Olej napędowy jest paliwem szeroko stosowanym, ale jego spalanie powoduje wydzielanie się związków rakotwórczych i szkodliwych dla środowiska
Zdjęcie: Itaro
Co to jest olej napędowy
Olej napędowy to paliwo używane w drogowym i morskim transporcie pasażerów i ładunków. W Brazylii stosowanie silników wysokoprężnych w lekkich pojazdach jest prawnie zabronione od 1976 r., A obecnie w kraju używa się ich tylko w ciężarówkach, autobusach i pojazdach trakcyjnych 4 × 4 (w tym średnich pickupach, SUV-ach i crossoverach ).
Diesel to olej otrzymywany z ropy naftowej. W jego składzie znajdują się atomy węgla, wodoru, aw mniejszych stężeniach siarka, azot i tlen. Olej napędowy jest gęstszy (ma większy łańcuch węglowodorowy) i mniej lotny niż inne składniki oleju, np. Benzyna, co ułatwia jego separację na drodze destylacji.
Zobacz, jak oddziela się olej napędowy od oleju w tym krótkim filmie.
W procesie spalania silniki wysokoprężne emitują gazy i cząstki stałe, które obniżają jakość powietrza. Emisje te zostały sklasyfikowane jako rakotwórcze dla ludzi przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (IARC), powiązaną z ONZ. Agencja stwierdziła, że wysokie narażenie na emisje oleju napędowego powoduje raka płuc.
Ze względu na większy łańcuch węglowodorowy olej napędowy ma większą wartość opałową (podczas spalania wytwarza więcej ciepła). To sprawia, że pojazdy zużywające paliwo są bardziej ekonomiczne, to znaczy zużywają mniej paliwa na przejechany kilometr. Nie gwarantuje to jednak, że będzie mniej zanieczyszczać powietrze.
W silnikach wysokoprężnych mieszanki powietrza i paliwa są mniej jednorodne niż w benzynie. Olej napędowy jest paliwem mniej lotnym, a jego silnik ma charakterystykę pracy na zasadzie samozapłonu - obie cechy utrudniają mieszanie. Oznacza to, że w silnikach wysokoprężnych, aby zapewnić całkowite spalanie, w komorze spalania musi znajdować się nadmiar powietrza. W przypadku braku tego nadmiaru, w wyniku niepełnego spalania emitowana jest sadza, tlenek węgla (CO) i węglowodory (HC), a silnik ten zanieczyszcza środowisko siedmiokrotnie bardziej niż benzyna.
Wytworzone gazy
Emisje z silników wysokoprężnych składają się z gazów, oparów i cząstek stałych. Gazy i opary składowe obejmują dwutlenek węgla, tlenek węgla, tlenki azotu, dwutlenek azotu, tlenki siarki i różne węglowodory - niektóre z nich to lotne związki organiczne. Te zanieczyszczenia powietrza mogą nadal oddziaływać ze sobą lub ulegać fotolizie, tworząc zanieczyszczenia zwane wtórnymi, takie jak między innymi ozon, azotany peroksyacetylu.
Według badań ponad 95% cząstek stałych pochodzących ze spalin silników wysokoprężnych ma mniej niż 1 mikrometr sześcienny (μm³ - milionowa część metra sześciennego), co ułatwia ich wdychanie i wnikanie do płuc. Węgiel elementarny (materiał w postaci cząstek) generuje czarną sadzę na poniższym zdjęciu.
Nadające się do wdychania cząstki stałe i ozon to niebezpieczne czynniki, które w dużych miastach na całym świecie stanowią odpowiednio 40% i 80% oleju napędowego spalanego przez flotę pojazdów.
NOx jest jednym ze związków emitowanych w wyższych stężeniach przez silniki Diesla. Badania tunelowe pokazują, że te silniki wytwarzają pięć razy więcej NOx niż pojazdy benzynowe, a ciężarówki są odpowiedzialne za większość emisji cząstek stałych.
Niepokój budzi również stężenie siarki w oleju napędowym. Z badań wynika, że przy wysokim stężeniu siarki w paliwie wysokie będą również emisje gazów zanieczyszczających, zwłaszcza dwutlenku siarki (SO2) i tlenku siarki (SO3), które są szkodliwe dla zdrowia ludzi. SO2 już w kontakcie z wilgocią atmosferyczną wytwarza kwas siarkowy (H2SO4), który w znacznym stopniu przyczynia się do powstawania kwaśnych deszczy, może zakwaszać glebę i wodę, utrudniając rozwój drobnych glonów i owadów.
Zagrożenia zdrowia
SOx i NOx oddziałują na układ oddechowy, powodując krótkotrwałe ataki astmy i podrażnienia dróg oddechowych oraz długotrwałe przewlekłe choroby układu krążenia i układu oddechowego. CO zmniejsza zdolność przenoszenia tlenu we krwi, a cząstki stałe powodują alergie układu oddechowego, a także przenoszą inne zanieczyszczenia, takie jak metale ciężkie i rakotwórcze związki organiczne.
W 2002 roku Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) opublikowała raport ostrzegający przed ryzykiem długotrwałego narażenia na opary oleju napędowego. Według raportu długotrwałe wdychanie tych cząstek stałych, a także tlenków siarki i azotu, może powodować raka u ludzi. W 2013 roku Iarc doszedł do wniosku, że emisje z silników Diesla powodują raka płuc, a prawdopodobnie również raka pęcherza.
Według Paulo Saldivy, badacza z Laboratorium Zanieczyszczeń Atmosferycznych na Wydziale Lekarskim Uniwersytetu w São Paulo (FM-USP), wśród zanieczyszczeń najbardziej szkodliwe są cząstki stałe. Zdaniem badacza cząsteczki te gromadzą się w pęcherzykach płucnych, pogarszając choroby układu oddechowego i dostają się do krwiobiegu, co może wpływać na inne narządy. Na przykład w mieście São Paulo szacuje się, że przy każdym wzroście stężenia cząstek stałych w powietrzu (dymu, sadzy itp.) O 10 mikrogramów na metr sześcienny (µg / m³) wzrasta o 1,5. % hospitalizacji z powodu choroby niedokrwiennej serca u osób starszych i ponad 4% z powodu chorób płuc u dzieci i osób starszych.
Kontrola emisji
Sektor publiczny podejmuje pewne działania mające na celu ograniczenie emisji tych zanieczyszczeń do atmosfery. Wśród nich możemy wymienić Inspekcję Środowiska Pojazdów oraz Program Kontroli Zanieczyszczenia Powietrza.
Kontrola środowiska pojazdu
Inspekcja Środowiskowa Pojazdów została utworzona w celu monitorowania emisji zanieczyszczeń z samochodów. Podczas oględzin przeprowadzane są testy układu wydechowego w celu sprawdzenia poziomu gazów, zanieczyszczeń i hałasu. Przeprowadzenie kontroli należy do stanów i gmin.
Program kontroli zanieczyszczenia powietrza (Proconve)
W 1986 roku Krajowa Rada Środowiska (Conama) stworzyła Program Kontroli Zanieczyszczenia Powietrza dla Pojazdów Silnikowych (Proconve) w celu zmniejszenia i kontrolowania zanieczyszczenia atmosfery przez źródła mobilne (pojazdy silnikowe). Następnie ustalono terminy, maksymalne limity emisji oraz wymagania technologiczne dla pojazdów krajowych i importowanych.
Postęp technologiczny
Stworzono kilka technologii, aby zminimalizować wytwarzanie zanieczyszczających gazów przez samochody. Współpracują, aby czyścić paliwo i tworzyć niskoemisyjne silniki. Spośród istniejących na wyróżnienie zasługują:
Katalizatory i filtry cząstek stałych
Pojawiły się technologie oczyszczania i / lub zatrzymywania spalin. Katalizator składa się z dwóch substancji chemicznych (palladu i molibdenu), które reagują z gazami, przekształcając je w parę wodną, dwutlenek węgla i azot (gazy nietoksyczne). Istnieje kilka rodzajów katalizatorów. Filtr cząstek stałych ma za zadanie odfiltrować część gazów powstających podczas spalania w silniku. Zgodnie z prawem od 1983 r. Wszystkie samochody muszą posiadać katalizator. Jednak nadal istnieją pojazdy z silnikiem Diesla (takie jak autobusy i ciężarówki), które poruszają się bez dobrych katalizatorów, ze względu na zaawansowany wiek floty.
Bezpośredni wtrysk
Technologia ta umożliwia wtryskiwanie paliwa bezpośrednio do komory spalania. W ten sposób mieszanka powietrza i paliwa jest mniejsza, a okres oczekiwania w kolektorze dolotowym zostaje pominięty. W tego typu silniku paliwo wtryskiwane jest do najgorętszej części komory spalania przy mniejszej ilości powietrza. Sposób, w jaki paliwo rozprasza się wewnątrz komory, pozwala na bardziej regularne i całkowite spalanie.
Ta opcja wtrysku bezpośredniego w silnikach wysokoprężnych występuje od lat 50. XX w. Wcześniej istniał tylko wtrysk pośredni, w którym znajduje się komora wstępna spalania. Ta komora wstępna została zaprojektowana tak, aby zapewnić prawidłową mieszankę paliwa ze sprężonym powietrzem.
Bezpośredni wtrysk zwiększa osiągi silnika i zmniejsza zużycie paliwa. Jednak w silniku wysokoprężnym może wytwarzać więcej NOx jako produkt uboczny reakcji. Niektórzy producenci samochodów próbowali rozwiązać ten problem poprzez środki, takie jak między innymi produkcja specjalnych katalizatorów, recyrkulacja spalin, które powodują wzrost ceny silnika.
W przypadku oszustwa Volkswagena - potwierdzenia, że firma fałszuje testy emisji spalin z silników Diesla - emisje tlenków azotu były od 10 do 40 razy wyższe niż limit ustalony przez Environment (EPA) i pierwszych 11 milionów potwierdzonych samochodów, które miały fałszywe oprogramowanie działające na 2,0-litrowym silniku turbodiesel z bezpośrednim wtryskiem.
Olej napędowy o niskiej zawartości siarki
W 2012 roku ustawa o ochronie środowiska i Proconve 07 wymusiły rozpoczęcie procesu tworzenia i stosowania oleju napędowego o niskiej zawartości siarki w swoim składzie, oleju napędowego S10 i S50 - odpowiednio 10 części na milion (ppm) i 50 ppm siarki. - w kraju. W ciągu 20 lat olej napędowy w Brazylii przeszedł ze składu 13 tysięcy ppm do obecnego 10 ppm. To, wraz z technologiami silników, sprawia, że poziomy emisji są podobne do tych w Europie.
Niższe stężenie siarki w paliwie ogranicza emisję tlenków siarki, a także pomaga zmniejszyć emisję innych zanieczyszczeń, takich jak NOx i cząstki stałe. Dzieje się tak, ponieważ trójtlenek siarki powstający w procesie spalania może tworzyć kwas siarkowy w połączeniu z wodą. Kwas ten powoduje korozję metalowych części silnika. Innymi słowy, siarka atakuje komponenty silnika, takie jak katalizator, iw konsekwencji powoduje utratę wydajności tego wyposażenia.
Inicjatywa obniżenia zawartości siarki jest bardzo dobra, ale flota musi zostać odnowiona (w starych silnikach spodziewany efekt nie występuje) i jak już wspomniano, konieczna jest kontrola. Dowiedz się więcej o silnikach wysokoprężnych S10 i S50 w Brazylii.
