Composição
Química
Simplificadamente o gás natural é um hidrocarboneto que apresenta a seguinte
composição química, em seu estado bruto.
CH
- METANO
C2H6 - ETANO
C4H10 - BUTANO
C3H8 - PROPANO
C5H12 - PENTANOS E MAIS IMPUREZAS
Para exemplificar
apresentaremos a seguir uma composição típica de um gás natural
extraído da bacia de Campos, estado do Rio de Janeiro.
| Elementos(%Molar) |
Gás
Associado |
Gás
Não Associado |
| Metano |
80,20 |
97,15 |
| Etano |
9,96 |
1,34 |
| Propano |
5,43 |
0,43 |
| Butanos |
2,26 |
0,18 |
| Pentanos |
0,49 |
0,03 |
| Hexano
e Pesados |
0,22 |
0,07 |
| Nitrogênio |
0,98 |
0,67 |
| Dióxido
de Carbono |
0,46 |
0,13 |
fonte:
PETROBRÁS
A composição química que vemos acima é na verdade a de um gás natural
no seu estado bruto,
como produzido. Já dissemos que não se presta para utilização em seu veículo.
É necessário que
seja fracionado em uma Unidade de Processamento de Gás Natural (UPGN),
para a partir daí, ser
distribuído para os postos de gás natural. Após esta etapa o gás natural
toma a denominação
de gás natural toma a denominação de gás processado e possui a seguinte
composição:
| Elementos |
Composição(%Molar) |
| Metano |
87,59 |
| Etano |
9,13 |
| Propano |
0,36 |
| Nitrogênio |
1,18 |
| Dióxido
de Carbono |
1,74 |
Note-se que quase 90% de sua composição é de METANO, um gás extremamente
leve.
Daí a denominação utilizada pelo INMETRO e ABNT, em sua normas e portarias,
de gás
metano veicular. Finalmente este é o gás utilizado pelos milhares de automóveis
que
rodam em nossas cidade e pelo mundo lá fora.
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Emissão de Poluentes
A queima de qualquer combustível (gasolina, madeira, álcool. diesel,
gás natural, etc.) gera produltos poluentes para o meio ambiente.
Uns mais, outros menos, ,as todos poluem. O resultado da queima
desses combustíveis são varios compostos, dos quais podemos destacar.
01. Monóxido de Carbono (CO)
É um gás incolor, inodoro que matar animais e seres humanos se
inalado em quantidade suficiente. O monóxido de carbono é rapidamente
absorvido pelo sangue, isolando o oxigênio e que pode levar à
morte por asfixia. As emissões deste gás são criadas pela pouca
oxigenação das reações de combustão,resultantes de uma rica mistura
de combustível ou qualquer restrição no suprimento de ar. Quando
a combustão se dá de forma completa o CO dá lugar a um novo composto,
o CO2, não poluente.
02.Óxidos de Nitrogênio (NOx)
É um grupo de poluentes que são agrupados em um único índice,
para de medição de emissões. Ele inclui todos os compostos nitrogenados,
dentre eles: NO, NO2, NO3 e outros. Alguns compostos. NOx são
irritantes para os olhos e sistema respiratório, criando dificuldades
na visão e respiração. Também são danosos para as plantas e reagem
na atmosfera para a formação do smog fotoquímico e chuva ácida.
Os óxidos de nitrogênio são formados dentro das complexas reações
químicas que tomam lugar inicialmente nas câmaras de combustão.
03. Hidrocarbonetos (HC)
Os hidrocarbonetos compostos contendo carbono e hidrogênio que
não se oxidaram nas relações de combustão. O principal componente
dos combustíveis para motores de veículos de hoje, o HC aparece
de diversas formas e são difíceis de separar. Eles resultam dos
efeitos de resfriamento brusco, onde a frente de combustão é extinta
pela presença de "superfícies frias"dentro da câmara de combustão.
Uma mistura excessiva ar/combustível (mistura rica) pode também
contribuir para o aparecimento de hidrocarbonetos que não passaram
pelo processo de combustão. Por causa das inúmeras possibilidades
de combinações carbono-hidogênio é que a medida de emissão desses
poluentes é feita em "massa total", ao invés de ser medido cada
componente individualmente. Tal medida é denominada de "hidrocarbontos
totais". As emissões de hidrocarbonetos também são regulamentadas
por duas principais razões: primeiro é que são considerados cancerígenos
e. por outra é que são prejudiciais à saúde. Os gases podem ser
inalados ou absorvidos pela pele. De outro modo os hidrocarbonetos
são fotoquimicamente reativos na atmosfera, contribuindo para
a degradação da camada de ozônio e do smog atmosférico. Ambos
os efeitos são altamentes prejudiciais ao ambiente e seres humanos.
04. Emissões Evaporativas
Chamanos de enissões evaporativas aqueles hidrocarbonetos não
queimados, daqueles veículos movidos a combustíveis liquídos voláteis
(gasolina e àlcool). Ocorrem quando o combustível evapora e escapa
para a atmosfera. Tais emissões são causadas por limitações no
sistema de controle de evaporações. Estas emissões são regulamentadas
pelo fato de serem cancerígenas e reativas fotoquimicamente. Um
exemplo de emissão evaporativa ocorre durante a operação de abastecimento
do veículo. A tampa do tanque do combustivel permanece aberta
e neste momento os vapores escapam para atmosfera. Uma vedação
imperfeita da tampa também provoca evaporação por periódo prolongado.
Em geral, a seguinte reação química ocorre dentro de uma câmara
de combustão de um veículo:
COMBUSTÍVEL
+ OXIGÊNIO ==> PRODUTOS DE COMBUSTÃO
Quando a combustão se dá na forma completa, ideal, a reação de
combustão é a seguinte (para o gás natural):
CH4 + (N2 + O2) ==> CO2 + H2O + N2
Mas na realidade a combustão se dá na forma incompleta, e daí
se formam os compostos indesejáveis, poluentes do meio ambiente:
CH4 + (N2 + O2) ==> CO2 + CO + C + CH
+ H2O + N2 + NO + NO2 + NO3 + OUTROS
O carbono que aparece livre, na forma de carbono, e fuligem preta
que sai no escapamento dos automóveis. A gasolina, o diesel comtém
mais de uma centena de hidrocarbonetos, desta forma as reações
químicas envolvidas no processo de combustão são mais completas
que aquelas que acabamos de ver. Comparativamente, os níveis de
emissão de poluentes do gás natural são menores que os combustíveis
liquídos (àlcool, gasolina e diesel). Como podemos avaliar nos
gráficos abaixo:
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