso na atmosfera a sulhtto'o,,'". Os hidroearbonetos aromaticos al tamente eomplexas para fornecerem que polinucleares (I IP/\ ) !(JrI11aelos durante a combustao in .. completa lie maleriais coutendo carhono, em especial carv,'io e deriva- apesar de alguns autores eonsicler,lI'l'111 que mcsmo as investigar,;oes cientitlcas r,;adas sabe-se hem, os aerossois fonllaelos durante a queima de biomassa proporr,;oes como pela extensao da atmosfera, particulaelo gerado na exaustao de maquinas relar,;iles entre 0 homem e seu meio amhiente IOrnaram·se alteradas. A Revolur,;ao Inelustri81 rompeu de vez com 0 quimica existem paniculas em suspens<'io que desempenham um importante papd no balan<;o de energia da Terra'lO, Paniculas de poeira, material poluentes'·". soh forte elisposi- dos do petHilco, mesmo ua baixa eoncel1lra<;ao em que geralmente apresentam, afetam incisivamente hidroc8rbonetos tamhcm 0 equilihrio atmosfelieo sofrem rear,;oes ell' nitrar,;ao"" se '. 1(,. Esses e oxidar,;ao atmosrcricas', cujos produtos possuem efeilo genol(lxico", alem de produzirem fototoxinas que panicipam da destruir,;ao de ilorestas'·'. Considerando-se sao inalados que, e1iariamente, cerca de 12 m' (15 kg) de ar pcb maioria dos indivieluos, quantidade essa que pOlk varia!' com a idade e ni\el de atividade de cada pcssoa, c de se espe- rar que a qualidade 0 da respirar,;ito afete lismo celular do organislTlo e, portanto, poluentes do ar entram no organismo fLlJ1eionamento do metaboa saltele do individuo' dos seres humanos '. Os e de oulros seres \ i\ os pelo nao apenas sistema nesse respiratorio. sistema. causando pois passam grandes desde 0 achelHo Essas l11;1Cjuinas libel1am bono para causal' anlhil'ntc\ sufieiente a mOr1e por intoxica<;ao !Cehados. taj~ como de CO foi uma das pnl11eiras P\)r c"-sc em a cl11issuo llloti\"{). a sef al\() das regulium'nt'HJ,es'. quanto inorgllnicos; (J-[P:\) originados "'ulll!1t),,tl):-, Clllis,,;:\(), laTHl) ;'l!',:-:~'lllil'i)" . ()\ hidrucarhoncfus ao DI\I\. aCjuele formildo qui· ~l prl'\l'J),,';1 I(>nnando f\isseh.l'Jl1 os adutch 0 sendtl apontado C01110llln dos causadores eLl di111inui~·;!tl da knilidade eIll machos de \~ilias l~species de aVl:S e Illil111lkros'!. dos riscos molecular teIll contribllido dos carcinogenieos des a desel1\ohere111 eornhustl\eis. Im'SIllO em caminhiles 0 que se rellcte e 6nibus ern muitas ainda uma exeepcional um motor diesel para vcieulos superior a urn milhao aprl'senli1da ofcrccidas dl' m~\quinas. de \.'\)ml_1lhi~ji) "L1~ll'l1lis"{I\) !\'gl!i:l!lll'llLi,-;-~-il) i..-'l)ntido<.., do, ve/es q ,\,- tais eorno elura- sua utili/a<.;ao em \j- problemas i.linda. l' de viela de de/ a ga,olin~1 il diese!' . Justitieam apesar E cOlllum tel' um tempo pOl' Llill motlH' do ". Os moto- ou sr~ja. cerca pelos motores seguran~'~l e ,'licienL'];j' ri\1\ tipos utili/a~'ilo dmabilielaele. de carga pesada de Cjuil6rnctros. rnais que a dur~lhilidade hilidade. na grande ;1reas urbanas relacionado, fll\"ci", de (Ull1ll'" corn a PI)!Ui ..'lltC'-, "'(lb IU !1lt.-"'I1l;l. levando de salilk pllhliL·il. gl'['alllll'llll' Os c'l)111PllSlos ck "Illissju. gasolina ou de cornbLhtl\l'is tillltO dus rnutofes mistus. podem as socicdaatra- il diesel qUillll,' :, sr'r classi1i"aelos em doi, tipos: \1S qUl' nilu c'aUS~lrn danos:1 sallde. uu seja. ()" CO" H,O e c' \lS que apresenlarn perigllS :1 'aLide. sendu esses subdi\ididos ern cornpostos CUjil crnissao csui reguLlnlentada. hidrocarbonl'to, (HC). ,)S ,ixidos de nilrogenio para a consciencia ambientais"""', estrategias UIlla economia l~special- (BPU)!" qual esti] relaeitlnadtl a um aumento da incidencia de dlll'c'r dtl pulIHllO" ; . Esse UHllPO<..,tO t~tlnbl~ln awi.l L'onlO 1111l l'~tn')~l'no ambiL'lllaL A epideIlliologiil a eonl'crir partlCul~lr do IIPI\-D\'A. IKlll ben/o( a iplrc'lloeptlxidiol 0 que chega rhlliciclico\ arU!lllltiuh da Cjueima de c'ombustl\eis dil:seL ligam-se menl,' de Ullln),,,",cnd\\ 1..'",\(',,- por ex,'mplo. sirn. as vantagens Atem dos ekitl" t(\XIcOS agudos. a polui<;ao automotl \ a pOlk causal'. a longo pra/o. docn~'~h n.-'spirat6rias:"~-)".cumo 0 C{iTh.:crdo trato rcspirat(lrlo (' ;\ Ilhr\hl' pUllnOlll.iL dc'\ jdo Inil'p,,_ aklll do CO. no ....l2dSC" dc metanol de 25 a 45':1". Alcrn disso. 0 pre<;o do diesel C rnulto inferior rc' dIesel apresentam interna' de monox ido de ear- Cjuando tuncionando ~aragcns. san aut(Hllutl\ii.! clas l11;1Cjuinas de ,'ol11bustao Cjuantidade 0 relati"l sistema 0 ~IOcll' outros cireulat('rio. ~Iktandooutras fun~'ocs lisioklgicas ()s ercitos t6xlcOS agudos dos gases de exaustuo eonheeidos como desordens dos pUIIl1(leS para c!lXofre (S(\I e 111ateri'll partieubdo c'st~]U sob rc'gulalnenla~'ao: que (\'(\1. s~1o: CO, oS (,xidos (:ViP): c aqucles iildeidos. que ainda ~Jlll(lIlia. ben/el]). os de n,!o ciallel<lS. \e~ de rl'1}uLjlncnta~ihY" . de mi.lllciLl a rl'dll/ir a l'\pusilJio ill\"olllnt,iria dos indi\ [duos au", l'arl'illogl>llil'o~ ljllllllicos ", l'ln l'~pe- t"lucno,' a EPA ("En\ironrncntal Protection Agency". EUA), Illa- cial. oS particulados lL'rial p~irticul~l(ll\. ,)U sirnp1csmente partieulaclu. e delinid\) conhl lju,d- diesel. hldrocarhoneltlS Sc'gumlo quer rnassa artlrn~iticos que l' coktaela polinuekarcs IHPAI" em um filtro dc exaustilo de vClcull' ou rn~iquln~1 espl'cllica. apI's Lun deterrninado ,'ielo de 0lwra<;ao. colocldo a LIma lernpL'ratura ele c.xaustilo rnantida eOll\tante a 52 'C'-! "'. 0, lrl's prilLLlp~IIS poluc'nles sob rcgul~unelllac;ilo. () diesL'l C U111eOIllbustlvel predo111inanteIllente. ;1tOIllOS de carDono sL'lc' destilado a gasolin'l lla eadeia. do petn'deo alifiitieos Durante e111leIllper~lturas destila deri\~ldo hidwearbonetos 0 processo alqullicos. conw 1l~11ll,'Sllld l'lix~i dl' 1l'1l111C' pollc'ldicos ()utr,learacteristlca combustlvel. utihfa-se cOIllO parilmetro sos de refino, Ak111 disso. a l]ualidade sua introdu~'ao velculos utili/adtls \ada pnlc'llcia. quillas \e111 principal oque no mereado atraindn lTe,cell1e c'amlllhll"S. para ell' ele- tr"tores c' m~l' Atualmente. "s m;1qUll1aS diesel do mereado 111undial lie: \eic'ulos cujos 1110lores forn,~cem haixa pOlc'ncia. '\~I Europa. pOl' nil e.xisle t~lrnl)('rn a ernissclo de rnaterial parlicLlbdo (.'>1f'), Illas ern quanlidalks rnuiw pequcnas. i\ ,,\aust,!o diesel. entretanto. e rnuito mais eornpleXiI. semlo cornposta por tres fases: S(jlidos. liqulelo, rat:~10 Clll c""ldi~")"S oxidanlL" :t IJI')IOI\', g~holin~1. enl mcnor I't)l11hll"t,'IO U!X'LllKkl cOlbeqlicntl~rnente. ,'l11 ell'\ados tHC)", ni\eis resulul. lllais de rnenor Entrelillll,). dl'sses paril "ornparalivaIllenlL' de l'rnISSiI,) de material ldtilll\lS altaillente b;li\a",. l'onl COl11 taIllbcIll paniculado resullil (MP) e ck cOIll- d(l ellli"'<"'ao dic\cl. en'tiea durante lk rllnll~l\.;~1() l'. de NO,. CO e ljuanticlade c'sse pro,'esso rc~pulbj\l'i", IX'II) \xhlr clracteri:-.til'o plhtll" il elllis<io i\ opc- produ~'~lo ck CO .. nUl11 proccsso \.'111tClllpcr:lturas el11issao. hidro"ilrl1tll1L'tos e gases"'!. das m;1quinas diesel. que l'\)nlribul unla btl~1 econoIlli~1 dl' cOIllbustl\C!. eondi,'()es ~cndu de ope- ra,:ilo elll baiXO Ill\ellk teillperatura". Os tlllimcarbonetos dii' emiss('lc'S diesel <Ill. elll lllt.'dia. multo mais pesadllS que llS das emissoes :, gasolina: que gcr(ll11 cncrgia mente ern aplicaC;lles que precisem inclui (lI1iDUS. gralldes uilla pOI\ao c'onsun- como comhustl,,'I". hjsicas para minera<;,10 e dragagern. de carga k\e. C0111erde\ ido a difcrc'lltes e dikrenlc's proces- do diesel 1,'m mudadl' ()" 1l10l0rC" diesel "ao 111,lquina\ do 0 mi111ero de p'lra a cialIllente. " cOlllposi~'i\o do chesel \ 'Iria muito. nrigelb do petnileo ulllizado COIllO maleria-prim~1 desde aro111~ltll'l)S e '''us i111p0r1allle dOlliesL'1 eo alto ceWlli\. quc e si111i1ar ~IOl1li111ero de l',·tana temente cOlltc'm ~Iillda \ alia de 0.1 il O.Y;. Paril s,' rL'ferir :lqu"lldad,' t,'or de enxofre.que diesl'l de prodLHJlo. 0 die- na faixa de \:'3 a ,N3 1'. 0 die,,'1 wis ,'OIlIO os hidrocilrbolletlh derivados de 9 ~I 2R 1l~1fillX'1 de ·n3 a 6:-1.' 1'. el1quil!1ttlque llUlros L'Olllpostos qUl' p0l'\l'IJlur~1 deslilalll raturil. cOIlStitUldo por. l'lmtendo prc'sentes SC!O0 CO. os He c os \'(\: l'X~lustil\) dos rnllllH'CS :, gasolina. alc'm elisso. os hidmcarbonetos policiclieos arom,]tictls c' seLh eleri\ ados ~Jiquilil'lls. que ptl]'\entura estejam presentes sel. ptldelll resistir ao processo ell' combust;!o. \o!atilinmdo-se (HPA) no diee esca- palld,) l'ilril ~l iitml"fel'a peb eX<lUstilO. Ak'm dessl's. outm, IIPA 1'''dem SLT f(lnnados durallte a combustiJ" do diesel. De\ ido :1 grand,' quantidade lk ar Ih) pmee\So de etlmbusl'lo e amda il elc\ada temperatura. podc {)l.'\HTCr (l COI1\ crsJu dos HPr\ a l'olnpnstu<.., tlxigcnadlh C e\emplo. 100Ck dos veiculos de carga pesada, e cerca de 6OC; dos de l'ar~a h.~\l>, incluindo os utilit{lfio~. c ainda 2{)r>( do.;., ca1Tns para tran<;.,- nilrados na dmara de combllst;1o Oil no sistema de exaust;1o ". Com rcLu,;ao au", cnlllpo~tu<;., nao rC~1lIan1cnladu". a clniss;}u lk~- pone de pa,'Sageiros. Calll' L'",cl(lrl'(Cr que ses pelos m"tores :1 gasolina c' llluito lllaioL da orelelll de dC/ellas de \l'/l':-, Iura ;ddl'[dl)" c hl'Il/ClIp, (' ck l'crC;1 ell' 120 \\..-'/('''' p~lra It)!ucnu, ses. de acordo L'lassilieados corn 0 que inL'lLli as vans. SilO 1110\idos :1 di,'scl \('. l)'., 0 \t'l'L'Lllo~ POdl'l11 "'cT l.'b", •.• itl\..\l.l!lh eJ1l peso bruto: \eic'ulos lrl'" ,-'L.l"'- C0111 111ellOs de 1.7 t sao c01110 de carga Ie\e: 'Lllul~les corn pe,,) elltre 1.7 e 2.6 L ,'orntl de carga rnc'dia e. acirna ele 2.6 L eOIlltl de L'arga pe,ada '. i\ popularilbde ~I etll'icncia mCS1110com du das miiquina, dic~cll'l)111\l rchl\DO ;\ outrns a diesel cOlnhlhll'\c! den'-se. e!ll Cllll1bU~l[\ci~ relal)o Clbe ressaltar aimb. si~'~'lo c!as ellllSS(leS ele uilla Ill,iquilla . na l'miss,!o que OUlnl rator impol1ante diesel dil'sel' I sobre a compo~ c' a maneira de op,~nl~'ill) ,hi Imiqllinil "'. princip~dl1ll'nte. ;'1ga"1I1ina C'"11 e\ce<.;ao dCh IIPA. que S~IOmais abulldallles Illl ",if1lI)!L'~ ()ll mi"iuraL!o"/+. \ Tdbl'LI ! llh),,(ra (IS Clllll'cIHr;l\'(K'" tid"s IKlos 111()(ores :1 dil'sell' Il1cdidS dlh Cl)nlpl.ht()~ il g~(SoIJila do I'illal da (kcada Cl11i- ck R(),! A rill] de se l11onitorar adequadal11ente os nl\l'is de C'tllis<io dos \dculos, vario, pmcedimentos foram criados, chamad,,, "le,tes de dos EliA. mal, e,;pecilican1l'nte perfllrnlance" de CO e HC Em 1966, I(,i e1'iada a plimeira ("test cycles"' ).'. Esses testes "10 reguL!ll1l'lltados e es- Europa. de 195(), ambas com 1im de regu!amentar cia Calif6rnia, 0 clalal11 de 1959 e, da intuito de regulamentar as emiss(}es It'ghla<;Go no lapGo, a apenas a emiss:!o de CO', A re!!lllamenla";[lu de pedficos para eada eotado ou localidade de cada pais, ou 1l1CSmO para Ul11pais como llill todo, c forilm Giados com 0 objclivo dc submeler os divcrsos lipos de velculos a sillia";cles que ,,; ils,cmclhem ils material partiellbdo foi 1Ilirodu/lda nos EUA na dceada de 60 e, hi! algllnc, ,1Il0S, em I :irius paises industriali/aclos. sendo que os Iimites cxi-.;tcntes no truJego real dcssas regi()cs sll.lCl1as :1 Icgi~I~H';~10 rcgula- para a emiss:jo dora, Cllmo pur cxemplo espccial pode-.sc citar 0 trMego urbano lenlo, or;ipiete Assil11, 0 motor C do c~0 intermiten1C, 0 trMego em auto-estrada, sllhmetido a Ul11ascrie programada de ace!eril";[Il' e desace!cra\':!o, i'l'iililac!a el11 um dinam(nl1c'tro durante, el11 l11c'diiL 10 111il1.Alpills lk:-.'>cs tc\tcs inclul"In a \('ril'ica('·ll) da:-.: L'CllHIi( ..:{'tl,'''' d<l c{11iss;-\\l dCh \ eklilos com 0 motor "frio". Os lllc'todc\\ anaJitiL'n, assoeiad,'s a e,,,,'s tesles lambcm S{IOregulamentadns. pockndo mcJuir Illc'llIdos grilvimctricos, espectrosceipicos. LT'i'n);ltogr:.iCicos. l11ilgncticos. A ('l)f)ccntrd\fl{) ,lesses testes, C expressa lclncla pc'reOlnda, tins polucntcs. eletroqulillicoc, 111CnSULJlla dlr<l\\.:" como a llIa,sa elllitid;1 por unidade de dls- haseada elll Ulll dado cicio' ". Para a nlllnitora..;,10 do nl\ cl de l11ateri,d paniculad,) l110lures dieseL akm do mctod" podem se1'utililados'. e gra\imc;tril'o. ellinido pelth dois I11c'\\\d,,, ,",pticus l'm. 0 mcwdo Ringelmann. des,;e poluente est{lo a cada dia mai, restrilos. em nos P:IISCSmais dcscn\uhidm', Com l·eb..;Gu :1reslri(;;Iu dus nl\cis de material parlieuladu clo p\w l1lol0re\ diesel. pude-,e 1'\I'mpl". emiti- cita1' que. J1(h ECA. em 19~6. por ,ic' UIl1 I1llll"r dil',el tipieo de a c'lniss;\" lie' p:lrtiClILid'h "dll1ll1h:ju nil clv'0,6 g/hflP-h. c' qUI' ,I' I11dljlllllaS pmdlllidns 110iniCI" d,,, ,Jlms ')0 ainda eram e:II):l/es d.: respc'ltar os limites de HC, 'I CO e \iC\ das L'Il1l'ndas de 1994 1cgi ...I'I~':!U d"s ELA de 1990 ("Clcilll Air Act.c\mendmenl"l. Entrel'llltu. para sc respeilar os IImile's dc' I'misscl" de :vIP da Iv'gisla,,:lo de"e l11esnlll ano. que ni!!ia lima rcdu~',lu dus nil ei,; par,1 nll'I1O.' que (1.1 g/bHP-h para c:1Jl1inh(,es. (. para \iniblls, n:io mai"re, que 0.07 !!/bHP-h. com manutel1..;,10 despel-ronlldncC' p"I·. pe'l" m\'I1,)S, 290,(10(1 milhas i. --l60.0(lO ~m), "I I'llr:ml nec'C'ss,irias IllPdlliea\',-''-'S no pm.ie'lo de,sas m,kjllinas'. consiqc' 1'111,e com- i\ Tabel:1 :2 m,'stra 'I c'\"llI";[lll dll.' nileis m,iximns de emis,,10 de parar um iiltn) de papel que lcnha sido co!ocado no llll\o d<iI'Xill"t,!,) pOIUClltl'S ,Iv' (ll1ibus " ldminlt,i"s l'quipados com m:iquin'h dieseL dell'rJJlinado,; pl'la kgi,1:J,'[lll em vigor nos Et:A desde J9~4''', em C(lndi\'(}es determinadas, eSlando. portanw, carregado de p,trticula(!c". com lima cscab padr,lo de luns dc cin/:} Atllalml'nl,;. Ill) BrasiL aplica-se 0 Illctoc!o Ringdmann cscala pad rEo C0l11 a culora~';lo da compilraclo-sc, ftu11;:!(.;a da cxau"tao I isuaJll1enle. durante a ;1 aU.::k·- [)n l'-'l' r,',salla1' qllc\ cmhura 0 nl\ el de cmis"10 de mdte1'id! panicu!:Jdll para ,':lIl1mh,',es e'ieja const:mle em (1.1 g/bHP-h desdc t 993 nus El·A. c dc'sck 1991 na Caltf6rni'L as mcdidas para manter 1'a..;clodo \Clculo, E,;sa escab c c!i\idida em cinco tons, scndu lIlll prc- esses nl\ CiSpOl' park dus Libricallles n,lo pcrm:m.:ccram to, e os outros yllatro, em Ions ein;a, do mais clan> que a reSlrl~'~\' aos nlv.:is de l'miss[lo de .\iO\ nl'ssc mesmo perlodo mais ('scuro, :10 eSl,itiea" vlslO cOfTespondcndo, cada Iml desses, :1 uma densidade de colora";[lo dl' 2W, (c;scala n' 1),40(; in 2i. 60('; in'.I) e ~O(; (n4), com r'da";[lo for:lJlt ,'\)J)segutdas pm m()(lifica~'()es nos moto1'es, 0 qlle. enmu conseqlkn,,:i~l. k'\Oll d unl auml'nto da l'lni\~uode paniL'u1ados'L"j. ao tom mals escllm, 0 preto ( 100'/( ). Ouln' Pode-,e particlilados C'\Il1para a ahsor..;:!o de IUI mc'lod". c) clt' Hartrid!!e. pda fuma\'a com a ,\btida pcb passa!!cl11 da Illi por lllll tuho scmelhante prccnchid" ohsel\ar que 'IS limites das emisSl)es, wntn para lju'll1IO para ns <ixidus de nitrog(~nio eill \ igur no, ECA a panir do dno :2(1()-l.S{IOhastante apcnas com aI" os limircs para \lP 1'igurosos. Au mcsmo c' \iC\ S[IO 0 maior desalio lempo que p:I1'a mi!quinas de ca1'ga p",ada. :1 redllL::lu dm hidrocarhuneto, e CO l:lmbcm 0 SilO pard \):-- \l,lculn ....dt.-' tr~l11.~p(}nl'dt' pa\;,,;agL'inh. \-',;"p('l'i~dmc{ltc para aqul'lv's ,'quip:ldllS COI11motorcs dl\',l'! CPIll inj\~<;:lodirl'la "'. Tabda L COllcelllra\'C,e, mcdias. l'lll g pOl' kg de l'Oll1bliSli\cl. de algum C'Ol1lpo'tDS cll1iudos na exaust:!o de m:iquinas:l diesel e il g:N>lina do lin:d da dceada de ~O'" He CO \;0, \;0 I l-'Illll() \Liquina, so, (como \1P SO dle,e1 de L'ar~a !c",) \Liquinas :1 gi.l\olina (\C\'l'uln" 3 .10 20 - 200 0,5 l() 10 - 50 'i to - 211 0.5 6() (1.1 5 I - 10 O.! -0.--1 :\'0\ :'.;C\ 19~4-S7 (Federal) 10,7 10.7 19~~-S9 IFederal) 994 (Federal) 10.7 'i.O 10.7 5,0 (1.07 O,h ')94 ICalJl6rniat 'i,() 5,0 0.05 99~ (Federal) 4,0 4.1) ()JI'i ropO\lil pilril 2(1)4 2,0 :xprCSSd il rcla<;{loc'llIrl' iI m:hsa de poluentc . IhHP-h c equi\alentc ~I0,7--16 k\VIt": (em gral11as), gerad'i el11 I h de te,le, L' iI potc'nl'la cOITc,ponde a" limite de de}el'\'iIO do, instrumenttls melba do Illotor em e:Halos-\apor de l11edii;,ip (hHP- Os limites aluais ros de passageiros e os que estao para serem e veiculos des industrializadas, No Brasil, imposta de carga suo ll1ostrados existe pesad;l, implanlados em car- Ila maiolia das eida- rlas TabelJs tendeneia de se seguir nos EUA e ern paises da Europa"". os limites melropolitana da il'gisla<;uo Ipesadus (Collsede eslabenacional. do estado de ambiental". redu\'au a diesel du 6lcu e importados), diesel eomercial A lim de se minimizar "igniticativ cerea A Resolll\'ao e limites de emissau du leor dl' en\ufre melhorias IX)' prams em gcral.leves especifiC:I\'()es 0 que repl'esenla de 1994 nos EUN, OX/9J, ljue eSlabc/ece 0 CC)NA\1A de S~IO P;lulo. a gravidade de sull:I1U au partieulado, limite da Icgislac;ao 3 e ,F'. Iho N;leiollal de \1eio Ambiente) lem ~IresjJollsabilidade lecer padrt')es e me'todos ~lInbientals ell1 todo 0 Inrit6rio Na regiao bHP-h para veiculos lambcm lIS dependem as au controle um programa vem sendu de grandes n° no\'(" recomenda necessclrias esses problem<ls, do diesel de ,SWIr elu CONAMA implanladu, de mas IJlvestimeJlto.s, luic;~lo prO\ocada pOI' vc1cIII(J' automoltm:s levou a CETE5B IC,)Jllpanhia de Tecnologia e 5aneamento i\mbiental), ()rg~lo v II1culado ~'I Senetaria do 'VIeio Amhiellte a base tl'clliea do CONA:vIA, gramu de Controle nfvclnaeional. do Estado de S;IO Paulo, a des(:m olv n 'I qUl', posteriormente, deu ongem Rl'solu,,',lo que, pOI' sua vel:, estabeil'ceu (I PROCONVE da Polui,,',lo Esse program,1 I \1f') l'm VCiCIII,J' dresl'l gelldo des(k in:;peIJlcs, do AI' pm Vefculos inl'lui em uso na Regi{,o treinall1l'llto AUlOnll)tores) a fisl'alil:a,,'clo o I S/Sh (Proem d,1 lumal,'a \kln)polildn,,- sisle, malenal parliculadu pwdu/ldo basiC:lmente, de aglumcrlldus pOI' uma r1l<iquina diesel de micleos de cal'bmll)' hidrocarbonetos, 50, ou :icido sulflirieu, e clgua, condcn",ado<'" st)brc ('SSl'S nuckos carl,<1llic<Y.; preu :lhLIfI- e orielll~II,)O Ih Irctn'porladora" Il;JS con· e de adsorvidos Os IlLIl'k,'S ,'arbt)nil"'S "II) parll'l'ulils pnl1l:lrias, uu sep, unidadc-... c,"it"criL'i.h L'OmpOsl(1s ba:-.iGlIHCIUe (k carhollo uu 11L'ljue· C alglllll all' a aplicac;ao de multas aos vefculos em crrcula\',IO, Clbe res.saltar que, sobre a regr,lo metropolitana de 5;10 Paulo. suo lanc;adas, anual· material illorgllnieu cum dirllnetm aproximadu na faixa de lOa SO I1n1. l) que equiv ale a, ,lpruxil1ll1darnenle, urn milhuu de atomus de sse mente, l'lemenlo, cerca de 22,9 milloneLldas de <Jnibus, caminhi')cs de fumac;a prcta oriUlld~h da !i'O!i1 e caminholleles mO\ Id," l',1 de I02l) mil t/ano de m()]](lxldo de carbollo, hidrocarbonelps e tlxldos de enxPfre';, Os limiles diesel de l'missal) est,lo estabelecidos de matena] na Portaria para Ii-otas cum cireula\'llu parlleulado jJdra veic'ulos enl ljualquer g km', enljuanluljue, para velculus veleulos mO\lelos ditlculdac/e II diesel. no Brasil pesadus", \('1:, agrcgado~. aglol1leram-s,' parliculaelu di,lmetro SC' \'jrio\ entre us hidroear· du "leu ,!iesl'l agrl'gados e fOllllam pl'odllzidu mcdio adsorvc'm incompleta e do assim as Pllrtlcul;IS for- seclInd;i· 100 e 1000 nrn, Enlret;1I1to, pOl' uma ll1<1qllina diesl'lljual- menor que 300 nrn. A aglul11CraC;i1u do' lll'lcleus de carbunu conlendo HC adson idos eun1L'c;a na camara dl' l'Olllbll,tllul' ellllli11ua ale ;1 exaust{lu, on de grandes molc'euLls de hidl'iJl'arhonetlh mclxi- prevalece a legisla- SC' de "10 a idade da Irol,1 l1acional. de relilil:a<;llo de um prugrama ljucr aprl'sl'nw altilU' \'ao data ele 01/01/::'000, Cilm limile dl' O,::'S g km Os pril1eip;lis problemas com rclaC;I'lo {I emiss;lu ele particubelos jJorsll:1 carb611icus da combust,lu gcr;lIHlo 9W; do materidl /eVl'S l'pml'r· cum limite os miclcos rias, com di;I11lL'tros aerodinlimieos {I du de SOO ilL utilil:;I'sc' I) limil,' (6W(! c, db:li\o dl' 500 m e (.+0'; )". Paril vekulos Subre reslllt:lJltes t)!co luhrillclJltc. Iliad,,,, elais (alc 170(J kg), a legisla<;u() dala de OI/(J!IlJS, mo de 0,128 honetus I)xidos dl' nitrogcnio, rc.strita :1 ;irea urbana limilC e u Ringelma11nn°::' alcm de cer· n° ]O(J/]lJSO do \1inisterio Interior, sl'ndo qlle. em altitudes aeima ,/e emissil,) 11",1duml'lodu Ringelmann de,o a diesl'l. podem a 'HI",. sobre esses na lempLTatura 0 ell!1glomcrado nio, ll1elHlS que I IOS tra~'os de oxigellio, de nilrogenio Elltret:lnlo, .vi de enxofre, e 70"j em I ,y,~de hidl'og,'- e, aproxillwel,lmentc, a eomj)(lsi\'I)ll que linal derllH11i11a- "Il1<1tlTi;,j pdniluLldo", 'lll .simpksmerlle "panieulado", ;\ conlpllsi,,'uo h<1sica media do mateli,,j panicul3do ll1assa de earhono,20'X dl' vi,t,ni<l L'IInsislClile illia- se cOlllknsar na eX:llISLIO diesel I elemental' de elemenpode vari,IJ' da iI polfticas que fa\ orec;am a retirada de vl'!culos antigos de circuLI<;,'10e, aiilda, () altu teor de enxuti'l' du diesel cumL'l'ci,ilil:~ld(I no pllis, grandcll1cnle dcpendendo c modu llpera~'Ilo Cunl"mle paniculado rem sua origem nos CllJl1jJOstoS nitrllgenados conlidos no diesel, em mellor escala c, em maior escala, nos clxic1l)s de nitwg0nio mo.strado adiante, lido no diesel e respo!lsavel lllll tl'OI (k O,IS iI O,y, pela agl'egil\'Ilo dl'cnxufre l\ln- de cereil de OJ)4 a 0,05 gl lk da lju<llidade do die,eI. pel'fOrt1lillll'e do molor 0 nltrogenill d'i m;iquina'1' CllIHldo no Dal,] de !mplcmenta<;{lo e Tlpo ele cicio teste HC + x.;O, \lP (),I() WI) 0,111\ liD) Il)l)i) (El 'RO III! 0,1)4 -2003 O,{)::' 5 (ELRO IV) ~(\ :vlP 0,9 11)11 07 UD) (0, I + 0,41 ILS (IUlS + (L141 0,15 70 IJ,I S,I) tUO ,,() Veieulos 0,/ 199h \11' CO HC ((UlX) 4,::' (UI ;\0\ '-2S de carga pes3da/g MP t),l (Ull ((!'oS 1 S,() (3,9)" " 1995 0, I ((J,OSt 4,1) 2003 0,1 (O,OS) 2'{) ()nibus urh3nos: Cllm "." significam lil11ilcs dilcreTll'iados que o.s valores para" Calif(H'llia: de l'l11iss:IO eSI{lll dbai\o hidnlearbuIlel11s e\eetomel~lIl(l dl) limite de detl!l'\'ao (\'\lHC dos aparelhos I: ,I (\'\lHC de l11onitora,uo + x.;(\J: hHPh' NO, CSIX]\'uS as.sinalados fonnados nitmgcnio durante 0 proces,so de cOlllhust~IO. a partir da tixa<;~lo do atmosf6Iico ". Como 0 diesel contem. nonnalmcnte. de 0.1 'i a (U% ern rnassa de enxnfre, de 98% e convertido eerca hustflo de diesel. n qual e baseado em imagens tnlnica"'!'"' de material paniculadn. de mieroseopia ele- a SO. e 0 restante a aciclo sulfuJico. os quais contrihuem como suJrato para a m~hsa de particulado total, acrescentando de O,()4 a (l,(l'i g/hHP-h de sulfato ao paI1iculado'! ," o material particulado <"\cs. ou zonas. da camara 1(H'lna-se em altas temperaturas. de combustflO elll regi- ricas em comhusti\ el. a par- tir de goticulas indi\ iduais. e!l\o!v endo uma seqLicncia de pas"" ek'1l1cntarC\. Clue '-;,-10 pir6Ii",c, nucJc~h;;10. crcscilnento e cuagllla~',1u, agn:ga~ao atrd"'s c Jirnita- l' oxida(,Jlo. Ncssas regie'll's. a rca~';lu de (l\ida~;lo da pela eoncentra<;fll) de oxigcnio. da chama'"- cujo transporte Esses passos elementarcs Oc'(lITe pOI' ,hfu"ll) ocorremem dikrentcs int,'nalos ,k tcmpo, que \ariam desde Ulb Pl)UCOS milT()"'gundos. pdr~l () pnX'l'\SU de nlll'led~,-~ll) inici'll. ale alguJl\ mili\l'gLllldl)s. para d fOrnl~i(;aO C<lmplet:l do particulado, ;1 cxpansao do cilindm '!. ,\ pirlili\l~ e um processo em Lise gasosa radicalS livres de OXigl'llio. mmpidos reIll du:tilcno, \,ks !llolecula aplis ;1 pir61ise radlcalares. de laillanho cum pmcesso micialelltre dos lluCleo, ori!,'inais, a fOrJ1I;K;aO das estruturas pn1l'l',,\() \)CUtTl' rnr~l da tipo fractais ell' 'l~'nr,l eOIll diflmctrO\ aerodin~llnico, uilla taxa pn)porcional ao quadracln estruturas tipo eadeias nallllllletms"" q7 eOIll dllllenS()es cnllle<;am ~Iadson adsorver,se diluld'ls. confonlle t[mcl;lS eOlltrihuelll, lid,)" ponanto. E\entualllleJlle, desses do material l' (I" ulda serie (Ie- condi<;()es equd/hrio de adSnl\,IO e "llt~IO eh;lIlwdo esquema dentro dessa Jllais pesados ,;:to llrganlca gadll cat'bllnim p;lrt1cu- pOlk ,er cfctuada ;1 de ;In)l1l;iti('il'' •.. ' Ilutn)" seqlicncla do MP produililledida il ;ltlll'hkr,L exisle pmdu/ido de rl'suhant,' A Figur~1 I llHhtra elllitidos llill lla com- em inorg;'lJliellS dll agre- por cxtra<;~lll com uma Illistura 6:4 dc do processo de eomhustilo. a com cerca (Ie- dois terc;os da ", Foi \cliflcado que os Iticlrocarhonctos !1);lis pc-..adu-.. do ct)lllhu:-.lj\l'l. que dll pist;io, "I,) respons~i\ei\ nl\ l'l de F()S durante' ;r oper;I\'ao d~h Ill,iquincis COIll c'arga illterrnedi;i- ri;1 '\p6s;1 separa<;;-lo da FOS, a ti'd\',IO org,lnKa pode ser separada daquela derivada pelll alto sollivel derivada do pniplio do diesel"', Com em salicnt;lr quc ;1 lileratura nao " clara accrca da nOJl1enclatura para material partil'uLldo, Alguns autorcs l'onsideralll matc- fulige'lll de fullgc'm ou Illaten;ll Algulls U agregado pesquisadures. scnLI arranju\ eJl1hora outms trutur~1 porusa Verilic;l-se. estrlltura porem, partil'ulado. hcxngl Hlais estudos denominalll Ltll1l'!;'u\.'\ bast ante c'oillplexa. de sobrc a 1()J'Jlla<;';lu do, agregaque a pOI\au que lcnlbranl outras do tipo do l'an flu atl\ ado~. portanto, esse agloillerado indistiIltanlcnte. \l'liticaraJl1 evidellcicm carblmico. tinal CUIllPOStO da por<;flo seca 1'111c,tudus dos de lllatl'ri~r1 particulado, Para Ulll cstado 0 cunglolllcrado partieulado subs- cJm ljue a fra- P()elClll Sc' dc'posll<lr lias pared,'s e d fra<;~lu org:[lIliCiI. ()utros, "10 resfriados soluvel l'lllnpi1Jll'ntl''- (' em dirc\~ln enquanto ri,r1 p~1I1ieul;ldo ap,'nilS a PU1\;'H' sel·a. UII seja. ,) aglolllLTado panic'ulad,) (FOS) do eOIll- de e\tra<;'[\o de \ ol;iteis . .J~ia separa<;,lll das csp,;cies ellliSS:lO tot~t1 de pal1il'lIlados lurnwnd,) ", ES"ls com diciorolllclano, ,Iluml iSOpropllicll " , Dq)cndcndo fra<;'~lll org,inic'a SOlllVei pOlk contrihuir [ss[, centenas arwlitico \'()hitll {FOV r. pela quantidadc clc\ adas temperatura\ da exaustao a massa (leri\ados hidroearbonl'llls p,'lo e d,'noillindill pela tuhula<;;lo'! do motor ou do aditi\'() do ()leo lubrili- que as dctermiluda a particulado", de lun material do desgaste de COlllhuSla,). e continualll correspondenk". de material simplitlcado cJelivados por carhllnl). con)o slllfatos C Illdais_ \CIKio os proccsso panil'lII~H..lo_". Ulll !,'rau de dessor<;f1o pnlJe ncnlTer qUe' ,) !lUXl) de exaustl'IO \ai S[' diluilldo I/{{"lilt,! ell' '[Jor<;~lll seca' llU que C COlllpost~1 hasiealllenle POI' delini~f1o, a fra<;;,lo orgilnicl de ]0 1lI1l, cniidem tlnais de alguillas (1'01), tllmh';1ll chamada ,,',Iilla'. e do 61eo IlibrillclIltc, p~lrliculad'L l'0111hu"t~\(l_ para allillentar r!( "~':\F Ihl/l('!' . c e.xplicam c'J-,e ,ohre 0 malenal os eonlponelltes dc\ idn ;1 pa"agelll 1/(/ /r sli/Jet/fe/t (/(it'ridul, (FOS) de pe- portanto, dn tHlmero de c',I''J:lS, da cilmara !J{'nni,,(!o ('Ol!! :l511111 l hustivel Os hidrocarbollc'tos dc haixa pre\Silo de \ apoL 'h sullatns. 0 acidn sulfliriene a ag:ua. hem COIllO () ctllllbu\l/vel e 0 ,')Ie() luhrrllcank llc10 queiIllad'h". a I'r;IC;~loinS,)IlI\e! lileolubrilicante enlJu;IJ1l0 ainda e\lflo delliru (/gllu de' \IIJJ( lf/cie flU d;1 adi- ,In crcscilllento os Tn'leIcos carhtlJlicos da ord,'lll 0'1' csfntlllU/ •• dmdeJ/\i1t!as e \ol,itil (FOV), as ljllais conte'lll os hidrocarhonetos lla faixa menor com fOrillaC;,lo de uldeias L'~i!ll;lra l?{'!lj'(!d/l~:ido JlltcrJ!urioliu/ till d~rn w!sof"Fidos hidriJ(Uf-!J(lIICrOs got/nt/as e ('(llfi c;lnte: e ,I fra\'~'lo or!,'~lnic·a. ;1qual pOlIe ser suhdi\ ldicla enl so!ll\d esse proce\So II/C muito qUCllo di~lllll'tro eolidem e coaleseem, forlllando, ]as maiores c apro\.illladan1cntc c~,Jcricas~-t'\j. ;\ agrcga<;~lo e a coagulac;flo de contendC'. ;linda. c\pl(cic" 1Ilorg:micll.,. precur'tll·as. durallte Sillluitallealilenk ocolTe a coagu!w.;{io. i\CS~L~ processo. S:\(' 'l'ra\';lo earh()n;ice'a hidrocarholletO\ hem l'lHl10 dO rcsultado 0 qlwi telll IUlla razao jl/!/-!- i /tili'c;,I'lfl l'c'oric';II11c'nte. ,) maleri~t1 p~1l1iculado pOlk ser ,uhdi\ ididll elll duas palh": resull~1 ,'Ill IIIll aumen- HIC diminui 0 Sid/UIO\ (' u!J(ln:llciu/i-Udul hidrocuf"hOJu'los Q ,':.;oliclf/OS dcltl!i-.;('I.I!. ()--/fJ_~,".')f( liltimos de\ ido a reac;Cles de desidmgella<;ilo. mo!c'udas entre lH) lJual as mO!Cl'ulas atlllllica 11'1'.Iiilige/II. do !)(/I't{cu/i/ " do, lllkk- 1 a :' nll1, aUlllcnl<llll para diflilletros dc lOa 30 llill. ;\ rela\an <;a,) de poli;lcetilcno, i,)nico, a laxa de decomposi<;;lO nlJue inu(!.;(lnico, "Ulf/,(/Il/ U de (i!I'UI e alias COJll'entra- C'lIl1n hidrocarbnnet<h que a taxa de rea\',lo d,) A oxjdal:~'lo dn 1I1O,ir'-i1l1do 0 0 fluri/nt/ado, dus n1('UI\ de 1ill/:";I'III. precursora preuI",nrct> tHiclens" elll altas temperaturas reati\ns, radical ares, in\aturados ou carregados. to I/quido de nucleos de carh')Jlo q o cresciIllento a priJlL'lpal 1-_'~(I{{(,I1l(i\illll,lifj((/do /1/(//(i(O/ iI/ii il/cllfi para. ent;lo. f()rma- no qual as Ill,)!c'cllh, c'lll pequenns ocorre e mellor conll\ I. Figura t!1 jhlrfil'lIlo Sob essas condl\lle" os l'arh6nicos de olellnas, essa apontada crescelll de COIllP0<,('" via uma que OCOITe nas al'l'ito qUl' t;IIHO (" hidnlL';lrhonetl" eontido,s no comhusti\el \l'r~\o pri- do material particulado'". .\ nucka(;ao e IIIll processo diesel do paniculado c a outra. em n..'gil-lcs COJltl~fldo o\i,~0nio_ elll mokculas 1ll~1I''Jial partiurladn devido dc cOIllhustfv,~1 precursor,ls dois tIIX)S de pirlilise: Fill ;Imhos ,IS tip(". c geralnll'nte alJl~ilicos quanto os arolllatlcoS meiramente e rcsfriamento no qual as mokculas f()J'Jn;ml as mo/l'culas li\ rcs, E.xistem /o!u\ oxidalJlo forllla<;()es, graf1tica+", C0Jl10 1II1la es- Ull Il1CSIllU selll sill1llares, que 0 1l1~llerial partil'ltlado ;llJual dependc insolti\ cl apre- a eslrutura apresl'nla de \{uios fatores, uma CUIllO 0 de maquina, de carga. do modo de opera<;,ao da m,iquina. al0m, C \1. da ljualidade do <Sleo lubrificante muitos fatorcs, especial mente do chamado ba1311<;'0NO/p3rliculado t"NC\liVIP trade·olf')'4 '. Como exemp!o. podc·se citar que a 3pli- e do pniplio diesel utilizado. c,H';:lo da ReE (recircula<;{lo dos gases de exaustao) .TRATf:GIAS PARA A REI>t'(AO E CONTROLE DAS ,nSSOES DIESEL, EM ESPECIAL DO 'IATERIAL ~RTICl]LADO tempo de inje~'ao dn combustive!' para que eSSdS m[lquinas pudessem respeltar os Iimites da Icgisla<;ao a quantidade emitido. se 0 projelo de uma l11:.lquina 0 capa! Da mesma maneira. de reduzir st,lo continuamentc neir:!. l'\,mo a. c'.tr:llc'gids par,1 redu!ir ml;lodos para redu/lr a emi"ilo .Ie p;Jrticulados. bcm como dos outn>s poluente~s pre" c'nicntes del ;ombustilo diesel. os quais podel11 ser di\ ididos em dois tipos: '1.1 0 quc busca a rcdu<;ao do material paniculado pl'!O apc'rfci\'\lamcnl<l do pnlCe"o que (ICOITeIla m:iquina de combusl:](). c b) () que bu ...ca a rem(),ao do paniculado dos compoS!os da C\au\lilo ;1]1(1\fOrJ)lados e antes que sejam liberados para a atmo',fera. \:0 primei!\) tipo. eS!ilo l11clusas as melhorias cfctuadas J]()S<Slcos diesel c luhrific:mlc. a uli~ liz.a<;ilode aditiv\" llU de comhust!""is mistos. c :Iinda. 0 dl'''c'll\ ol\i· menlO dos m()tores. denlre os quai s. podel1l sn ,'iud, h <l lh" lLi illJe<;iio eletnlniea. 0 coni role do Il'mpo lie perman01Kla d,) comhlh' tl\'cl n;! Cl1l11ar;:L a n:circlll:t~';}O Jos g;.l~l'S de L'\~lUsl~lU l'. ~1ind~L ,IS melhorias na distribui<;ao do combustive!. ou se.ia. a m:ll1eira como 0 comhustlvel c inlroduzido na c:llllara de combuq'lo. como PIll' exelll· 1'10 a injq',lo d,) cOll1hustl\el em press()es \~lc\ adas. h Illl 'llttro tipo. c'stao inl'Jusos os Illth)s para paniculados. a uliliza\;acl conlllnta des· \l'S Ci!tru~ Ct)111 aditi\'J.)\ do dicsel. 0'-, c:'luli:-;adt)fCS dc {)\id~H.::ln. l' t) no 110SELA de !'i(\ de Il)l)i\'. aumelltam Em resposta it crescente restri~',lo dos nllei" dc emi"sao de 1l1all'~ al paniculado pcb lcgiskH,;iio de muitos paises. os rabricantl's de eicu]os iJ diesel. tanto de cargas len's qU;lnto de medias e peqdas. deseillollcndo e 0 retan!o quc Coram implcment3das a emissa\) combuslao. de particu!ados de material 1'01' prolongar as alias tempc~raturas rcsul!:lnles 0 procc',So \:(\. de iran levar a um aumCJl· verdadeiraq 10 da elntss;!o de ",'0s. sendo a recfproca inje,';lo de comhu.stlc c'l. freqUentemcnle paniculado . De',Sa ma~ t;lis como 0 r\'lardo n,1 abaixam a lemperalura tm d" cilindro. uma quanlldade men"r de combustivel que auml'IlU as ,'mis,()e.., de HC c' material particulad". den· e queimada. " Essc' balan<;" tambcm ;11'.'la"Ulr<h disp<hilivos cstratcgil'\)S para as Jmiquinas die· sc'I' .;1 inJl\',jo do diesel a allas pressl)es. pm e\emplo. mdhura a uHl1blhta" 1'01' erial' glltaS men ore" que podem qlleimar mais com· plctamenlc'. mas lende a aumentar as emissoes de NC\ '. /\ lim de mll1illl17:lr II pn)hkma do balan~o N0..lMP. em meadlls da \kcada lie' i\O. ,)S Llhncanks nas de COmhllqilo capa/es intn,duzir;lm (a "inje~ao de minimizar :\(\ cOlllmie's e!ctnlnicos eJclniniea"). nas m:iqui· '<I" Esses dispositivos e materia] particulado em dikrentes dl<;i\cs de opera<;,l" atral Cs do haLlIl~'o de fatores-chale. prc'ss[lo de inje,';]o c v:ilvula de ajllstl' da igni~{lo enn· !ai.s como Dcs.sa !"rma. \[~rifica~Sl' que a redu~';lo potencial dOlemi,sao de particulildlls pOI' ll'l'n,)logi:h rdlTc~nles apenas a modifica<;lles 110.., lllotllrC'. c' limit:ld'l. principalmenle conversoI' c:ttalitico para panicul:idos. i\ Tabela " tra! lima rcla~',lo de lecnologias de conlrolc da emissao dc poluc!1les disponfleis. Oll cm desel1volvimenlo, para as l1l:.lquinas {Idicsel quando R~dlll,;iioda <'missao de particulados dkscl por t<'cllologias (ks~molvidas para a otimizac;ao do proc~sso de cOll1lmsliio d(>~\;j~ '\(\. para Icic'ulos se l'IlIlsidera ;Iinda :l Ill'cessidade A"im, de mancira a se ohedecer de carga pc"':lda c de redu7lr as emissllcS de aos Iimite.s da kgisla<;;lo que \em sl~ndo Imp""'la em drios paise.., desde 0 ,lIlO 2000. e elas PO"ll" rimc"', c'om relat;a" {I cmissao de particulados diesel. "s l'abric;ullcS jClos !l1lttjuina..; C\tju do\ n)ullH',-'\ I...\.'rkh lk que ;IJ)(·na:-. 0" rcfinan)Cnlu" nZlO "';i..~r~h)\Ufll'icnlcs dUrllJ1{C t\Kla a \ nn~ pro- ida Litil dcs,,-c tlPO dc' maquina' \'as ultimas dccadas. as mclhorias ektuad:ts nos motores il die· scl rebti\ a" ao pnlprio prol'e',So de COll1bllst:!O10m resultado c'tn um gramlc progrcsso para minimi/al' a emissao de p,lrIicubdos Fniretaillo. dCIl>sc sempre leI' em menlC que a gera~'ao dc' particul:tdos pOl' uma m,iquin:l de comhustao inlerna c complexd c depenlk de i\in,b visand" " ;lJ]errci~'"amcntl) d" processp que ocprre na mClqUina de UHl1bust:lo, v;iri"s eslud\" il'm .sieh) realizadus u1iliz:IJl' do·.se misluril.., dc' l'llmhustil eh. princip:limcilte as l'ormadas pell' ra· loC}wl 1'1'<11'01'\:,]\' de ()ulrocomhllstl\el e 0 pl'<lprip diesel .:1 rim Emi"'l)es !'i(\ \ludan<;as no projeto · distribui<;[tu do dOl miiquina combusti) - rL'cir(,u!~H':{l\) d()~ gases de exiluslito (ReF: I el · ajustes n;1 inje<;'lo e na distribui~:jo do comhustlvel · resfriamcnlo intern" ("Iurbo illtercollin{') Tratamelltp de exau,tap dps comppslPs · catallsadmes dc' "xida<;ao · c,JlaliS:ld\l('es petra l'pndl<;i\'. pXldalltes ("lean '\(\") ~ distrihui~a" do c"mhustivel · modillca~',)es na melljuin:l e na C:lm,lra de comhustilo · melhora no sistema de inje~[HI de ar no, ci Iindms · fillra<;}o + regencra<;[II) atila · filtr;H;flo + rcgcnera<;[lo passiva: tillru + aditivos do diesel · catalisador,'s de oxida,':lo · C(l11wrsor l'at,llitico para panicul,ld, ~ n..'du\~ll) dc ;lr()nl~llii..:(1\ · aumclltu - redu~';j" dl) teor de en xufre · rcdu~ao de arol1l:.lticus dll 11 cetan,1 · aunlento calabadnres de (lXida<;ao san ulilizados He dC\ido it haixa emiss:ln desse poluenlc prc,,'n~'a de adili"JS: ils emi\\oes na Eurupa p,lra se uhilT os limite" C'111 m{(qullus diesel: \ie' NO, e He con.lunt:ltllellle. 0 mil11LTllde cetana depcmk de CO de lll:tqUill:h diesel s[tO mlli111h:llx"s l' do n" cClana !'ios ECA aimb n:lo hel contrn1c I:mln da cllmpnsi,';]') sua l11edla,',lll. geralmellte. do cOJllhusu\el n:!" ll'm ,ido kita quant, de ,e ohler uma redli(.:,10 ,ati,fat('l;a eillretanto, da, l?,tudada, razo;i\elct1Glcia, da, cmi",\-)c, cle"c, motml?,: como a mislura de diesel com JJcool etilico". I'cgl?tal Oll gJS nalural comprimido, l?fici0ncia de"'l?' 1'articulado, ate 0 11l0mcnto, ml?SI1lOa, que' nHlSlraranl lerilic')IHe (ileo qllC podcm aktar a cnmposto E-;se processo pOI' paniculas e,sc aditi\o de material n;10 l?sli\(~,sl? prc'sente no proce"o tanio, tllrlW-Se p""i\el material paniculad,,' motore, "'. Ie':l :1 1'onna,Jll menores quc as Ljuc poderiam panieulado se formal' casu de eombusliio uma dimillui<;;10 ,signillcati\d e, por- da emiss;!o de "', :\" illieio da deeada de 90, llluitos composios A relm;ao entre a quaJidade do diesel e a composic;ao cia, emiss\)es tern sido \eri lleada atra\eS de \,irios cstudos, domJe se comprma ljUl? organometalico, mudam;as na lJualidade dessc combusti'cl jlock'm rl?sultal' el1l modi/i,'ac;')c, no ni\el das emiss\)l~s de hidrocarholleto" arllJl);iticos no liltro, sendo 0 L'cri,,"" , 0 eohre e 0 1Cno, 'lS elementos mais promis,,,rcs, Algun, pesquisadores" Il?riliearam que l1l11aditi\() do die- pnlinudeare, (HPA L material jlal1iculado e :\0/ cntre oulW" Em Jillha, gerais. pode-,e relaeionar diretamenlc uma pmpriedadc do dil:- lad"s, em I,irias e'1I1di,,)cs ell' c\ec\\o ,c! com n aUll1L'nto nu diJl)inui~':lo de delcrmilladll 1'\ "i\':i( 1 da L'x.au-;tan' ,'\'"im, l'\>lbiderando-,e pnilleilic Ila l'\ll)]- uma m(lqllllU lie' 1"" misdveis ao diesel jimU1) avaliados por suas propri- edades em abaixar a tem1'natura de igni,ao d" p,u1iculado wktado sel J hase de cCI'io era CajXll de redulir l?m },V, a emi,si'to de partiL'ude ar. Ent!-.'Idnto, estudlls mos- trarlilll que '" !livei, (Ie ,'\ldu de c(rio "lI11dd", dOS de rrd<;:lo insoll"",:1 do malerial p;ll'liculadu lJue mt" I'(li c')l1\enido sao c(1Il1par,l\eis l,'IlCi;1 I1lcdw, quanln nwior k)r a densidadc, 0 pnnto de l'buli~';in l' l'nnlelido dl? aml1l1iticns dn diesel utililach maior ser;i 0 111\cI (Ie ell1l,- (1m lh ni\l'i, de rra~':lo \,,,,)Ili\el "in de maleri;1! particulado, ao pas so que um aumCI1!O IlO miml'm dl? l'L'lalla pmmolc lima diminuiC;'i'tnlld fmmaC;;Jo de material p;lnicu]ado" !lui,;tu da emissal) da fraC;,lo org,lnicll in,olt'l\e! Ik'I",\[1<1pd,l emissClo du 6sid\) de cL'nu proll?niCnle do aditi\(l, IIlde- EnlrctanlO, "conhecidnljue pendenlemente scl e ;1 composi,i't" umd Cl?rta rl'1acJlnl'ntrL' Ljualidadc do dil?- da exaustJo pOlk mud"r. lkpendendo do liplI dc m;lquina, Por nemp!ll. para ,eiCldos de c;lrga pesada equip"dllS com inic'~ao dircta, 0 ponto de eou!i~';lll e a ,i,co,idadc a -+oe t['m ,ido idenlillcados enquanto l,'l'l1l cumo fatorl?s importante, que ;\ qllantidade p"lul'nte, de aromatieo, lntlucncia nj\) aprc"cntar 0;1 emi,,,:lo de particulado", Porcl11. an,ili,es e 0 nlll11el\) dl? cetana parl'- "ignitlcatlv;j sohrl~ a clni"..,;10 nw que n,l,) utilila e"e dd C,lI1cenlra<;;ll' utili/add de lun Slsle- o!lck se lerifica que d dimi- e prallcamente do mesn1Ll, :\ssim, eOI11- em con- tr;I-1'd!'1id;1 'I e"a eficil'l1cia ern I'cdulir a i'Ortnd<;;!O de m,llerial paniculado pcla c'.lInbu,tJu catalitica da fra,',io carbun,lcea s61ida (FOI), ,i'>mierl'pal1iul!as do eal;l!j,ador uriundlls do adlli, 0 pcrll1anecem agre- gadas il massa de malenal paniculado rcmallcsecnle. as quais SilO Iihcrtalbs para a almuskr,I"", ;\ principie>, es,e ,istl?l11a 1110Strou-sc inll~rl'"anle tkS\l' em m;iquinas e<1m injl','iill mdll'l't;l, utiJi/a- du I11dteri;l!particulado tipll de dditi\o"', p"l't!ue LI\urecia agrcgadt\ 1I r()r!11d~'al)(Ie material paniul!adu de '\cja. It.'va\ ani ~1 ronnat.;{l() de pm1lcu- l11L~nOr t;1l11,1l1!1\) dc PU dia, !l1llslram que a l?ll1is\;jo de p,u1iCldadlls parece estar inlilll;lilK'nll' Ias de menor lwnanhn, () qUl? se rcconhl?ce, h()je, como ,end() as mais nuei,as ;'1,aLide' -\Ic;m disso, dS altera~'l\e, na, propriedades I'f,ic()- reh::illnada quil11icas du dic,eL decum:nle, da em \eiculo\ de passagciros classtllcados eOlllll de carga Ieye a mc- ao nlll11ero de cetana llU all cllntclldll de arlllll;iticos ' EstudllS ll10stram que, qll,mlll maillr for a densidade do dieseL maior ser;j a Ljllantidade de \Ill' emilidll dClido il maillr diticuldalk f,)1Il1;i,Jill de pcquenas nl~\ra: com mesmll, II de glllit'u!a, de ellmbust1\ eJ que l' inlelado nil cel- is"o. OCUITe un1 dU111cntn da \'i:-;cl)."jd;ldc \.'inl'l1);;ltic;1 do que proll1O\l? um aUlJlento da eml.SsiiO dl? particulad(", e de 11IliroCilrhonelos naLl queimado.s, ma, qUl?, all mesl1lo tl?mpo, tcm pouCI inilu"llcia sobre a enllSS;JO de FOS, e !cIa a UIl1 menor niwl dl? :'\0" Apesar das qriac;tJcs na dcmidadc do dic'SI'1 aprCSl'nlClll'm a mcsma tClldencia SI)bre a cLlmpllSi,',Jo da csaust,!o indq1L'ndenlCl1lcnh' (h, tlpll de lI1,iquin;l. a, de carga pcsada <lllllUlIS toncmeoll' afL:t,ldas', Veri!'ic,hc, porwnlll, (jUl? tanto a (jualidade d,) dicscl quanlO 0 tl1'O de m,lqullla deterl11inam a com1'oslC;;lO da CS;IUS[;!Oe, de,w ror111;1.a quantidalk lie m;nel'ial particulado ljUll1as, el11bllra de,a produlidll por essa, considerar que a qua!idadc dc ignic;ao, antie\t,iliellS, ,uprcssorl?s S\'s ;lditi,os e l'slocagem, sobre a composi,;]o da, t;m dl:sses lipo, de adili"lS dade de \11' formadll nc,le Irahalho, Fnlrdanlo, Ill;llc'rt:l! particliJado", dditilo, Eun)l1Cia, ILTtlie;\-sL' elaraml?ntl? Cjue a melhor e,tratcgla pdr<l a re- du,;JO da cmi,s;}o dL' materia] particulaclo esl,! elll l11edidds que n,lo -;;io rclaciolldd;\> COIll as m;lquin,h, l11as silll cOlllll1elhorias no C()[]lhU"llvc! C. l'()l)lCJ \crcmo" C()mpOSl'h dL' e'x.:IU,t(II)' a ;';L'f!uir. Ill) sls1crnn de 1raLlIllCntn dos Re!lll\;ao da ,'missi!o de partielllados diesd pdo lIS0 d,' tccnologias dcsenmhidas I}afl\ 0 tratanwllto dos compostos de cxallstao preta, lJue incol1lm!a,a c d,) de,- a quanti- de cOlllbusli'to, semlo rel'cridll', do dic'sel. pril1eipalmel1te pOI' SIT visilel', I1k'im ml?didall ,m alia para para a atmoslera 'l' :\SSilll, a pri- n itar a libeJ1a,:i'to do matnidl p;u1ieulado I'oi 0 1"0 de liltros para pal1iculados traps"I, 'h quai, datam da dl;cacla lie' 60, e cujo "bjeti\(l de redulir elsa,a-se org;1I10111etJ!icosadicionado, calalilic'aml?l1le a I'llrma,C10 d,~ durallte ;1u ,moust:lo dl) (liesel ,Idili' alh), d" tipll ,it' dl? cOlllhllSt:in, I'm orecendo elll fOrm;H,';](l,alu;ll1do como sua deCOlll1'O\ic;ao ja na dl- nl:lra dc comoust,!o, :\es'l? si,lellla, " material particul"do oxida-"e l\Hll ra/\)j\c! ctll.'j('ncia. poi:-. 0 cunlalO c;ltJli"adorlpanil'lt1~ldo c mui\ j\l~l ConJ()rnlC \i~to. as pc,"quis(1~ ...ohrc 0 tralan)l'111t) du" i.. :onlplhtos de l'\mht:JIJ de lll;iqUlil;)', a dll"',el ,0m sendu realilallas h,i algum tem- ("particulate era apenas 0 prillL'ipal problema dC'ld(l 'I ulili/a<;:to de filtros era que, peliodicaml'nle, en! neCl'",;ilio retin!-Io" do Icicu]o l? regcnera-Jll\, ou scia, prl?- no proces,o '\"im, a qu;didade :l influcncia de metld Oil ('>sidl' r))L'l:ilico, dependendo l'Jrl '\SSinL po, sem!o que as ;(lCn~'C)esinieiais foram para a rcdu,';}o da 1'ul1la,a dispnSarlil'S acelerdd"res <10 geraela, pL'la c,'mhll,ICl() do pr()prio :ldiliY(l, c C,S;I' agrl'- ltl L\\\}rl'l'ldo. ('"rnunidalk lell1 como l'ull<;JOdiminuir galll-se Cllllassa du material paniculado c'al;l!i,adores uma dill1l1lui<;;l,' da dici"l1cia do motor. '\pcsar dessa, quot()es. esse lipU ,Ie adit!,,) \ l'm sendo, alualll1cnll', utili/adl) em :l!guns paises da l'c'kr ,h partlL'lil:h ",ilida, Os aditrvos do diesel ,;}o comp!cws Illi"l"i'panicub, l' de 011- a ellllllsa(), resultal11 em da ,'\:llIsl:l0 te~m 'Ido pouco esluchl- apl'nas eomo adililos ;1\) diesel. com II linalidade disso, dc l'ull1:l,a, alllio,\id:lntcs sendo a fun';:lo dos rhm liltimos de mantn dic'se) durante 0 tr:lmportc Akm do diesc:1 pOlk SI'" melhoradd pel(1'. dditilOS. tais como detergellles anllnieo" poliml'ricos, desati\adorcs de metais, demulsilic'dntes, bi"cid;b, da adiC;';Jodo pr6prio aditi\o, para estabilizar ,cr Iel1lhndo qUe' a cOlllposi,:ilo do lik,) luorifl- c';lIlte wlllhc'm dkw a, emissi)c', de m;iquma diesel''''', dl'\l'-Se IllJ- Ir\)', c'oll1pllI1Cnll'Snecl~",lrio, do cuallsal!l)r L'\Llr ~:l~rL'~ad(1 ao m~llcrial ,l'erdd;h 11" pmcc'sso de clllnhusl,ill' c'feluar a elimina<;,i" da m;hsa de malcl;a! p,lrliculado cole- tada do lillm, " quc, geralmenle, era kilO por meio de aquccimcn!o do I1k'',Jl10c'l11fOr!1(l, elelril'''s' , Enlrctantu, duranlc a segunda mctaete da dc;c'ada cle 71l,,, 'lJ)c'rf(:i~\'Clmento ,!a, m;iquinli' de L'(lInbustJ" inkrna. ftlri..,'ad{l p\.:ll.l Icgi"d~I\'JO que rcg:uianl\.'l1Ll\;l as Cl1l1ssCk';"; (t('s~l'S motore', paniclilado elll I ;Irio, pdlse" ru \'\'111 qllL' as emi",,)l's de material !ossem rl?dUlidas em malS que dois lerc;o, do nive1 I11cdio Clprcscnlado det an,)s :mles c, assim. os limite, imjl,)stos pcla Iegls)a"JO puderam ,er re,pcitados QUUIIl(l !I\)' gase' me,mo ,c'lll a lIlili;a,';10 desses fillros' de cIlmhu,t;tl' de m;iquinas II, 'I dil~'L'1. n;10 Il\1 n\'('<:.\\ario, pm trill long(l pLTlodo, aplil'ar lJualqllc'r tipo de sistema de tratamento a ell'S, visto que as emissi\es de oxidos de nitrogenio, hidrocarbonetos e CO silo muito rncnorcs quc aquelas dos molores il gaso!ina'14, con forme mostrado na Tabela I, Entretanto, a partir da forliou 0 uso dos catalisadores nos EUA''', com diminuiliao ° objelivo de oxidaliilo em m{lquinas a diesel, os no mercado europeu em 1989'4 e, em 1993 de minimizar as emiss(\es de HC e CO. A dos NO, das emiss()es diesel tambem preocupaliilo dos orgilos de proteliilo ambicntal; \C. os catalisadores para mC1quinas diesel utilizados um catalisador em vL'fculos de oxidaliilo contendo dieseL foi implementado abaixo atualmen- catalisadores da legisla,'flo constitufdos 0, que opera proximo as condilioes estequiometricas. como os catalisadores CO em quantidade desenvolvimento para SO, e sulfato' para a re(!llliilo de NC\ na presen- (FOS) presente na exaustilo particulado da epoca". emitido Sabe-se de CeO, e Pt suponados estivesse tambem que em ze()lita foram de 1996 para CO. HC e particlilados"J12. e HC e reduzindo os NO/''', 0 que nlio e possivel de ocorrer na cxaustilo diesel. que sempre oxidante"'·'. Existem estudos para 0 e CeO, como fase ativa, capaz eapazes de diminuir 0 nlvel de emissilo abaixo dos Iimites da legishlliilo europeia de catalisadores em caminhoes para caminhc\es de carga media. com 0 qual que 0 nlvel de material do limite automotores nilo e!iminam os NO" como 0 fazem aqueks para motores il gaso!ina'I'O Esses ultimos silo equipados com um sensor dc oxidando lcm sido utilizados de oxidar a porqilo liquida do partieulado foi posslvel e tern a de grande entretanto. Nos EUA, esses catalisadores a massa e, de carga e de dragagem desde de 1967, a fim de reduzir as emissaes tanto de particulados quanto de HC e CO 14mo No inicio de 1994, decada de 80, com 0 grande desenvolvimento dos eatalisadores autornotivos ("three way catalysts")')I(), a legislaliilo de alguns palses quais foram introduzidos FOS presente no mesmo, 0 que conCOITe para diminuir portanto, a emissao de material particulado'-l.7s. de oxida"ilo suficiente geralmente possuem Entretanto, metal nobre para oxidar a fn1liilo orgilniea soluvel. tam- l)('m silo ativos para oxidar 0 SO,. gerado na combustilo "'. que pode aumentar particulado eatalisadores de oxidaliilo (, que ell'S san muito pouco eficientes em oxidar a fra,'ilo insolLivel do particulado'.). Assim, apesar das significativas reduqoes apresentam uma estabilidade muito baixa. de ccrca de dade cientifica material tem-se voltado para a pesquisa em catalisadores para pmiiculado. A partir do infcio da decada de 90, a press<10 da opiniilo publica consideravelmente para a reduqilo da fuligem entilo, sao consideradas de exaust<lo dos mot ores em todo e dos oxidos como os plincipais desafios soes de mateIial particulado, catalitico em bora pcsquisas para pal1iculados" 0 all() 2000"""). apontem acontecc Esse conyersOJ' eonsislc detalhes. existe uma tecnologia tratamento devido il remoliilo da 0 chamado mais viC1- delinitiva de compostos de exaustilo a gasolina, cata1itica ainda nilo estii estabelecida oxidaq,lo, os filtros para pmiiculados, os aditivos do diescl e 0 conversor diseutidos a seguir. """, n,lO e um problema a que nilo catalitico para 0 ii diesel. como tipo de cobel1ura 0 Os catalisadores uso conjunlo catalftieo mites fisicos. on de redu\;c)cs posteriores 5<10possiveis apenas com 0 uso de liltros para particulados \ ". A filtraqilo do material pariiculado a pIincipio, ViSlO que. atualmentc, uma grande massa tolal de material panieulado sa!ientar de maquinas 0 cm es- e serei discutido convem viSlO que a emissilo de particulados, de llm fillro para de urn conversor com as rmiquinas visto anleriormente, pecial a fra,',10 carboniicea solida, pock ser reduzida por v,lIias modificaliC)CSnas mC1quinas de combustilo interna. Entretanto, existem li- varicdade de filtros eslC1disponfvel no mcrcado, base ados em substratos ccdmic()', ou met{ilicos, 0' quais permitcm a captura de 70 a 95':; da eatalfliea, Entretanlo, os niveis das legisla,'i'ies que j{i estao em vigor desde 0 ano 2000 na 111aioria dos pafsesl-U~',Yj, Conforrne e dos sistemas Atualmenle, como a tccnologia pro\ ido de uma eobertura seguir em maiores particulado que, desde vel para !idar com a restriliilo da legislaliilo que vem sendo imposla particulados nos nfveis de emissilo de material da exaustilo. na utiliza\;ao dos catalisadores no desenvolvi- tecnologias como os hltros, os catalisadores de oxida,'ao e os aditivos do diesel silo empregadas em alguns paises para a reduqilo das cmis- desde da temperatura problema mundo, em ()speeial 0 de nitrogcnio. mento, tanto dos motores, quanto dos combustiveis de tratamcnto dos eompostos de exaustilo'I1·!',,,. "conversor 0 principal FOS, deve-se ressaltar que esse lipo de sistema nilo perrnite respeitar para a reduqilo das emiss()cs dos compostos diesel aumentou Atualmente, dependo do diesel. a massa de material lia de alta cOl1centraliilo de oxigcnio ("lean NC\ catalysts" J. os quais oferecem um meio de reduzir os NO, aN.) ). h". Entretanto. esses poucas horas. na presenlia de vapor cLigua e SO). Assim, a comuni- produzido 0 de de filtros com para particulados serilo Os 111tros mais lItilizados substratos cerilmicos. produzido"J,OI··<'. comercialmente seja na fonna extrudada, silo constituldos por na forma de pastil has, ° ou mesmo no tipo ehamado de "espuma ceramica". flltro de eerfllni- ca extrlldada consiste de lIm monolito ceramico fabricado por extrusao de cordierila. 0 qual e vazado por canais longiwdinais, par'alelos e de secq,10 hexagonal. e com paredes pornsas, por omle percola 0 f1uxo da exaustilo: (, tambem chamado ° de mtro de fluxo continuo. forma de pastilhas consiste de lIm leilo cmpaeolado 111lmna de pastilhas eera- micas: enquanto que 0 de espuma eeramica e preparadn por impregnaliilo de eordierita em uma espuma de poliuretana. Entretanto, os liltros de subslrato meuilico silo till) importantes comercialrnente quanto os Os catalisadores de oxidaliilo silo bast ante parecidos na funliaO aos respectivos solina"4, os ehamados como catalisadores eatalisadores eonversores utilizados cataliticos, tipo "honeycomb", na forma e em veleulos il ga- tambem ccn'imicos. Esses geralmente 5<10fonnados vel coberta com material filtrante'J7', eonheeidos como catalisadores de tres Estudos sobre a eticiencia moslraram por malha de alio inoxida- de tiltragem em diversos tipos de filtros que 0 de estrutura ceramiea. embora apresente qucda de vias ("three-way catalysts"), ou ainda como calalisadores de !luxo continuo ("!low-through catalysts")'J)(lA'.I.'. 1sso porque se utilizam pressao de um filtro de f1uxo continuo dire<;ilo do tluxo da cxaustilo. Assim. 0 filtro de estrutura ceramica nflo como suporte para os catalisadores de oxidaqilo propriamente ditos, os quais SfiOcapazes de oxidar CO e os HC presentes no gases de exaustao e. ainda, reduzir a emissilo de material compostos particulado adsorvidos pela oxidaliilo da fra"ilo orgfmica solLivel e dos no mesmo. Estudos do do tipo de mC1quina e da composi"i10 mostram da exaust,lo. que, dependenesses catalisa- negligcnciavel. e pouen cficaz em capturar as partlculas de fu1igeml\SI. 1sso se deve ao fato de seus canais estarem dispostos na e Lltilizado com filtro; entretanlo, devido a baixa perda de carga, esse tipo de liltro e muito utilizado como supoIie para catalisaclores de poscombust,lo de vefculos do cielo Otto') '"'' e ainda, dos catalisadores oxidaqilo discutidos que 0 anteIionnentc. liltro constituldo dores podem oxidar de 30 a 80';; dos HC gasosos. e de 40 a 90'+ do rial paniculado CO presente na exaust,lo diesel "': alc'm disso. poclem remover de 30 a 50';; do particulado total. pois removem cerea de 50 a Xl),;, da i()nnados grande/a Da mesma mancira, de verillcou-se por pastilhas retem uma qual1tidade de matc- muilo pcquella"'. pell) cmlxicowrnel1to Nessc caso. 0 volume dos vazios das pastilhas e da mesma ordem de que as pniprias pastil has e, portanto, 0 particulado pode pas- 0 filtro de espuma ceramica, por sua vel., e sar quase que livremente. capaz de capturar mais particulado e de maneira mais uniforme, bloqueio dos canais nem passagem livre do particulado, 0 sem qllal c apri- Entretanto. como as part{culas de eatalisador provenientes do aditivo permanecem retidas no tiltro juntamente com a massa de particulado remaneseente em eerca de 90% de cficieneia, promove-se, a prind- sionado em um tipo de gaiola fonllada pelas paredes da espuma cedmica"·"HU'. Entretanto, os tiltros de espuma ceramic a e 0 constituido pio, uma queda de pressao que resulta em um aumento do eonsumo de eombustivel e, como esse materia] nao e passivel de ser eliminado pOI' pastil has apresentarn essa ll1enor no tiltim,Y". pOI' regenera"ao ativa devido a impossibilielade de queima, 0 filtro deve ser substituido'? Isso signitiea Ull1 gasto substaneial, porlanto. Alell1 da eficicncia uma consideravel queda de pressao. de filtragell1, a escolha elo tipo de filtro de- 0 filtro ele monolito pende elo tipo de ve1culo onde sera utilizado. cerarnico e 0 de substrato de ll1alha metalica sendo devido a rapida acumula~'ao nos flltros, se faz necess{tria a aplica"ao de regenera"ao coletada. a fim de se eliminar de maneira a manter eficicncia sequencial ou em desenvolvimento adaptados regenera"ao queima do material passiva. de uma cobertura tanto. devido que eonsiste eatalitica particulado e 2- no uso de aditivos 0 metodo de do diesel'. sobre tlill tiltro para particulados: its suas importantes caracteristicas. Oil ell' filtragem em conjunto com os mctodos para regenera"ao passiva sao consielerados tecnologias especifieas para 0 tratamento dos eompostos de exaustao diesel. Quando se eseolhe fazer uso da regenenl"ao Filtros de substrato 11pO mais comum de adapta<.:flo c a que de cordierita ativa, a qual deve metalico para podem feita quando l' extrudada. continuo que c uti liz.ado nos conversores ser ou seja. 0 0 se uliliza a tiltro de tluxo para motores do cielo Otto. no qual a entrada e a safda de canais alte1l1ados sao leehadas de maneira a fon;ar 0 fluxo da exausU!o at raves elas paredes porosas do monolito,q". aprisionar con forme mostrado 0 mmelial pat1iculado. na Figura 2. Esse sistema pennite 0 quat lica il1lpedido de ser tiberado para a atmosl"cra, corn uma elevada entre- sistema 0 eonsiste de Ul1l tiltro de para serem utilizados nesse tipo de eonversor, entretanto, estrulura monolitica de regenera- podem ser elivididos em duas categorias: 1- 0 mctodo designado de regenera"'lo ativa. onde se efetua 0 aquecirnento do filtro em fornos eletrieos ou de rnicroondas. com conseqliente emalitico para particulados eOl1lbustao de particulados. ell' tlln processo Os metodos o conversor tluxo continuo adaptado e eontendo uma eobeJ1ura de catalisador particulado a massa de material particulado dentro dos lirnites aceitaveis". "ao utilizados de matcrial velculo em condi"l)eS de operaI' com 0 e1ieiente quando se leva em a durabilidade. saG os mais utilizados em veiculos de carga leve" "'"'. 0 tipo mct,ilico apresenta maior resistcncia a choques; ja os liltros cen1micos oferecem menor sensibilidade a corrosao e menor custo .. i Entretanto. esse tipo de sistema nao c eonsiderado eonsidera"ao efieicncia minimiza a emissao des,e poluente. Assim. cuja temperatura 0 de tiltragem. 0 que MP retido no converso!". de eombustflo C de cerca de 900 K. em eontato com a de 50 a 200 eobel1ura catalftiea. soh'e eombUSt<lo em uma temperatura K menor. sendo, portanto. eontinuamente plio eonversor e na fai xa de temperatura deeomposto a CO, no pr6- ela exaustao' '". oconer depois de eel10 tempo de utiliza"ao ou ele determinada qu,mtidade de material partieulado reeolhido no i1ltro. 0 que c determina- Alcm de combinar fun,,6es de tiltra"ilo e cat,ilise, 0 conversor catalftieo para paI1ieulados deve se aelequar as particularidades do pro- do por legisla"ao". sem eesso como um todo. ou scja. deve funeionar de maneira que a combustao dos partieulados OeO!T<1na faixa de temperatura da pr6pria no caso de exaustao e que scia altamente e1ieiente, para que a carga de par1iculados eleve-se considerar que os f1ltros para pal1iculados devem suportar uma grande quantidade sofrer quebra ou fusao do monolito filtros de substratos ceramica tiltrante. do material ceramico. ou elas pastilhas. ou ainda. rom pimento para os de substrato C altamente partieulado filtro pode aumentar como os mctodos 0 da cobertura dentro do eonversor rnet<ilico. Como a combusti\o exotermica. a temperatura baixas. respeitando elo a1can",mdo ate lST3 K ou mais". drasticamente. o que poele atc fundir de eiclos de regenera"ao monolito". relativamente ;\ssim. a eobel1ura eatalitica deve apresentar etieicneia sufieientl'mente elcvada IXU-<l impedir uma queda de pressao que prejudique A partir dessas considera<.:6es e de regenera"ao possa ser mantida em quantidades as altas vc10cidades espaciais do tluxo de exaustao. namento satisfat6rio um minimo de sulfato e funcionar bem na presen"a ativa tcm altos custos agregados. 0 funeio- da maquina como um todo; deve ainda, produzir de contaminantes alta eomplexidade e seguran"a insufieiente, as pesquisas tcm-se voltado para a proeura de solu,,()es para vencer 0 problema de aClimulo do oleo lubrilicante, com um consumo adieional de combustfvel menor que 2(;; '. Alem dcssas considera,,()es. urn eonversor catalitieo para de partieulados por meio de regenenH;ao lecl1ologias serao discutidas a seguir. deve apresentar passiva paniculados do tiltro. cujas estradas'" Conforme diseutido. massa de material eatalisador agregadas sao libertadas os aelitivos do diesel penn item diminuir particulado produzido, a massa de material particulado para a atmosfera. esse tipo de sistema mas as mieroparticulas Para se minimizar de tratamento com um tiltro para partieulados";. utilizado em veieulos que trabalhem : para propriedades 0 di ferentes daquelcs em trMego urbano que trabalhem em trMego urbano. esse sistema deve apresentar boa a de remaneseente esse problema. pode ser utilizaelo em eonjunto ;\ssim. 0 material particutado eo!etado no filtro e, pelo fato de eonter uma mieroparticula continua a sofrer a a"ao eatalitiea dessa enquanto e metci]ica. permanece no lil- tro. 0 que, p0l1anto, torna possiveluma diminui"ao adieional da massa do mesmo. ;\ssim, 0 material particulado eoletado no filtro pode sofrer eombustao do veleulo. A utiliza"ao na temperatura da exaust,lo dos t!]tros para particulados e durante juntamenle a opera"ao com aditivos do combustive] foi 0 sistema mais conveniente para a redu"ao dos altos niveis de particulados gerados em veiculos para passageiros e eaminh6es de earga ]eve' I., no inicio da dl'eada de 90 nos EUA. Figura 2. COJ71.'ersor cawlfrico para jJal'ticu/ados. Vistu punta! seq'{/o rrwls\'ersalmostrolldo ({ dire<'(70 c!O!hLfO dos compostos ReprodlL ..... ido com permissrlo do Corning Environmental e clela/he do £It' e.tal/stan, TeclulOlogie.\ ati\idade pam COIl\ersao de HC e CO L'm haixa, eOllversao da FOV e da FOS, e aha elieieneia conversores tempLTaturas, alra para particulados; jJ os para veiculos operando cm estradas dcvem apresentar alta cticiencia para pmiiculados, haixa produ~ao/cstoeagclll alta estahilidade terminI", AlCm dcssas earacteristicas, tipos de trMego, esses eOT1\er,ores de\em durante ~ anos ou pOI' quilometragens do vC1culo, Considemndo-sc de sulfatos c em alllbos os que 0 Illaterial partlCulado carhollo em si nClo se L:Olhtltui nUIll,1 no\idade, ~(), l)S pesquisadore, utili/aram tOdl) em meado, via oxielora~ao da superlkie 1110straram ainda que eatalisadores do dc oxida~ao reeonhecidamente elieientes nClo0 sao quando utilizados na combust,\o de paI1icu1ados, e isso parece ser de\ido it baixa eliciencia de conta\O entre catalisador 0 e 0 MP"', Apesar dessas questlles, dos eompos- alc' 0 momento, aquelcs contendo mohbdl'nio tem sido Assim, em \ iliudL' de uma cohelium catalitica eliciente ainda nao se COJ1',titUlbasica- conhecimento 0 altal1lente t,'"ieos [studos apontados como dos mais promissores na rea~~lo em pauta, quando se de,'eja sistemas de elevada estabihdade termica"h:n pcla c~u'ga hrula mcnte de um agrcgado earhon~iceo, e que a rea(Jlo de eombust,lo p,mieulado, \(h cstudados operaI' satisl'atoriamente dcterminadas postos clorados do d'h ano, aCCTca d,t (~slar delinida, l)U seia, da combustao catalitil':t dos paliiculados diesel <linda scr UI11atjuc'-,t;'\() elll ahcrtu C cOllsiderando-:-,c ~llTC~(Cntc I'cstri~'~lt) da lc:cisla~jo mundial L~(lS prams estipuLtdos para que os fabncanles intnxluzam teenolo:cias capazes de trahalharse:cundo essa restri~,-Io,varios g,"L,ilica,ao de ean ao e gwfite como ponto de partida para 0 de'L'n\ol\imen\O de um catalisador eticiente para particulados diesel. tendo sislemas vcm sendo cstudados L'm vista as l'speetlicidade, xa temperatura reaeional. limite que n~lo comprul11eta a c1icicncia do nmtm, de maneinl a naoser \an,idio, elltre outros,····, alca1ino teITo,os""! da rea\',]o em pauta, ollde se L!c,laL'a 'I haiC)', metais COIllO 0 cobre, molihdcnio e alem de metais e ,ais de metais akalinos ja cr'lm conheeidos COIllOeticiente, ck gascifica~an do l'arYUo. (kstacando-se \OS, Alguns autores eUlbideram elimin,wao da FOS", paniculados C0l110 os elementos que 'I ati\idade posto que grande e para a rea\',]o lnais ali- do Cu estJ ligada :1 parte dos trahalh'h utiliz,t reais, enqwiil!L) que a atividadL' do Y pdrL'ce 'c' l'c'knr "I prc'pna oxida~"lo do carhono""" l'atali><ld()rl's L'studada atl~ n lnonwnlo Entretanlo, a maiona dos llUU tC~ln,,(' 1ll0\tL1l1n "UllCil'lHC l11ente eliciente: pois n,lo ahai,xam a temperatura material particulado para valores pfllximos lima impoI1ante especificidade lial partleulado 0 catalitiea de n1alL'ri,iI pal1iculadu L'i1\ohc. numd Ess'l qllest,],) Cui a\<I- 0 menor a taxa da rea~50, scndo possi\cl cesso ck comhustao OCOITebasicamente t{cuLts"", Alguns pesquisadores mkrir na superikie pro- do telllpo pela atmosfera ">eert a difcren~a entrc a temperatura em que se realiza a mistura", do matelial paliicu1ado em misturas catalisador!\IP ni\el de temperatura 0 panl 67~ K. ,Ie' maneira a se inieiar a 0 'IUlllelll() d,t lc'll1per'ltura do i1r de entrcld:t c' a rL'~'encr'I\"]O mats sUllplcs l11edida para m,iquinas diesel turbo e para aquehts eljuipad~h l:O!ll ",i"tCI11a lk' I\~frigl..'r~h~'~-\() C'inh,TClh)kd dil'~cl cngincs"f"; l''';'''~~ ekito po,Jc 'L'r obti,k) pelo Cechall1entll do ,isll'ma de restiiall1ento, ou rcrri:cera~'lo, 'U' ou de outro Iluido qualquer utihzado para a Existel11 ainda outros metodos para esse lim, como a l'I"\I\a par'l minil1lizar lh emis"l'" de '\0\ das 11I,iquin,,, dieseL ElllrL'- 1:lnt,\, csse, 11Il'todo, tL'ndL'llla 'IUll1entar ou a L'misSi]O,Ie' '\0, ou de \11' " outr'l l11edida e',ludada par't se minimizar a quantidade de regenera';'l)C", ati\'a~ dcs\c" ClH1\CrSorc:-;. !\cssc proccsso. C0l110 a oxidJ<;:lO C e.\\)lL'nnica, 0 L'alm gerado peb queima de sse reagente adicional pock iniclar a oxida~,],) L'atalisada do matl'rial paI1iculado colctado, uma alternativa dL' combu,tClo realizad,,, ,~k\ando reagcntes <IU chamados de auxiliadore, result't em maior taxa de eombus- tao, quc e intluencwda e"udawl1l 0 externa da, par- l110straram que 0 aumento de mistura catalisador/panieulado el (//. que nic<1lnente, e existem \ Jrio, sistemas p~u'a aum,~ntar a temperatura dl) Iluxo de exau.stao quando '{Ill operadas com carga ou \e!ocida,k baixas, que sofra oxida\'~lo lla presl'n~a dos L'atalisadmes dll conversoI' catalitiu) tiltro' ' c que, quanto maior 0 tamanho da panicula ek material particulado, necessaria a retir'lda dl) cOl1\ersor para reali/'I~~lll da re:cenera~ao atil a desse, Atualmcnte, as modernas m,iquinas turbo .sao umtroladas c1etro- A mie~ilo perHldica ou esporadlca de um reagente no tluxo da exaust,],) liada sob diferentes ,,,pecto,, donde ,c \cnlieuu qUL'a taxa de rea'Jlu est,i diretamentl' reLtcionada COllia e,pessura dl) dqXlSito ,ll' paliintla,k) ,obre dentro de um celio rel'ilutl~I~,il) dl" :casL's ,\c' ,'xaust{lo (RCJF L qUL'e uma ,olu~ao muilll contato catalisad,)r/particuLtdo, prilllci!':1 analise, 0 contato entre essas espeeies, l'ontidos e111lun conver,or pelo deS\io da c,u'ga de da rea~Clo de eombust,]o de mate- elll COn\erSores e \ isto qUl' a comhustao de queillla do :t da exaUSl<]Odie,e!. residual de panicuhtdo, a lim ele ajud,u' a manter a quantidadc apL'nas hastante interessante EssL's de igni,,"lo e, pOI' sua \C/, Si]O para se lid'ir COIl10 execss" paniculado, mas de\'em ser de,cnvo1\'ido, \ cfcullh dc carga pe;",J(hl" \.j, de para utiliza~ao apenas em com auxtlio de cspatula ou com u'o de moinho de bol,,,, denominando amhos os tipos dc mistura ell' contat,) li'aco e 101k, respeCtl\ amen- A panir do ('xl" ISto, \eriCIL'a-se que a intensa pesqui,a para 0 descm olv imcnlO dus ,i,tcmas de tratamclllO do, compost,1S de exaustilo lL', e \eliticaram Idlete a ele\ada capacidade de sse tip" de dispositi\o de reduzir L'misS()CS,A,sim, e nece,sario comhinar-,e ~h ali\ idades de pesquisa, tanto quc a atl\idaek, quando em contato Iraeo, e semprc menor que quando em L'ontato forte, Esses pesquisadores cnsaios \isando estaheleccr reali/anlln qual 0 tipo de contato que realmL'nll' ocor- re num liltro, c Os resultados apontaram rea] se a",emelha ao do tipo IraL'L), no sentld,) de que 0 L'ontato para mellwrar 0 pn)cesso de eomhustao \ L'is, quanto para ,c aprimorar ° "1I ,eJ'L qUl' p"",ibilite'm do,""'" mance''', titui-,e, atualmente, TiO, S,]Ocap,ves de ahaixar a temperatura da Luxa de ~25-~7) K para particulado dade desse' catalisadores de comhust]o 6()() do material est,i ligada it pre,cn~a ati\ idade catalitica da exaustao in,i,i\l'! ,Ill mobilidade que oeorrelia ou :1decomposi\"lo, mundiaL 1\ Cumin:c Em ir'lI1l11ental TL'chno!llglC" lila~I]O da imagem do comer.sor eatalitico, pcla permissau da uti- POllto de fu,Si]o C Il,t ,ponanto, 'I l'm lase liquida ohtidos, a aplica~50 de catalisadores dC\ido it desati\a\'ao de\ idas :1elapora~,]o :1 catalitica de c1orelo, de Cu, (' diL~sel (- 57,< KI"'" tem sido allibu{da Apesar dos re,ultados l' pnlxima, nUI11do.s maiorcs desalios teeno!<lgiL'os a qUL'est~l a comlillidade K, Fntrcl'illlL1, a a Ita atil i- tlll'lnam misturas eutCticas de baixo ponto de fusao tc'm sido estudafaixa de temperatura 'I oXld',\'{IO de He. CO e \IP el11hai,xa tell1- peratura, associado:1 e1imina\',]o de ~O\ em atmosl'cra oxidante, eOlbsubmelida L'ssa propliedade c' induzida pela l'le\ada \olatilidade ou pl'la muhilidade de",es cumpustos''''''', Catalisadores conlL'ndo composlL)s que dos, sendo 'Iti\os em temperaturas do, COll1bUSli- t,1S de exaUS!<lO, prineipalmcntL' 'b COn\Cr'LlreS eatalilicos p'lra partlcliLldo" S,'m dll\ ida, desc'l1\ oh im,'nt() dc eat,t1isadorl's "-\"\\ a\", '\Iguns trabalhos tl"m sido puhlicados em ol\cndo " aq!uc;'lLl dL' 'istem,,, mist'h, ,endo os slstcmas Cu/Y L' CuJ:'vIo l)S mals l'stud'lAlgumas de",as eoberturas mostraral11 elc\ada perforFoi \erilicado,q que os sistemas Mo/KICu supol1ados em e a qualidade os sistcmas de tratamenlO dos compos- dessc tipo pur pcrdas da fase aliva a Ic'm cia forn)a\'~lo de eom- Saini \bn.-' , F Fin \()(iuli.~,(I(II() dll .Vorllrc::u: (/I'IIJ Hihl/o{I'(U (;,.undc) Il'1l!1i~: ..\ !lo{{{i\"(/(). cd. S,I!\";Jt: t·:-"p'll1h<.1. 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