Como os catalisadores reduzem a poluição

A maioria dos carros modernos é equipada com catalisadores de três vias. A expressão "três vias" se refere às três substâncias que eles ajudam a reduzir - monóxido de carbono, VOCs e moléculas de NOx. A peça catalisador na verdade usa dois diferentes tipos de catalisadores: um de redução e outro de oxidação . Ambos consistem em uma estrutura cerâmica coberta por um catalisador de metal, geralmente platina, ródio e/ou paládio. A idéia é criar uma estrutura que exponha o máximo da área da superfície catalisadora para o fluxo de descarga ao mesmo tempo em que se procura minimizar o trabalho dos catalisadores, pois são muito caros.

Um conversor catalisador de três vias: note os dois catalisadores separados

Há dois tipos principais de estruturas usadas em catalisadores - núcleo tipo colméia e em cerâmica porosa. A maioria dos carros usa o primeiro.

Estrutura catalítica em cerâmica tipo colméia

O catalisador de redução
É a primeira parte do catalisador. Usa platina e ródio para ajudar a reduzir a saída de NOx. Quando as moléculas NO ou NO2 entram em contato com o catalisador, ele "expulsa" o átomo de nitrogênio para fora da molécula. Com isso, o átomo fica retido e o catalisador libera o oxigênio na forma de O2. Os átomos de nitrogênio se unem com outros átomos de nitrogênio. Todos são retidos pelo equipamento, formando N2. Por exemplo:

2NO = N₂ + O₂ ou 2NO₂ = N₂ + 2O₂

O catalisador de oxidação 
É a segunda parte do catalisador. Reduz os hidrocarbonetos não-queimados e o monóxido de carbono, queimando-os (oxidação) sobre o catalisador de platina e paládio. Isso ajuda na reação do CO e dos hidrocarbonetos com o restante do oxigênio contido nos gases de escapamento. Por exemplo:

2CO + O₂ = 2CO₂

Controle da mistura ar combustível 

A terceira parte é um sistema de controle que monitora o fluxo de descarga e usa essa informação para controlar o sistema de injeção de combustível. Há um sensor de oxigênio chamado (sonda lambda)  este sensor é colocado na saida do coletor da descarga dos gases  antes do catalisador. 

 Este sensor informa ao computador do motor quanto oxigênio há no nos gases de escapamento. Sendo assim, o computador calcula o tempo de injeção dos bicos injetores podendo aumentar ou diminuir a quantidade de combustivél através de um ajuste na mistura ar-combustível. 

O controle  ar combustível, permite que o motor trabalhe mais perto da medida estequiométrica, que é a ideal razão da mistura 14,7 gramas de ar por 1 grama de gasolina e também ajuda a certificar que há oxigênio o suficiente para permitir que o catalisador de oxidação queime o restante dos hidrocarbonetos e CO.

poluentes

Poluentes produzidos pelo motor de um carro

A fim de reduzir as emissões, motores de carros modernos controlam cuidadosamente a quantidade de combustível que queimam. Eles procuram manter a mistura ar-combustível bem próxima do ponto estequiométrico, que é a proporção ideal de ar para que ocorra uma combustão. Teoricamente, nessa proporção, todo o combustível será queimado usando todo o oxigênio no ar. Para a gasolina, a proporção estequiométrica é de aproximadamente 14,7:1. Isso significa que, para cada grama de gasolina, serão queimadas 14,7 gramas de ar. Na verdade, a proporção ideal varia bastante durante o funcionamento do carro. Às vezes, a mistura de combustível pode ser pobre (proporção de ar para combustível acima de 14,7); em outros momentos, pode ser rica (proporção abaixo de 14,7). Para o álcool etílico hidratado usado no Brasil, o ponto estequiométrico é 9:1.

As principais substâncias emitidas por um motor de carro são:

• gás nitrogênio (N2) - em sua constituição, o ar tem 78% de gás nitrogênio. Grande parte dessa substância passa pelo motor do veículo;
• dióxido de carbono (CO2) - é um dos produtos da combustão. O carbono do combustível se une com o oxigênio do ar;
• vapor de água (H2O) - é outro produto da combustão. O hidrogênio do combustível se une com o oxigênio do ar.

Essas descargas são, em sua maioria, benignas (embora as emissões de CO2 (conhecido também como gás carbônico, contribuam para o efeito estufa e o aquecimento global). Porém, como o processo de combustão não é perfeito, também são produzidas substâncias prejudiciais, tais como:

• monóxido de carbono (CO) - gás venenoso, sem cor e inodoro;
• hidrocarbonetos ou compostos orgânicos voláteis (VOCs) - produzidos principalmente por combustível não queimado, que evapora. A luz solar quebra os hidrocarbonetos para formar oxidantes. Estes reagem com óxidos de nitrogênio, transformando-se em ozônio (O3), de baixa altitude, um componente importante da poluição do ar ao formar a névoa fotoquímica (smog em inglês);
• óxidos de nitrogênio (NO e NO2, quando juntos, são chamados de NOx) - contribuem para o smog e para a chuva ácida e causam irritação das mucosas humanas.

Essas são as três principais substâncias sujeitas a limites. A função dos catalisadores é reduzi-las.

Catalizador

Introdução

Há milhões de carros nas ruas do mundo - e cada um deles polui o ar. Especialmente nas grandes cidades, a quantidade de poluição que todos os carros produzem juntos pode criar grandes problemas.

Na Europa, nos EUA e no Brasil foram criadas normas para limitar a quantidade de poluição que os carros podem produzir. Para se adequar a estas leis, os fabricantes de automóveis promoveram várias melhorias nos motores e nos sistemas de alimentação. Para ajudar a reduzir ainda mais os poluentes, elas desenvolveram um dispositivo interessante, chamado catalisador, que trata os gases de escapamento antes que eles saiam do automóvel, removendo bastante poluição.

Poluição atmosférica . Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Definição

Pessoas usando máscaras de protecção durante um banquete.

Poluição atmosférica significa uma introdução antropogénica, directa ou indirectamente, de substâncias ou energia para o ar, resultando em efeitos prejudiciais de modo a pôr em perigo a saúde humana, danos nos recursos vivos e nos ecossistemas assim como nos bens materiais, pôr em risco ou prejudicar os valores estéticos e as outras legítimas utilizações do ambiente.^[6]
A influência dos contaminantes, ou substâncias poluentes, no grau de poluição depende da sua composição química, Concentração na massa de ar ou mesmo dependendo das condições climatéricas, que podem influenciar a sua dissipação, ou os mecanismos reaccionais que podem dar origem a novos poluentes.^[7]