Desvendando a Ciência por Trás da Formação de Aerossóis Secundários

Imagine a luz solar banhando a paisagem urbana. Enquanto o ar parece calmo, reações químicas invisíveis estão transformando os gases de escape dos veículos em novos poluentes mais perigosos — aerossóis secundários. Essas minúsculas partículas não apenas degradam a qualidade do ar, mas também representam riscos significativos à saúde humana. Mas como exatamente essa "alquimia de emissões" ocorre?

Um estudo inovador investigou o papel das transformações fotoquímicas na criação de aerossóis secundários. Conduzido no Laboratório de Combustão ILMARI da Universidade da Finlândia Oriental, a pesquisa se concentrou em dois veículos de passageiros Euro 6:

• Um SEAT Arona a gasolina (Euro 6b) equipado com um conversor catalítico de três vias
• Um SEAT Ateca a diesel (Euro 6d-temp) com um catalisador de oxidação, filtro de partículas diesel (DPF) e sistema de redução catalítica seletiva (SCR)

Usando um dinamômetro de chassi (Rototest VPA-RX3 2WD), os pesquisadores simularam quatro cenários de condução distintos para replicar as condições do mundo real e analisar seu impacto na formação de aerossóis secundários.

O estudo reconstruiu cuidadosamente quatro cenários de condução para entender os padrões de emissão em diferentes condições:

• Partida a Frio e Cruzeiro a 70 km/h (CSC70): Simulação da partida do motor após inatividade prolongada (mínimo de 12 horas), com amostragem começando imediatamente na ignição e atingindo velocidade estável em 15 segundos.
• Condução em Rodovia a 120 km/h (D120): Recreação de viagens em alta velocidade sustentada para avaliar as emissões durante as condições típicas de rodovia.
• Carga Alta do Motor (3000 rpm, ~40 kW de potência na roda): Imitação de situações exigentes, como subida de colinas ou aceleração para ultrapassagem.
• Carga Extrema do Motor (5000 rpm, ~50 kW de potência na roda): Representação de cenários de desempenho máximo para avaliar os limites de emissão.

Para testes sem partida a frio, os pesquisadores pré-condicionaram os motores, funcionando a 3000 rpm com carga de 50 Nm por cinco minutos antes de ajustar aos parâmetros de teste, garantindo temperaturas estáveis do motor e concentrações de emissão.

O estudo incorporou diversas formulações de combustível para avaliar seu impacto ambiental:

• Veículos a Diesel: Testados com biodiesel B7 padrão (7% de conteúdo renovável) e óleo vegetal hidrotratado (HVO) 100%, uma alternativa renovável de queima mais limpa.
• Veículos a Gasolina: Avaliados usando misturas comerciais de etanol (E5, E10) e gasolina reformulada (RFG) contendo aproximadamente 20% de teor alcoólico.

Todas as mudanças de combustível ocorreram em centros de serviço certificados com limpeza completa do tanque entre os testes para evitar contaminação cruzada.

Esta pesquisa fornece informações críticas sobre como as emissões dos veículos evoluem sob a luz solar, particularmente em relação aos óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (VOCs) — precursores-chave para o ozônio e aerossóis secundários. As descobertas sugerem:

• Condições de alta carga geram emissões elevadas de NOx e VOCs, acelerando as reações fotoquímicas
• Gasolina misturada com etanol pode aumentar as emissões de aldeídos, potencialmente aumentando a produção de aerossóis secundários
• Sistemas avançados de pós-tratamento (DPF, SCR) demonstram eficácia variável dependendo das condições de operação

Esses resultados informarão modelagens de qualidade do ar mais precisas e ajudarão os formuladores de políticas a desenvolver estratégias de redução de emissões direcionadas. À medida que a tecnologia veicular evolui com o aumento da eletrificação, estudos futuros podem examinar como os veículos híbridos e elétricos influenciam a formação de aerossóis secundários por meio de emissões não-exaustivas e vias de produção de energia.