Combustíveis fósseis e emissões atmosféricas

A esmagadora maioria dos veículos automóveis em circulação usa um de quatro combustíveis fósseis, por ordem decrescente de popularidade, gasóleo, gasolina, GPL e gás natural (em Portugal basicamente restrito a frotas de autocarros). Estes combustíveis são todos compostos por diferentes misturas de hidrocarbonetos que lhes conferem propriedades diferentes (densidade, viscosidade, conteúdo energético, etc). Por sua vez os hidrocarbonetos são moléculas compostas por átomos de carbono e hidrogénio em diferentes combinações. Enquanto a gasolina e do gasóleo são compostos por centenas de moléculas diferentes, já o GPL é composto quase só por propano e, em alguns casos, butano, e o gás natural é composto essencialmente por metano.

Num motor perfeito que utilize qualquer um destes combustíveis, estes seriam queimados recorrendo a ar (uma mistura de oxigénio e azoto) e os gases de escape seriam compostos unicamente por dióxido de carbono (CO2, resultante da combustão do carbono contido no combustível, água (H2O – resultante da combustão do hidrogénio) e azoto molecular (N2 – que é um dos componentes do ar e idealmente passaria inalterado pelo motor).

Neste motor perfeito o cálculo da quantidade de CO2 e água emitido nos gases de escape é razoavelmente simples de fazer e, por litro de combustível, seria aproximadamente a seguinte:

Um ponto importante a reter deste motor perfeito é que o CO2 não ocorre por acidente ou por algum problema do motor, ao queimar qualquer hidrocarboneto a geração de CO2 é o resultado esperado. Este facto leva a que não seja correcto, na minha opinião, agrupar o CO2 com os restantes poluentes atmosféricos, uma vez que o efeito do CO2 não é local com impacto na qualidade do ar mas sim global pelo efeito de estufa (claro que se formos expostos a uma atmosfera só de CO2 o resultado não vai ser bonito, mas não é essa a questão aqui).

Outro ponto a reter é que diferentes combustíveis, fruto da diferente composição química, vão gerar diferentes níveis de emissão de CO2, embora os valores acima não contabilizem a quantidade de energia que cada litro de combustível contém, que por sua vez vai ter impacto nos consumos (a razão porque com GPL se gastam mais litros em comparação com a gasolina é este ser um combustível com menor conteúdo energético por litro de combustível).

Já os poluentes atmosféricos são compostos que têm um efeito nocivo no local de emissão, e ocorrem porque os motores não são perfeitos e durante a operação vão gerar compostos químicos adicionais indesejáveis. Os poluentes mais importantes são o monóxido de carbono, os hidrocarbonetos não queimados, os óxidos de azoto e as partículas. Todos estes compostos têm efeitos nocivos para a saúde e são ainda os principais responsáveis pela baixa qualidade do ar nas cidades.

O que fazer para baixar as emissões de CO2? Consumir menos combustível, ou seja utilizar veículos mais eficientes ou usar combustíveis com menores emissões de CO2. O que fazer para reduzir as emissões de poluentes atmosféricos? Usar motores mais limpos, recorrendo a tecnologias de tratamento dos gases de escape como sejam os catalisadores ou filtros de partículas. Acontece que estes dois objectivos não são propriamente compatíveis entre si, e um motor optimizado para a eficiência não o é para as emissões de poluentes e vice-versa. O facto de hoje em dia termos motores simultaneamente cada vez mais limpos e eficientes é o resultado do progresso notável da tecnologia automóvel.

Gonçalo Gonçalves
Coordenador do laboratório de veículos e propulsão do DEM-IST