CATALISADOR (INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA)

CATALISADOR

CATALISADOR AUTOMOTIVO

CONVERSOR CATALÍTICO

INTRODUÇÃO

O catalisador automotivo é um componente metálico e de cerâmica que faz parte do sistema de escapamento de veículos automotores de combustão interna, incluindo automóveis, utilitários do tipo comerciais leves e utilitários pesados, como caminhões, por exemplo. A sua principal função é reduzir o máximo possível a emissão de gases poluentes e tóxicos na atmosfera por meio do fenômeno de catálise, que por sua vez é uma reação química obtida pela ação de metais catalisadores presentes no catalisador aos gases sujos e tóxicos que saem da câmara de combustão do motor a pistão, resultando na transformação desses mesmos gases poluentes em gases menos poluentes e tóxicos.

Ele é um dispositivo usado pela indústria automobilística ou automotiva para reduzir o grau de poluição e toxicidade dos gases de escape de motores a pistão de combustão interna, principalmente os motores que usam a gasolina, o GNV – Gás Natural Veicular e o diesel como combustível. Veículos com motores a álcool combustível / etanol também possuem catalisador instalado, entretanto esse combustível é considerado, por si mesmo, menos poluente que combustíveis de origem fóssil, como a gasolina e o diesel, por exemplo.

Os combustíveis fósseis são todos aqueles extraídos do subsolo continental e/ou abaixo do nível do leito dos oceanos do planeta Terra. Esses combustíveis foram formados naturalmente, através dos séculos e/ou milênios, por reações químicas e biológicas ocorridas a partir da mistura de restos de animais e plantas. Eles são combustíveis de origem natural, mas são processados pelo ser humano em refinarias de petróleo e/ou outras instalações industriais para alcançarem valor comercial e viabilidade técnica, incluindo o processo de refinamento e filtragem. A partir do petróleo, por exemplo, que é uma matéria-prima bruta, é possível conseguir a gasolina, o diesel e o querosene, por meio do processo de filtragem e refinamento.

A partir de 1993, o catalisador foi introduzido pela indústria automotiva para atender a fase L2 do Proconve – Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores. Entretanto, ele tornou-se obrigatório em todos os veículos vendidos no Brasil, nacionais ou importados, a partir de 1997.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

De modo geral, um catalisador é um dispositivo ou substância que altera ou acelera uma reação química qualquer sem que seja consumido (a) nesse mesmo processo químico. Existem vários tipos de catalisadores utilizados na indústria, eles são amplamente utilizados para aumentar a intensidade de uma reação química, sem necessidade de aumentar a pressão e a temperatura durante esse processo.

Já catalisador automotivo é um dos tipos de catalisadores, ele é um componente ou dispositivo automotivo presente ou que faz parte do sistema de escapamento de veículos automotores de combustão interna. Ele é composto por uma caixa de aço inoxidável e, dentro dela, uma espécie de colmeia de cerâmica, que por sua vez dá suporte a metais catalisadores, que são justamente as peças responsáveis pelo fenômeno de catalisação, que é a transformação dos gases altamente tóxicos e sujos que saem do interior das câmaras de combustão dos motores a pistão de automóveis e utilitários, movidos principalmente a gasolina, GNV e diesel, para gases com teor poluente e tóxico mais baixo.

Não há consenso nos meios científicos, acadêmicos e industriais sobre se o catalisador automotivo é ou não é um filtro. Mas essa é apenas uma questão conceitual. O fato é que o catalisador tem uma grande importância, ele contribui para a redução dos níveis de poluição atmosférica das grandes metrópoles mundiais. No Brasil, por exemplo, o seu uso passou a ser obrigatório por lei em veículos automotivos novos a partir da década de 1990, e uma necessidade para que os veículos automotores novos fabricados no Brasil e/ou importados se enquadrassem no Proconve – Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores, que é uma divisão interna do Ibama – Instituto Brasileiro de Meio Ambiente, para controlar a emissão de poluentes na atmosfera.

O catalisador automotivo, conhecido também como conversor catalítico ou simplesmente catalisador, está localizado após o coletor de gases de escape do sistema de escapamento do veículo, que por sua vez está fixado na saída de gases do motor a combustão interna, seja um motor a gasolina ou motor flex, isto é, com a capacidade de funcionar com gasolina e/ou álcool combustível / etanol, em qualquer proporção. Motores a GNV, a diesel e a álcool combustível / etanol também precisam do catalisador.

A sua principal função é reduzir o máximo possível a emissão de gases poluentes e tóxicos na atmosfera, contribuindo para um meio ambiente mais sustentável e saudável, principalmente nas grandes cidades. Entretanto, o catalisador automotivo também contribui para reduzir os níveis de ruído externo emitido pelos veículos, como se fosse um abafador de som ou silenciador do escapamento.

O catalisador provoca em seu interior uma reação química nos gases de escape, transformando as emissões altamente tóxicas, poluentes e nocivas dos gases em emissões menos nocivas para a atmosfera. Se os motores a combustão interna com pistões fossem perfeitos eles queimariam todo o combustível fóssil que entrasse em suas câmaras de combustão, mas a realidade não é assim. Mesmo que o seu sistema de injeção eletrônica esteja funcionando normalmente e as suas velas estejam em bom estado de conservação um motor de carro queima quase todo o combustível que entra em sua câmara de combustão. Quase, mas não todo. Se fosse perfeito na queima de combustível, isto é, se todo combustível que entrasse no motor fosse queimado, ele emitiria na atmosfera o dióxido de carbono, conhecido também como gás carbônico, e o vapor d'água. Mas como não é perfeito, esse motor emitiria o monóxido de carbono e outros gases tóxicos e poluentes, caso não entrasse em ação nesse momento o catalisador automotivo.

A princípio, a combustão incompleta de combustível fóssil, principalmente da gasolina, do GNV e do diesel em automóveis, utilitários leves e utilitários pesados, incluindo caminhões, tem como resíduo gases de monóxido de carbono e vários compostos orgânicos voláteis. Quando o veículo está em marcha lenta (com o motor funcionando, mas com o veículo parado) ou está desacelerando, a emissão desses gases poluentes e nocivos aumenta um pouco em relação a emissão com veículo em rotação mais alta e/ou em movimento.

Para quem não sabe, o dióxido de carbono é um gás um pouco poluente e um pouco tóxico. Ele é formado por dois átomos de oxigênio e um átomo de carbono. Já o monóxido de carbono é um gás altamente poluente e altamente tóxico, ele é venenoso e é altamente prejudicial à saúde humana. Além disso, ele é prejudicial à natureza. Esses dois gases, o dióxido de carbono e o monóxido de carbono são formadores do efeito estufa, o fenômeno climático artificial de aquecimento anormal da atmosfera terrestre, provocado pela emissão de gases poluentes de combustíveis fósseis. Esses combustíveis fósseis, principalmente a gasolina, o GNV e o diesel, são compostos de hidrocarbonetos, eles são compostos orgânicos voláteis e são prejudiciais à saúde de humanos, alguns deles inclusive relacionados ao câncer em humanos.

Quando o motor de combustão interna está em funcionamento, as altas temperaturas nas suas câmaras de combustão provocam a formação de óxido nitroso, que é um tipo de óxido de nitrogênio, gerado a partir da reação do nitrogênio e do oxigênio presente no ar aspirado pelo motor, que por sua vez é usado para formar, junto com a gasolina, a chamada mistura ar-combustível. Esse óxido nitroso é pouco tóxico, mas é altamente poluente. Quando lançado na atmosfera do planeta ele reage formando chuva ácida e outros tipos de poluição. Ele é um dos principais causadores do efeito estufa no planeta e um dos destruidores da camada de ozônio que protege o planeta dos raios nocivos do sol.

Dos males o menor... Quando o catalisador entra em ação ele provoca reações químicas que transformam o monóxido de carbono, o óxido de nitrogênio e os hidrocarbonetos, todos esses gases poluentes e tóxicos, em dióxido de carbono, um gás menos poluente e menos tóxico...

MERCADO

Desde a década de 1970, os catalizadores automotivos já estavam presentes em alguns modelos de automóveis nos Estados Unidos. Eles se tornaram-se componentes obrigatórios para veículos automotores nos Estados Unidos, na União Europeia e no Japão a partir da década de 1990. Somente com ele instalado é possível cumprir a legislação exigida pela EPA sobre emissões de gases poluentes e nocivos.

Para reduzir a poluição atmosférica no Brasil, principalmente nas grandes cidades, os catalisadores automotivos são obrigatórios por lei para todos os automóveis novos e utilitários leves fabricados no Brasil e importados desde 1997. Naquela época houve polêmica aqui no Brasil sobre se eles prejudicavam o desempenho dos automóveis, pois provocam uma pequena resistência ao fluxo de ar que sai do motor, mas ficou tecnicamente constatado que a redução no desempenho dos veículos é mínima, muito pequena, praticamente imperceptível ao motorista comum.

Outra polêmica é a de que o catalisador “trocaria o seis pelo meia dúzia”, isto é, trocaria o monóxido de carbono, o óxido de nitrogênio e os hidrocarbonetos, que são gases poluentes e tóxicos, por outro gás poluente e tóxico, o dióxido de carbono. Na verdade, o dióxido de carbono, conhecido também como bióxido de carbono, é o gás que dá vida ao planeta, ele é a fonte de toda a vida no planeta Terra, juntamente com o Sol e a água. As plantas em geral, precisam dele para concluir o processo natural de fotossíntese, que é a transformação da luz solar em carboidrato, que é um nutriente vital. Sem o carboidrato, nenhum ser vivo no planeta consegue viver, nós, seres humanos, inclusive. O problema está no excesso de dióxido de carbono presente na atmosfera terrestre atualmente... Quando ela tem dióxido de carbono demais aí ele passa a ser um problema...

Já o monóxido de carbono é um gás altamente tóxico, ele provoca em seres humanos dores de cabeça e no peito, tonturas, náuseas, fraqueza, confusão mental e vômitos, entre outros sintomas. Só pra se ter uma ideia da gravidade, da periculosidade e da insalubridade do monóxido de carbono, ele foi usado como veneno em campos de concentração nazistas durante a Segunda Guerra Mundial, em câmaras de extermínio de judeus...

Na verdade, a maioria dos automóveis fabricados no Brasil a partir de 1993 já saíam de fábrica com o catalisador instalado, pois as normas da época para emissão de poluentes e tóxicos, estabelecidas pelo Governo Brasileiro, praticamente inviabilizavam tecnicamente a fabricação de modelos de automóveis sem catalisador. Somente a General Motors, cujos modelos de automóveis na época já possuíam injeção eletrônica de série demorou um pouco mais para instalar catalisadores em todos eles.

PEÇAS DO CATALISADOR

Em motores de ciclo Otto, isto é, motores a pistão, movidos a gasolina, etanol e GNV – Gás Natural Veicular, o catalisador é formado por uma caixa de aço inoxidável, com vários elementos internos fixos, entre eles uma espécie de colmeia em cerâmica que dá suporte às peças metálicas nobres responsáveis pelo processo de catalisação. Entre as peças metálicas utilizadas em catalisadores estão o paládio e a platina, responsáveis pela conversão dos gases poluentes que saem do motor em dióxido de carbono.

A vida útil estimada de um catalisador pode variar entre 50.000 quilômetros e 80.000 quilômetros, dependendo do fabricante e do seu estado de conservação, isto é, caso o veículo não tenha tido problemas no sistema de ignição; caso não tenha sido abastecido com gasolina com chumbo e/ou excesso de enxofre; caso não tenha sofrido algum impacto direto, de uma lombada, por exemplo, já que ele está localizado abaixo do assoalho do veículo; caso as velas do motor não estejam sujas e/ou velhas; e caso o nível de óleo lubrificante não tenha sido exagerado;

MIOLO CERÂMICO

O miolo cerâmico é um preenchimento em cerâmica da caixa do catalisador. Ele é todo poroso, para permitir que os gases de escape do motor passem por ele sem muita resistência. Vários metais preciosos estão distribuídos e fixados em meio a outros produtos químicos dentro dessa peça de cerâmica, eles são os agentes ativadores das reações com oxigênio, que conseguem reduzir acentuadamente a poluição por meio de reações químicas.

MANTA

É uma espécie de papel entumecente que fixa a peça de cerâmica dentro da caixa metálica do catalisador, sem necessidade de aquecimento para o processo, isto é, sem necessidade de solda.

SOLDA

Somente a caixa do catalisador é soldada, por meio de processo de solda automático.

CUIDADOS COM O CATALISADOR

De acordo com a Lei 9.503, remover o catalisador do escapamento e/ou seus componentes internos e circular com o automóvel sem ele sujeita o seu proprietário a multa. Por outro lado, é possível verificar em um boa oficina mecânica ou concessionária se o catalisador instalado em seu automóvel está funcionando normalmente, por meio de equipamentos que fazem a análise dos gases que saem do escapamento com o motor em funcionamento.

Uma das principais causas de danos aos catalisadores é a alta temperatura. Os catalizadores podem suportar até 600 graus centígrados durante a utilização do automóvel, mas eventuais falhas do sistema de ignição e altas velocidades de condução podem levá-los a temperaturas de até 1000 graus centígrados, causando danos ao catalizador, reduzindo a sua eficiência, e causando até a perda de potência do motor. Em circunstâncias extremas, pode até derreter a cerâmica interna do catalisador.

Outro problema são os contaminantes nos gases de escape, como, por exemplo, o enxofre na gasolina e/ou o fósforo do óleo do motor, que podem danificar permanentemente a eficácia do catalisador. Outro problema comum são danos causados por impactos, já que o catalisador fica embaixo do veículo. Veículos rebaixados estão em risco redobrado desse tipo de dano.

Alguns dos principais sintomas de que o catalisador pode estar danificado são os seguintes:

Pouca potência e torque, mesmo quando se pisa firme no acelerador;
Consumo de combustível alto demais, fora do padrão para o tamanho, o peso e a cilindrada do veículo;
Aumento anormal da rotação do motor, mesmo quando o veículo está parado, desengatado e o pedal do acelerador não está sendo pressionado;
Depois de alguns minutos de funcionamento, após a partida, o motor simplesmente deixa de funcionar;

Fique atento ao nível do óleo lubrificante, ele nunca deve estar em excesso; Sempre que possível e necessário, peça à oficina mecânica de sua confiança a revisão da parte elétrica do seu veículo; Use apenas aditivos no combustível ou no óleo lubrificante que sejam recomendados pelo fabricante do seu carro, ou apenas de marcas bem conhecidas e de confiança;

VEJA TAMBÉM