Gasolina
Gasolina (EUA, CA;) ou gasolina (CW exceto Canadá;) (ver § Etimologia) é um líquido inflamável transparente, ligeiramente amarelado, derivado do petróleo, usado principalmente como combustível na maioria dos motores de combustão interna com ignição por faísca (também conhecidos como motores a gasolina). Consiste principalmente de compostos orgânicos obtidos pela destilação fracionada do petróleo, enriquecido com uma variedade de aditivos. Em média, as refinarias dos EUA produzem, a partir de um barril de petróleo bruto (42 galões americanos ou cerca de 159 litros), cerca de 19 a 20 galões de gasolina; 11 a 13 galões de combustível destilado (a maioria dos quais é vendida como óleo diesel); e 3 a 4 galões de combustível de aviação. A proporção do produto depende do processamento em uma refinaria de petróleo e do ensaio de petróleo bruto.
A característica de uma determinada mistura de gasolina para resistir à ignição muito cedo (que causa detonação e reduz a eficiência em motores alternativos) é medida por sua octanagem, que é produzida em vários graus. O chumbo tetraetila e outros compostos de chumbo, antes amplamente usados para aumentar a octanagem, não são mais usados, exceto em aplicações de aviação, off-road e automobilismo. Outros produtos químicos são frequentemente adicionados à gasolina para melhorar a estabilidade química e as características de desempenho, controlar a corrosividade e fornecer limpeza do sistema de combustível. A gasolina pode conter produtos químicos contendo oxigênio, como etanol, MTBE ou ETBE, para melhorar a combustão.
A gasolina pode entrar no meio ambiente (sem combustão), tanto como líquido quanto como vapor, por vazamento e manuseio durante a produção, transporte e entrega (por exemplo, de tanques de armazenamento, de derramamentos, etc.). Como exemplo de esforços para controlar tais vazamentos, muitos tanques de armazenamento subterrâneo são obrigados a ter medidas abrangentes para detectar e prevenir tais vazamentos. A gasolina contém substâncias cancerígenas conhecidas. Quando queimado, um litro (0,26 US gal) de gasolina emite cerca de 2,3 kg (5,1 lb) de CO2, um gás de efeito estufa, contribuindo para a mudança climática causada pelo homem. Os derivados de petróleo, incluindo a gasolina, foram responsáveis por cerca de 32% das emissões de CO 2 em todo o mundo em 2021.
Etimologia
"Gasolina" (muitas vezes abreviado para "gas" e diferenciado de avgas nos nomes "motor gas" ou "mogas") é uma palavra norte-americana que denota combustível para automóveis. Acredita-se que o termo tenha sido influenciado pela marca registrada "Cazeline" ou "Gazeline", em homenagem ao sobrenome do editor britânico, comerciante de café e ativista social John Cassell. Em 27 de novembro de 1862, Cassell colocou um anúncio no The Times de Londres:
O Cazeline de Patentes Óleo, seguro, econômico e brilhante [...] possui todos os requisitos que há tanto tempo foram desejados como um meio de poderosa luz artificial.
Esta é a ocorrência mais antiga da palavra encontrada. Cassell descobriu que um lojista em Dublin chamado Samuel Boyd estava vendendo cazelina falsificada e escreveu para ele pedindo que parasse. Boyd não respondeu, mas mudou o 'C' para 'G' cunhando a palavra "gazeline". O Oxford English Dictionary data de seu primeiro uso registrado em 1863, quando foi escrito "gasolene". O termo "gasolina" foi usado pela primeira vez na América do Norte em 1864.
Na maioria dos países da Commonwealth (exceto Canadá), o produto é chamado de "gasolina" em vez de "gasolina" ou, na linguagem comum, simplesmente "gás". Daí a prevalência do uso de "Posto de Gasolina" no Canadá. A gíria "gás" em referência à gasolina pode ser ambíguo com o gás natural (também referido simplesmente como "gás"), que é frequentemente usado para aquecimento doméstico. Muito poucas pessoas usam o termo "gasolina" em vez de "gás" na maioria dos casos de fala ou comunicação escrita.
A palavra petróleo, originalmente usada para se referir a vários tipos de óleos minerais e que significa literalmente "óleo de rocha", vem do latim medieval petróleo (petra, "rocha" e óleo, & #34;óleo"). "Gasolina" foi usado como nome de produto por volta de 1870, como o nome de um óleo mineral refinado vendido pelo atacadista britânico Carless, Capel & Leonard, que o comercializou como solvente. Quando o produto mais tarde encontrou um novo uso como combustível para motores, Frederick Simms, um associado de Gottlieb Daimler, sugeriu a John Leonard, proprietário da Carless, que eles registrassem a marca "Petrol", mas nessa época a palavra já era de uso geral, possivelmente inspirada no francês pétrole, e o registro não era permitido porque a palavra era um descritor geral; Carless ainda foi capaz de defender seu uso de "Petrol" como um nome de produto devido a eles terem vendido com esse nome por muitos anos até então. Carless registrou uma série de nomes alternativos para o produto, mas "gasolina" no entanto, tornou-se o termo comum para o combustível na Comunidade Britânica.
Refinarias britânicas originalmente usavam "espírito motor" como um nome genérico para o combustível automotivo e "espírito da aviação" para gasolina de aviação. Quando Carless foi negado uma marca registrada em "gasolina" na década de 1930, seus concorrentes mudaram para o nome mais popular "gasolina". No entanto, "espírito motor" já havia entrado em leis e regulamentos, então o termo continua em uso como um nome formal para gasolina. O termo é usado mais amplamente na Nigéria, onde as maiores empresas de petróleo chamam seus produtos de "espírito de motor premium". Embora "gasolina" fez incursões no inglês nigeriano, "premium motor spirit" continua sendo o nome formal usado em publicações científicas, relatórios governamentais e jornais.
O uso da palavra gasolina em vez de gasolina é incomum fora da América do Norte, embora gasolina seja usado em espanhol e português e gasorin é usado em japonês.
Em muitos idiomas, o nome do produto é derivado do benzeno, como Benzin em persa e alemão ou benzina em italiano; mas na Argentina, Uruguai e Paraguai, o nome coloquial nafta é derivado da nafta química.
Alguns idiomas, como francês e italiano, usam as respectivas palavras para gasolina para indicar combustível diesel.
História
Os primeiros motores de combustão interna adequados para uso em aplicações de transporte, os chamados motores Otto, foram desenvolvidos na Alemanha durante o último quarto do século XIX. O combustível para esses primeiros motores era um hidrocarboneto relativamente volátil obtido do gás de carvão. Com um ponto de ebulição próximo a 85 °C (185 °F) (o n-octano ferve cerca de 40 °C (104 °F) mais alto), era adequado para os primeiros carburadores (evaporadores). O desenvolvimento de um "bico de pulverização" carburador permitiu o uso de combustíveis menos voláteis. Outras melhorias na eficiência do motor foram tentadas em taxas de compressão mais altas, mas as primeiras tentativas foram bloqueadas pela explosão prematura de combustível, conhecida como batida.
Em 1891, o processo de craqueamento Shukhov tornou-se o primeiro método comercial do mundo para quebrar hidrocarbonetos mais pesados no petróleo bruto para aumentar a porcentagem de produtos mais leves em comparação com a destilação simples.
1903 a 1914
A evolução da gasolina seguiu a evolução do petróleo como fonte dominante de energia no mundo industrializado. Antes da Primeira Guerra Mundial, a Grã-Bretanha era a maior potência industrial do mundo e dependia de sua marinha para proteger o transporte de matérias-primas de suas colônias. A Alemanha também estava se industrializando e, como a Grã-Bretanha, carecia de muitos recursos naturais que precisavam ser enviados para o país de origem. Na década de 1890, a Alemanha começou a seguir uma política de proeminência global e começou a construir uma marinha para competir com a britânica. O carvão era o combustível que alimentava suas marinhas. Embora a Grã-Bretanha e a Alemanha tivessem reservas naturais de carvão, novos desenvolvimentos no petróleo como combustível para navios mudaram a situação. Os navios movidos a carvão eram uma fraqueza tática porque o processo de carregamento de carvão era extremamente lento e sujo e deixava o navio completamente vulnerável a ataques, e os suprimentos não confiáveis de carvão em portos internacionais tornavam as viagens de longa distância impraticáveis. As vantagens do petróleo logo fizeram com que as marinhas do mundo se convertessem ao petróleo, mas a Grã-Bretanha e a Alemanha tinham muito poucas reservas domésticas de petróleo. A Grã-Bretanha finalmente resolveu sua dependência naval do petróleo obtendo petróleo da Royal Dutch Shell e da Anglo-Persian Oil Company e isso determinou de onde e de que qualidade viria sua gasolina.
Durante o período inicial de desenvolvimento do motor a gasolina, as aeronaves foram forçadas a usar gasolina para veículos motorizados, pois a gasolina de aviação ainda não existia. Esses primeiros combustíveis foram denominados "diretos" gasolinas e eram subprodutos da destilação de um único petróleo bruto para produzir querosene, que era o principal produto procurado para queima em lamparinas de querosene. A produção de gasolina não ultrapassaria a produção de querosene até 1916. As primeiras gasolinas de destilação direta eram o resultado da destilação de petróleo bruto oriental e não havia mistura de destilados de diferentes petróleos brutos. A composição desses primeiros combustíveis era desconhecida e a qualidade variava muito, pois os óleos brutos de diferentes campos petrolíferos emergiam em diferentes misturas de hidrocarbonetos em diferentes proporções. Ainda não haviam sido identificados os efeitos no motor produzidos pela combustão anormal (detonação do motor e pré-ignição) devido a combustíveis inferiores e, portanto, não havia classificação da gasolina em termos de resistência à combustão anormal. A especificação geral pela qual as primeiras gasolinas eram medidas era a da gravidade específica por meio da escala Baumé e, posteriormente, a volatilidade (tendência a vaporizar) especificada em termos de pontos de ebulição, que se tornaram os principais focos dos produtores de gasolina. Essas primeiras gasolinas de petróleo bruto do leste tiveram resultados de teste de Baumé relativamente altos (65 a 80 graus Baumé) e foram chamadas de "Pensilvânia high-test" ou simplesmente "alto teste" gasolinas. Estes eram frequentemente usados em motores de aeronaves.
Em 1910, o aumento da produção de automóveis e o consequente aumento no consumo de gasolina produziram uma maior demanda por gasolina. Além disso, a crescente eletrificação da iluminação produziu uma queda na demanda de querosene, criando um problema de abastecimento. Parecia que a crescente indústria do petróleo ficaria presa na superprodução de querosene e na subprodução de gasolina, já que a destilação simples não poderia alterar a proporção dos dois produtos de qualquer petróleo bruto. A solução surgiu em 1911, quando o desenvolvimento do processo Burton permitiu o craqueamento térmico de óleos brutos, o que aumentou o rendimento percentual da gasolina a partir dos hidrocarbonetos mais pesados. Isso foi combinado com a expansão dos mercados externos para a exportação de excedentes de querosene que os mercados domésticos não precisavam mais. Esses novos termicamente "rachados" acreditava-se que as gasolinas não tinham efeitos nocivos e seriam adicionadas às gasolinas de destilação direta. Também havia a prática de misturar destilados leves e pesados para obter a leitura desejada de Baumé e, coletivamente, eram chamados de "misturados" gasolinas.
Gradualmente, a volatilidade ganhou preferência sobre o teste de Baumé, embora ambos continuassem a ser usados em combinação para especificar uma gasolina. Ainda em junho de 1917, a Standard Oil (o maior refinador de petróleo bruto nos Estados Unidos na época) afirmou que a propriedade mais importante de uma gasolina era sua volatilidade. Estima-se que o equivalente de classificação dessas gasolinas de destilação direta variou de 40 a 60 octanas e que o "alto teste", às vezes chamado de "grau de combate", provavelmente teve uma média de 50 a 65 octanas.
Primeira Guerra Mundial
Antes da entrada dos Estados Unidos na Primeira Guerra Mundial, os Aliados europeus usavam combustíveis derivados de petróleo bruto de Bornéu, Java e Sumatra, que apresentavam desempenho satisfatório em suas aeronaves militares. Quando os EUA entraram na guerra em abril de 1917, os EUA se tornaram o principal fornecedor de gasolina de aviação para os Aliados e uma diminuição no desempenho do motor foi observada. Logo percebeu-se que os combustíveis para veículos automotores eram insatisfatórios para a aviação e, após a perda de várias aeronaves de combate, a atenção voltou-se para a qualidade das gasolinas utilizadas. Testes de voo posteriores realizados em 1937 mostraram que uma redução de 13 pontos na octanagem (de 100 para 87 octanas) diminuiu o desempenho do motor em 20% e aumentou a distância de decolagem em 45%. Se ocorresse uma combustão anormal, o motor poderia perder potência suficiente para impossibilitar a decolagem e uma rolagem de decolagem se tornaria uma ameaça para o piloto e a aeronave.
Em 2 de agosto de 1917, o Bureau of Mines dos EUA organizou o estudo de combustíveis para aeronaves em cooperação com a Seção de Aviação do Corpo de Sinalização do Exército dos EUA e uma pesquisa geral concluiu que não existiam dados confiáveis para os combustíveis adequados para aeronaves. Como resultado, os testes de voo começaram nos campos de Langley, McCook e Wright para determinar o desempenho de diferentes gasolinas em diferentes condições. Esses testes mostraram que, em certas aeronaves, as gasolinas para veículos motorizados tiveram um desempenho tão bom quanto o teste "alto" mas em outros tipos resultou em motores de funcionamento quente. Verificou-se também que as gasolinas de óleos brutos aromáticos e naftênicos da Califórnia, sul do Texas e Venezuela resultaram em motores de funcionamento suave. Esses testes resultaram nas primeiras especificações do governo para gasolinas de motor (as gasolinas de aviação usavam as mesmas especificações das gasolinas de motor) no final de 1917.
EUA, 1918–1929
Os projetistas de motores sabiam que, de acordo com o ciclo Otto, a potência e a eficiência aumentavam com a taxa de compressão, mas a experiência com as primeiras gasolinas durante a Primeira Guerra Mundial mostrou que taxas de compressão mais altas aumentavam o risco de combustão anormal, produzindo menor potência, menor eficiência, motores em funcionamento quente e danos potencialmente graves ao motor. Para compensar esses combustíveis pobres, os primeiros motores usavam taxas de compressão baixas, o que exigia motores relativamente grandes e pesados com potência e eficiência limitadas. Os irmãos Wright' primeiro motor a gasolina usava uma taxa de compressão tão baixa quanto 4,7 para 1, desenvolvia apenas 8,9 kilowatts (12 hp) de 3.290 centímetros cúbicos (201 cu in) e pesava 82 kg (180 lb). Esta era uma grande preocupação dos projetistas de aeronaves e as necessidades da indústria aeronáutica provocaram a busca por combustíveis que pudessem ser utilizados em motores de maior compressão.
Entre 1917 e 1919, a quantidade de gasolina de cracking térmico utilizada quase dobrou. Além disso, o uso de gasolina natural aumentou muito. Durante este período, muitos estados dos Estados Unidos estabeleceram especificações para a gasolina para motores, mas nenhum deles concordou e eram insatisfatórios de um ponto de vista ou outro. Grandes refinarias de petróleo começaram a especificar a porcentagem de material insaturado (produtos termicamente rachados causavam goma tanto no uso quanto no armazenamento, enquanto hidrocarbonetos insaturados são mais reativos e tendem a se combinar com impurezas levando à goma). Em 1922, o governo dos EUA publicou as primeiras especificações para gasolinas de aviação (dois graus foram designados como "de combate" e "doméstico" e eram regidos por pontos de ebulição, cor, teor de enxofre e um teste de formação de goma) juntamente com um "motor" grau para automóveis. O teste de goma essencialmente eliminou a gasolina craqueada termicamente do uso da aviação e, assim, as gasolinas de aviação voltaram a fracionar naftas de destilação direta ou misturando naftas de destilação direta e de craqueamento térmico altamente tratadas. Esta situação persistiu até 1929.
A indústria automobilística reagiu com alarme ao aumento da gasolina craqueada termicamente. O craqueamento térmico produziu grandes quantidades de mono e diolefinas (hidrocarbonetos insaturados), o que aumentou o risco de formação de goma. Além disso, a volatilidade estava diminuindo a ponto de o combustível não vaporizar e aderir às velas de ignição, sujando-as, dificultando a partida e o funcionamento irregular no inverno e aderindo às paredes do cilindro, contornando os pistões e anéis e indo para o óleo do cárter.. Um jornal declarou: "em um motor multicilíndrico em um carro caro, estamos diluindo o óleo no cárter em até 40 por cento em uma corrida de 200 milhas [320 km], conforme a análise do óleo nos shows do cárter de óleo".
Muito insatisfeitos com a consequente redução da qualidade geral da gasolina, os fabricantes de automóveis sugeriram a imposição de um padrão de qualidade aos fornecedores de petróleo. A indústria do petróleo, por sua vez, acusou as montadoras de não fazer o suficiente para melhorar a economia dos veículos, e a disputa ficou conhecida dentro das duas indústrias como "o problema do combustível". A animosidade cresceu entre as indústrias, cada uma acusando a outra de não fazer nada para resolver os problemas, e seu relacionamento se deteriorou. A situação só foi resolvida quando o American Petroleum Institute (API) iniciou uma conferência para abordar o problema do combustível e um comitê cooperativo de pesquisa de combustível (CFR) foi estabelecido em 1920, para supervisionar programas e soluções investigativas conjuntas. Além de representantes das duas indústrias, a Society of Automotive Engineers (SAE) também desempenhou um papel instrumental, com o U.S. Bureau of Standards sendo escolhido como uma organização de pesquisa imparcial para realizar muitos dos estudos. Inicialmente, todos os programas estavam relacionados à volatilidade e consumo de combustível, facilidade de partida, diluição do óleo do cárter e aceleração.
Controvérsia da gasolina com chumbo, 1924–1925
Com o aumento do uso de gasolinas de craqueamento térmico, surgiu uma preocupação maior com relação aos seus efeitos na combustão anormal, o que levou à pesquisa de aditivos antidetonantes. No final da década de 1910, pesquisadores como A.H. Gibson, Harry Ricardo, Thomas Midgley Jr. e Thomas Boyd começaram a investigar a combustão anormal. A partir de 1916, Charles F. Kettering, da General Motors, começou a investigar aditivos com base em dois caminhos, a "alta porcentagem" solução (onde foram adicionadas grandes quantidades de etanol) e a "baixa porcentagem" solução (onde apenas 0,53-1,1 g/L ou 0,071-0,147 oz/US gal eram necessários). A "baixa porcentagem" A solução acabou levando à descoberta do chumbo tetraetila (TEL) em dezembro de 1921, um produto da pesquisa de Midgley e Boyd e o componente definidor da gasolina com chumbo. Essa inovação iniciou um ciclo de melhorias na eficiência de combustível que coincidiu com o desenvolvimento em larga escala do refino de petróleo para fornecer mais produtos na faixa de ebulição da gasolina. O etanol não podia ser patenteado, mas o TEL sim, então Kettering garantiu uma patente para o TEL e começou a promovê-lo em vez de outras opções.
Os perigos dos compostos contendo chumbo já estavam bem estabelecidos e Kettering foi diretamente alertado por Robert Wilson do MIT, Reid Hunt de Harvard, Yandell Henderson de Yale e Erik Krause da Universidade de Potsdam na Alemanha sobre seu uso. Krause havia trabalhado com chumbo tetraetílico por muitos anos e o chamava de "um veneno rastejante e malicioso". que havia matado um membro de seu comitê de dissertação. Em 27 de outubro de 1924, artigos de jornais de todo o país falavam dos trabalhadores da refinaria Standard Oil perto de Elizabeth, Nova Jersey, que produziam TEL e sofriam de envenenamento por chumbo. Em 30 de outubro, o número de mortos chegou a cinco. Em novembro, a Comissão do Trabalho de Nova Jersey fechou a refinaria de Bayway e uma investigação do grande júri foi iniciada, que não resultou em nenhuma acusação em fevereiro de 1925. As vendas de gasolina com chumbo foram proibidas na cidade de Nova York, Filadélfia e Nova Jersey. A General Motors, a DuPont e a Standard Oil, que eram sócias da Ethyl Corporation, empresa criada para produzir o TEL, começaram a argumentar que não havia alternativas à gasolina com chumbo que mantivessem a eficiência do combustível e ainda evitassem a batida do motor. Depois que vários estudos falhos financiados pela indústria relataram que a gasolina tratada com TEL não era um problema de saúde pública, a controvérsia diminuiu.
EUA, 1930–1941
Nos cinco anos anteriores a 1929, uma grande quantidade de experimentos foi realizada em diferentes métodos de teste para determinar a resistência do combustível à combustão anormal. Parecia que a batida do motor dependia de uma ampla variedade de parâmetros, incluindo compressão, ponto de ignição, temperatura do cilindro, motores refrigerados a ar ou refrigerados a água, formatos de câmara, temperaturas de admissão, misturas pobres ou ricas e outros. Isso levou a uma variedade confusa de mecanismos de teste que deram resultados conflitantes, e nenhuma escala de classificação padrão existia. Em 1929, foi reconhecido pela maioria dos fabricantes e usuários de gasolina de aviação que algum tipo de classificação antidetonante deveria ser incluída nas especificações do governo. Em 1929, a escala de classificação de octanagem foi adotada e, em 1930, foi estabelecida a primeira especificação de octanagem para combustíveis de aviação. No mesmo ano, a Força Aérea do Exército dos EUA especificou combustíveis classificados em 87 octanas para suas aeronaves como resultado de estudos realizados.
Durante este período, a pesquisa mostrou que a estrutura do hidrocarboneto era extremamente importante para as propriedades antidetonantes do combustível. As parafinas de cadeia linear na faixa de ebulição da gasolina tinham baixas qualidades antidetonantes, enquanto moléculas em forma de anel, como hidrocarbonetos aromáticos (por exemplo, benzeno), tinham maior resistência à detonação. Esse desenvolvimento levou à busca de processos que produzissem mais desses compostos a partir de óleos brutos do que os obtidos por destilação direta ou craqueamento térmico. A pesquisa das principais refinarias levou ao desenvolvimento de processos envolvendo a isomerização de butano barato e abundante em isobutano e a alquilação para unir isobutano e butilenos para formar isômeros de octano como o "isooctano", que se tornou um componente importante na mistura de combustível de aviação. Para complicar ainda mais a situação, à medida que o desempenho do motor aumentava, a altitude que a aeronave poderia atingir também aumentava, o que gerava preocupações com o congelamento do combustível. A diminuição média da temperatura é de 3,6 °F (2,0 °C) por aumento de 300 metros (1.000 pés) na altitude e, a 12.000 metros (40.000 pés), a temperatura pode se aproximar de −57 °C (−70 °F). Aditivos como benzeno, com ponto de congelamento de 6 °C (42 °F), congelariam na gasolina e obstruiriam as linhas de combustível. Aromáticos substituídos, como tolueno, xileno e cumeno, combinados com benzeno limitado, resolveram o problema.
Em 1935, havia sete graus de aviação diferentes com base na classificação de octanas, dois graus do Exército, quatro graus da Marinha e três graus comerciais, incluindo a introdução da gasolina de aviação de 100 octanas. Em 1937, o Exército estabeleceu 100 octanas como combustível padrão para aeronaves de combate e, para aumentar a confusão, o governo agora reconhecia 14 graus diferentes, além de outros 11 em países estrangeiros. Com algumas empresas obrigadas a estocar 14 tipos de combustível de aviação, nenhum dos quais poderia ser trocado, o efeito nas refinarias foi negativo. A indústria de refino não podia se concentrar em processos de conversão de grande capacidade para tantos grades diferentes e uma solução precisava ser encontrada. Em 1941, principalmente por meio dos esforços do Cooperative Fuel Research Committee, o número de graus para combustíveis de aviação foi reduzido para três: 73, 91 e 100 octanas.
O desenvolvimento da gasolina de aviação de 100 octanas em escala econômica deveu-se em parte a Jimmy Doolittle, que se tornou gerente de aviação da Shell Oil Company. Ele convenceu a Shell a investir na capacidade de refino para produzir 100 octanas em uma escala que ninguém precisava, já que não existia nenhuma aeronave que exigisse um combustível que ninguém fabricasse. Alguns colegas de trabalho chamariam seu esforço de "erro de um milhão de dólares de Doolittle". mas o tempo provaria que Doolittle estava certo. Antes disso, o Exército havia considerado testes de 100 octanas usando octanagem pura, mas a US$ 6,6 por litro (US$ 25/US gal), o preço impedia que isso acontecesse. Em 1929, a Stanavo Specification Board Inc. foi organizada pelas empresas Standard Oil da Califórnia, Indiana e Nova Jersey para melhorar os combustíveis e óleos de aviação e, em 1935, colocou seu primeiro combustível de 100 octanas no mercado, Stanavo Ethyl Gasoline 100. usado pelo Exército, fabricantes de motores e companhias aéreas para testes e corridas aéreas e voos recordes. Em 1936, testes em Wright Field usando as novas e mais baratas alternativas à octanagem pura provaram o valor do combustível de 100 octanas, e tanto a Shell quanto a Standard Oil ganhariam o contrato para fornecer quantidades de teste para o Exército. Em 1938, o preço caiu para $ 0,046 por litro ($ 0,175/US gal), apenas $ 0,0066 ($ 0,025) a mais do que o combustível de 87 octanas. No final da Segunda Guerra Mundial, o preço cairia para $ 0,042 por litro ($ 0,16/US gal).
Em 1937, Eugene Houdry desenvolveu o processo Houdry de craqueamento catalítico, que produzia um estoque básico de gasolina de alta octanagem que era superior ao produto craqueado termicamente, pois não continha a alta concentração de olefinas. Em 1940, havia apenas 14 unidades Houdry em operação nos Estados Unidos; em 1943, esse número havia aumentado para 77, tanto do processo Houdry quanto do tipo Thermofor Catalytic ou Fluid Catalyst.
A procura de combustíveis com octanas superiores a 100 levou ao alargamento da escala comparando a potência. Um combustível designado como grau 130 produziria 130% da potência em um motor do que funcionaria com isoctano puro. Durante a Segunda Guerra Mundial, os combustíveis acima de 100 octanas receberam duas classificações, uma mistura rica e uma mistura pobre, e estes seriam chamados de "números de desempenho". (PN). A gasolina de aviação de 100 octanas seria referida como grau 130/100.
Segunda Guerra Mundial
Alemanha
O petróleo e seus subprodutos, especialmente a gasolina de aviação de alta octanagem, provariam ser uma preocupação motriz de como a Alemanha conduziu a guerra. Como resultado das lições da Primeira Guerra Mundial, a Alemanha havia estocado petróleo e gasolina para sua ofensiva blitzkrieg e anexado a Áustria, acrescentando 18.000 barris (2.900 m3; 100.000 cu ft) por dia de produção de petróleo, mas isso não foi suficiente para sustentar a planejada conquista da Europa. Como os suprimentos capturados e os campos de petróleo seriam necessários para abastecer a campanha, o alto comando alemão criou um esquadrão especial de especialistas em campos de petróleo retirados das fileiras das indústrias petrolíferas domésticas. Eles foram enviados para apagar incêndios em campos petrolíferos e retomar a produção o mais rápido possível. Mas a captura de campos petrolíferos continuou sendo um obstáculo durante a guerra. Durante a invasão da Polônia, as estimativas alemãs de consumo de gasolina revelaram-se muito baixas. Heinz Guderian e suas divisões Panzer consumiram quase 2,4 litros por quilômetro (1 US gal/mi) de gasolina no caminho para Viena. Quando eles estavam em combate em campo aberto, o consumo de gasolina quase dobrou. No segundo dia de batalha, uma unidade do XIX Corpo de exército foi forçada a parar quando ficou sem gasolina. Um dos principais objetivos da invasão polonesa eram seus campos de petróleo, mas os soviéticos invadiram e capturaram 70% da produção polonesa antes que os alemães pudessem alcançá-la. Por meio do Acordo Comercial Alemão-Soviético (1940), Stalin concordou em termos vagos em fornecer à Alemanha petróleo adicional igual ao produzido pelos campos petrolíferos poloneses agora ocupados pelos soviéticos em Drohobych e Boryslav em troca de carvão e tubos de aço.
Mesmo depois que os nazistas conquistaram os vastos territórios da Europa, isso não ajudou na escassez de gasolina. Esta área nunca havia sido autossuficiente em petróleo antes da guerra. Em 1938, a área que seria ocupada pelos nazistas produzia 575.000 barris (91.400 m3; 3.230.000 cu ft) por dia. Em 1940, a produção total sob controle alemão era de apenas 234.550 barris (37.290 m3; 1.316.900 cu ft). No início de 1941 e com o esgotamento das reservas de gasolina alemãs, Adolf Hitler viu a invasão da Rússia para tomar os campos de petróleo poloneses e o petróleo russo no Cáucaso como a solução para a escassez de gasolina alemã. Já em julho de 1941, após o início da Operação Barbarossa em 22 de junho, alguns esquadrões da Luftwaffe foram forçados a reduzir as missões de apoio terrestre devido à escassez de gasolina de aviação. Em 9 de outubro, o quartel-general alemão estimou que os veículos do exército estavam 24.000 barris (3.800 m3; 130.000 cu pés) abaixo dos requisitos de gasolina.
Praticamente toda a gasolina de aviação da Alemanha veio de usinas de óleo sintético que hidrogenaram carvões e alcatrões de carvão. Esses processos foram desenvolvidos durante a década de 1930 como um esforço para alcançar a independência do combustível. Havia dois tipos de gasolina de aviação produzidos em volume na Alemanha, o B-4 ou grau azul e o C-3 ou grau verde, que representavam cerca de dois terços de toda a produção. O B-4 era equivalente a 89 octanas e o C-3 era aproximadamente igual ao US 100 octanas, embora a mistura pobre fosse classificada em torno de 95 octanas e fosse mais pobre que a versão americana. A produção máxima alcançada em 1943 atingiu 52.200 barris (8.300 m3; 293.000 cu ft) um dia antes de os Aliados decidirem atacar as usinas de combustível sintético. Por meio de aeronaves inimigas capturadas e análise da gasolina encontrada nelas, tanto os Aliados quanto as potências do Eixo estavam cientes da qualidade da gasolina de aviação produzida e isso levou a uma corrida de octanagem para obter a vantagem no desempenho das aeronaves. Mais tarde na guerra, o grau C-3 foi melhorado para onde era equivalente ao grau 150 dos EUA (classificação de mistura rica).
Japão
O Japão, como a Alemanha, quase não tinha oferta doméstica de petróleo e, no final da década de 1930, produzia apenas 7% de seu próprio petróleo enquanto importava o restante - 80% dos EUA. e as notícias chegaram ao público americano sobre o bombardeio japonês de centros civis, especialmente o bombardeio de Chungking, a opinião pública começou a apoiar um embargo dos EUA. Uma pesquisa Gallup em junho de 1939 descobriu que 72% do público americano apoiava um embargo de materiais de guerra ao Japão. Isso aumentou as tensões entre os EUA e o Japão e levou os EUA a impor restrições às exportações. Em julho de 1940, os EUA emitiram uma proclamação que proibia a exportação de gasolina de aviação de 87 octanas ou superior para o Japão. Essa proibição não atrapalhou os japoneses, pois suas aeronaves podiam operar com combustíveis abaixo de 87 octanas e, se necessário, podiam adicionar TEL para aumentar a octanagem. Como se viu, o Japão comprou 550% mais gasolina de aviação abaixo de 87 octanas nos cinco meses após a proibição de julho de 1940 nas vendas de octanagem mais alta. A possibilidade de uma proibição total de gasolina da América criou atrito no governo japonês quanto a qual ação tomar para garantir mais suprimentos das Índias Orientais Holandesas e exigiu maiores exportações de petróleo do governo holandês exilado após a Batalha da Holanda. Essa ação levou os EUA a mover sua frota do Pacífico do sul da Califórnia para Pearl Harbor para ajudar a fortalecer a determinação britânica de permanecer na Indochina. Com a invasão japonesa da Indochina Francesa em setembro de 1940, surgiram grandes preocupações sobre a possível invasão japonesa das Índias Holandesas para garantir seu petróleo. Depois que os EUA proibiram todas as exportações de aço e sucata de ferro, no dia seguinte, o Japão assinou o Pacto Tripartite e isso levou Washington a temer que um embargo total de petróleo dos EUA levasse os japoneses a invadir as Índias Orientais Holandesas. Em 16 de junho de 1941, Harold Ickes, que foi nomeado Coordenador de Petróleo para a Defesa Nacional, interrompeu um carregamento de petróleo da Filadélfia para o Japão devido à escassez de petróleo na costa leste devido ao aumento das exportações para os Aliados. Ele também telegrafou a todos os fornecedores de petróleo na costa leste para não enviar petróleo para o Japão sem sua permissão. O presidente Roosevelt revogou as ordens de Ickes, dizendo a Ickes que "simplesmente não tenho Marinha suficiente para dar a volta e cada pequeno episódio no Pacífico significa menos navios no Atlântico". Em 25 de julho de 1941, os Estados Unidos congelaram todos os ativos financeiros japoneses e seriam necessárias licenças para cada uso dos fundos congelados, incluindo compras de petróleo que pudessem produzir gasolina de aviação. Em 28 de julho de 1941, o Japão invadiu o sul da Indochina.
O debate dentro do governo japonês sobre a situação do petróleo e da gasolina estava levando à invasão das Índias Orientais Holandesas, mas isso significaria uma guerra com os EUA, cuja frota do Pacífico era uma ameaça ao seu flanco. Esta situação levou à decisão de atacar a frota dos EUA em Pearl Harbor antes de prosseguir com a invasão das Índias Orientais Holandesas. Em 7 de dezembro de 1941, o Japão atacou Pearl Harbor e, no dia seguinte, a Holanda declarou guerra ao Japão, iniciando a campanha das Índias Orientais Holandesas. Mas os japoneses perderam uma oportunidade de ouro em Pearl Harbor. “Todo o petróleo para a frota estava em tanques de superfície na época de Pearl Harbor”, diria mais tarde o almirante Chester Nimitz, que se tornou comandante-em-chefe da frota do Pacífico. "Tínhamos cerca de 4+1⁄ 2 milhões de barris [0,72×10^6 m3; 25×10^6 cu pés] de óleo lá fora e tudo isso era vulnerável a balas de calibre.50. Se os japoneses tivessem destruído o petróleo," ele acrescentou, "isso teria prolongado a guerra por mais dois anos".
EUA
No início de 1944, William Boyd, presidente do American Petroleum Institute e presidente do Petroleum Industry War Council disse: "Os Aliados podem ter flutuado para a vitória em uma onda de petróleo na Primeira Guerra Mundial, mas nesta infinitamente maior Segunda Guerra Mundial, estamos voando para a vitória nas asas do petróleo". Em dezembro de 1941, os EUA tinham 385.000 poços de petróleo produzindo 1,6 bilhão de barris (0,25×10^9 m3; 9,0×10^9 cu ft) barris de petróleo por ano e a capacidade de gasolina de aviação de 100 octanas era de 40.000 barris (6.400 m3; 220.000 cu pés) por dia. Em 1944, os EUA produziam mais de 1,5 bilhão de barris (0,24×10^9 m3; 8,4×10^9 cu ft) por ano (67 por cento da produção mundial) e a indústria do petróleo construiu 122 novas fábricas para a produção de gasolina de aviação de 100 octanas e a capacidade era superior a 400.000 barris (64.000 m3; 2.200.000 cu ft) por dia - um aumento de mais de dez vezes. Estimou-se que os EUA estavam produzindo gasolina de aviação de 100 octanas suficiente para permitir o lançamento de 16.000 toneladas métricas (18.000 toneladas curtas; 16.000 toneladas longas) de bombas sobre o inimigo todos os dias do ano. O registro do consumo de gasolina pelo Exército antes de junho de 1943 não era coordenado, pois cada serviço de abastecimento do Exército comprava seus próprios produtos petrolíferos e não existia nenhum sistema centralizado de controle nem registros. Em 1º de junho de 1943, o Exército criou a Divisão de Combustíveis e Lubrificantes do Corpo de Intendentes e, a partir de seus registros, tabulou que o Exército (excluindo combustíveis e lubrificantes para aeronaves) comprou mais de 9,1 bilhões de litros (2,4×10^9 US gal) de gasolina para entrega aos teatros no exterior entre 1º de junho de 1943 a agosto de 1945. Esse número não inclui a gasolina usada pelo Exército nos EUA. A produção de combustível para motores caiu de 701 milhões de barris (111,5×10^6 m3; 3.940×10^6 cu ft) em 1941 caiu para 208 milhões de barris (33,1× 10^6 m3 ; 1.170×10^6 cu ft) em 1943. A Segunda Guerra Mundial marcou a primeira vez na história dos EUA em que a gasolina foi racionada e o governo impôs controles de preços para evitar a inflação. O consumo de gasolina por automóvel caiu de 2.860 litros (755 US gal) por ano em 1941 para 2.000 litros (540 US gal) em 1943, com o objetivo de preservar a borracha para pneus desde que os japoneses cortaram os EUA de mais de 90 por cento de seu suprimento de borracha que vinha das Índias Orientais Holandesas e da indústria de borracha sintética dos Estados Unidos estava em sua infância. Os preços médios da gasolina passaram de uma baixa recorde de $ 0,0337 por litro ($ 0,1275/US gal) ($ 0,0486 ($ 0,1841) com impostos) em 1940 para $ 0,0383 por litro ($ 0,1448/US gal) ($ 0,0542 ($ 0,2050) com impostos) em 1945.
Mesmo com a maior produção mundial de gasolina de aviação, os militares dos EUA ainda descobriram que era necessário mais. Ao longo da guerra, o abastecimento de gasolina de aviação estava sempre aquém dos requisitos e isso impactou o treinamento e as operações. A razão dessa escassez se desenvolveu antes mesmo do início da guerra. O mercado livre não suportou a despesa de produzir combustível de aviação de 100 octanas em grande volume, especialmente durante a Grande Depressão. O isooctano no estágio inicial de desenvolvimento custava US$ 7,9 por litro (US$ 30/US gal) e, mesmo em 1934, ainda custava US$ 0,53 por litro (US$ 2/US gal) em comparação com US$ 0,048 (US$ 0,18) para a gasolina quando o Exército decidiu para experimentar com 100 octanas para sua aeronave de combate. Embora apenas três por cento das aeronaves de combate dos EUA em 1935 pudessem aproveitar ao máximo a octanagem mais alta devido às baixas taxas de compressão, o Exército viu que a necessidade de aumentar o desempenho justificava a despesa e comprou 100.000 galões. Em 1937, o Exército estabeleceu 100 octanas como combustível padrão para aeronaves de combate e em 1939 a produção era de apenas 20.000 barris (3.200 m3; 110.000 cu pés) por dia. Com efeito, os militares dos EUA eram o único mercado para gasolina de aviação de 100 octanas e, quando a guerra estourou na Europa, isso criou um problema de abastecimento que persistiu durante todo o período.
Com a guerra na Europa uma realidade em 1939, todas as previsões de consumo de 100 octanas estavam superando toda a produção possível. Nem o Exército nem a Marinha podiam contratar o combustível com mais de seis meses de antecedência e não podiam fornecer os recursos para a expansão da usina. Sem um mercado garantido de longo prazo, a indústria do petróleo não arriscaria seu capital para expandir a produção de um produto que só o governo compraria. A solução para a expansão de armazenamento, transporte, finanças e produção foi a criação da Defense Supplies Corporation em 19 de setembro de 1940. A Defense Supplies Corporation compraria, transportaria e armazenaria toda a gasolina de aviação para o Exército e a Marinha a um custo mais uma taxa de transporte. taxa.
Quando a fuga dos Aliados após o Dia D encontrou seus exércitos estendendo suas linhas de abastecimento a um ponto perigoso, a solução improvisada foi o Red Ball Express. Mas mesmo isso logo foi inadequado. Os caminhões dos comboios tinham que percorrer distâncias maiores à medida que os exércitos avançavam e consumiam uma porcentagem maior da mesma gasolina que tentavam entregar. Em 1944, o Terceiro Exército do general George Patton finalmente parou perto da fronteira alemã depois de ficar sem gasolina. O general ficou tão chateado com a chegada de um caminhão cheio de rações em vez de gasolina que teria gritado: "Inferno, eles nos mandam comida, quando sabem que podemos lutar sem comida, mas não sem petróleo".; A solução teve que esperar o reparo das linhas férreas e pontes para que os trens mais eficientes pudessem substituir os comboios de caminhões que consumiam gasolina.
EUA, 1946–presente
O desenvolvimento de motores a jato queimando combustíveis à base de querosene durante a Segunda Guerra Mundial para aeronaves produziu um sistema de propulsão de desempenho superior do que os motores de combustão interna poderiam oferecer e as forças militares dos EUA gradualmente substituíram suas aeronaves de combate a pistão por aviões a jato. Esse desenvolvimento eliminaria essencialmente a necessidade militar de combustíveis com octanagem cada vez maior e eliminaria o apoio do governo à indústria de refino para prosseguir com a pesquisa e produção de tais combustíveis exóticos e caros. A aviação comercial foi mais lenta para se adaptar à propulsão a jato e até 1958, quando o Boeing 707 entrou em serviço comercial pela primeira vez, os aviões movidos a pistão ainda dependiam da gasolina de aviação. Mas a aviação comercial tinha maiores preocupações econômicas do que o desempenho máximo que os militares podiam pagar. À medida que o número de octanas aumentou, também aumentou o custo da gasolina, mas o aumento incremental na eficiência torna-se menor à medida que a taxa de compressão aumenta. Essa realidade estabeleceu um limite prático para o aumento das taxas de compressão em relação ao preço da gasolina. Produzido pela última vez em 1955, o Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major estava usando gasolina de aviação 115/145 e produzindo 0,046 kilowatts por centímetro cúbico (1 hp/cu in) a uma taxa de compressão de 6,7 (o turbocompressor aumentaria isso) e 0,45 kg (1 lb) de peso do motor para produzir 0,82 quilowatts (1,1 hp). Isso se compara ao motor Wright Brothers que precisa de quase 7,7 kg (17 lb) de peso do motor para produzir 0,75 kilowatts (1 hp).
A indústria automobilística dos Estados Unidos após a Segunda Guerra Mundial não conseguiu aproveitar as vantagens dos combustíveis de alta octanagem disponíveis na época. As taxas de compressão dos automóveis aumentaram de uma média de 5,3 para 1 em 1931 para apenas 6,7 para 1 em 1946. O número médio de octanas da gasolina regular aumentou de 58 para 70 durante o mesmo período. As aeronaves militares usavam motores turbocompressores caros que custavam pelo menos 10 vezes mais por cavalo do que os motores de automóveis e precisavam ser revisados a cada 700 a 1.000 horas. O mercado automobilístico não suportava motores tão caros. Não seria até 1957 que o primeiro fabricante de automóveis dos EUA poderia produzir em massa um motor que produziria um cavalo-vapor por polegada cúbica, a opção motor V-8 Chevrolet de 283 hp/283 polegadas cúbicas no Corvette. Por $ 485, esta era uma opção cara que poucos consumidores podiam pagar e só atrairia o mercado consumidor orientado para o desempenho disposto a pagar pelo combustível premium necessário. Este motor tinha uma taxa de compressão anunciada de 10,5 para 1 e as especificações da AMA de 1958 afirmavam que o requisito de octanagem era de 96–100 RON. Com 243 kg (535 lb) (1959 com entrada de alumínio), eram necessários 0,86 kg (1,9 lb) de peso do motor para produzir 0,75 quilowatts (1 hp).
Na década de 1950, as refinarias de petróleo começaram a se concentrar em combustíveis de alta octanagem e, em seguida, detergentes foram adicionados à gasolina para limpar os jatos nos carburadores. A década de 1970 testemunhou uma maior atenção às consequências ambientais da queima de gasolina. Essas considerações levaram à extinção do TEL e sua substituição por outros compostos antidetonantes. Posteriormente, a gasolina com baixo teor de enxofre foi introduzida, em parte para preservar os catalisadores nos sistemas de exaustão modernos.
Análise e produção química
O gás comercial é uma mistura de um grande número de diferentes hidrocarbonetos. A gasolina química é produzida para atender a uma série de especificações de desempenho do motor e muitas composições diferentes são possíveis. Portanto, a composição química exata da gasolina é indefinida. A especificação de desempenho também varia com a estação, exigindo misturas mais voláteis (devido à adição de butano) durante o inverno, para poder dar partida em um motor frio. Na refinaria, a composição varia de acordo com os petróleos brutos a partir dos quais é produzido, o tipo de unidades de processamento presentes na refinaria, como essas unidades são operadas e quais correntes de hidrocarbonetos (blendstocks) a refinaria opta por usar na mistura final produtos.
A gasolina é produzida em refinarias de petróleo. Cerca de 72 litros (19 US gal) de gasolina são derivados de um barril de petróleo bruto de 160 litros (42 US gal). O material separado do petróleo bruto por destilação, chamado de gasolina virgem ou de destilação direta, não atende às especificações dos motores modernos (particularmente a octanagem; veja abaixo), mas pode ser misturado à gasolina.
A maior parte de uma gasolina típica consiste em uma mistura homogênea de hidrocarbonetos pequenos e relativamente leves, com entre 4 e 12 átomos de carbono por molécula (comumente referidos como C4–C12). É uma mistura de parafinas (alcanos), olefinas (alcenos) e cicloalcanos (naftenos). O uso do termo parafina no lugar da nomenclatura química padrão alcano é específico da indústria do petróleo. A proporção real de moléculas em qualquer gasolina depende de:
- a refinaria de óleo que faz a gasolina, como nem todas as refinarias têm o mesmo conjunto de unidades de processamento;
- a alimentação de óleo crua utilizada pela refinaria;
- o grau de gasolina (em particular, a classificação octana).
Os vários fluxos de refinaria misturados para produzir gasolina têm características diferentes. Alguns fluxos importantes incluem o seguinte:
- Autocarro direto, às vezes referido como nafta, é destilado diretamente do petróleo bruto. Uma vez que a principal fonte de combustível, sua baixa classificação octana exigiu aditivos de chumbo. É baixo em aromáticos (dependendo do grau do fluxo de petróleo bruto) e contém alguns cicloalkanes (naphthenes) e nenhum olefins (alkenes). Entre 0 e 20 por cento deste córrego é agrupado na gasolina acabado porque a quantidade desta fração no crude é menos do que a demanda de combustível e o número de pesquisa Octane da fração (RON) é muito baixo. As propriedades químicas (nomeadamente RON e Reid pressão de vapor (RVP)) da gasolina de direita podem ser melhoradas através da reforma e isomerização. No entanto, antes de alimentar essas unidades, a nafta precisa ser dividida em nafta leve e pesada. A gasolina de corrida direta também pode ser usada como uma matéria-prima para os steam-crackers para produzir olefins.
- Reformate, produzido em um reformer catalítico, tem uma alta classificação octana com alto teor aromático e conteúdo olefin relativamente baixo. A maioria do benzeno, tolueno e xileno (os chamados hidrocarbonetos BTX) são mais valiosos como matérias-primas químicas e, portanto, são removidos em certa medida.
- gasolina rachada catalítica, ou nafta rachada catalítica, produzida com um cracker catalítico, tem uma classificação octana moderada, alto teor de olefino e conteúdo aromático moderado.
- Hidrocracke (pesado, médio e leve), produzido com um hidrocracker, tem uma classificação média a baixa octana e níveis aromáticos moderados.
- Alquilagem é produzido em uma unidade de alquilação, usando isobutano e olefins como matérias-primas. O alquilato acabado não contém aromáticos ou olefins e tem um grande MON (Motor Octane Number).
- Isomerate é obtido pela isomerização da gasolina de baixa octana em isoparafinas (alcães não-chain, como isooctane). Isomerate tem um RON médio e MON, mas não aromatics ou olefins.
- Butane é geralmente misturado na piscina de gasolina, embora a quantidade deste fluxo é limitada pela especificação RVP.
Os termos acima são o jargão usado na indústria do petróleo, e a terminologia varia.
Atualmente, muitos países estabelecem limites para os aromáticos da gasolina em geral, benzeno em particular e teor de olefinas (alcenos). Tais regulamentações levaram a uma preferência crescente por isômeros de alcano, como isomerato ou alquilado, pois sua taxa de octanagem é maior do que n-alcanos. Na União Européia, o limite de benzeno é fixado em um por cento em volume para todos os tipos de gasolina automotiva. Isso geralmente é conseguido evitando a alimentação de C6, em particular ciclohexano, para a unidade do reformador, onde seria convertido em benzeno. Portanto, apenas nafta virgem pesada (dessulfurizada) (HVN) é alimentada à unidade do reformador
A gasolina também pode conter outros compostos orgânicos, como éteres orgânicos (adicionados deliberadamente), além de pequenos níveis de contaminantes, em particular compostos organossulfurados (que geralmente são removidos na refinaria).
Propriedades físicas
Densidade
A gravidade específica da gasolina varia de 0,71 a 0,77, com densidades mais altas tendo uma maior fração de volume de aromáticos. A gasolina comercializável acabada é comercializada (na Europa) com uma referência padrão de 0,755 quilogramas por litro (6,30 lb/US gal) e seu preço é aumentado ou reduzido de acordo com sua densidade real. Devido à sua baixa densidade, a gasolina flutua na água e, portanto, a água geralmente não pode ser usada para extinguir um incêndio por gasolina, a menos que seja aplicada em uma névoa fina.
Estabilidade
A gasolina de qualidade deve permanecer estável por seis meses se armazenada adequadamente, mas pode degradar com o tempo. A gasolina armazenada por um ano provavelmente poderá ser queimada em um motor de combustão interna sem muitos problemas. No entanto, os efeitos do armazenamento de longo prazo se tornarão mais perceptíveis a cada mês que passa, até que chegue o momento em que a gasolina deve ser diluída com quantidades cada vez maiores de combustível fresco para que a gasolina mais velha possa ser usada. Se não for diluído, ocorrerá operação imprópria e isso pode incluir danos ao motor por falha de ignição ou falta de ação adequada do combustível dentro de um sistema de injeção de combustível e de um computador de bordo tentando compensar (se aplicável ao veículo). A gasolina deve, idealmente, ser armazenada em um recipiente hermético (para evitar oxidação ou mistura de vapor d'água com o gás) que possa suportar a pressão de vapor da gasolina sem ventilação (para evitar a perda das frações mais voláteis) a uma temperatura fria estável (para reduzir o excesso de pressão da expansão do líquido e reduzir a taxa de qualquer reação de decomposição). Quando a gasolina não é armazenada corretamente, podem ocorrer gomas e sólidos, que podem corroer os componentes do sistema e se acumular em superfícies molhadas, resultando em uma condição chamada de "combustível velho". A gasolina contendo etanol está especialmente sujeita à absorção de umidade atmosférica, formando então gomas, sólidos ou duas fases (uma fase de hidrocarboneto flutuando no topo de uma fase de água-álcool).
A presença desses produtos de degradação no tanque de combustível ou nas linhas de combustível, além de um carburador ou componentes de injeção de combustível, dificulta a partida do motor ou reduz o desempenho do motor. Na retomada do uso regular do motor, o acúmulo pode ou não ser eventualmente limpo pelo fluxo de gasolina nova. A adição de um estabilizador de combustível à gasolina pode prolongar a vida útil do combustível que não é ou não pode ser armazenado adequadamente, embora a remoção de todo o combustível de um sistema de combustível seja a única solução real para o problema de armazenamento a longo prazo de um motor ou um máquina ou veículo. Os estabilizadores de combustível típicos são misturas proprietárias contendo aguarrás mineral, álcool isopropílico, 1,2,4-trimetilbenzeno ou outros aditivos. Os estabilizadores de combustível são comumente usados para motores pequenos, como cortadores de grama e motores de tratores, principalmente quando seu uso é esporádico ou sazonal (pouco ou nenhum uso em uma ou mais estações do ano). Os usuários foram aconselhados a manter os recipientes de gasolina mais da metade cheios e devidamente tampados para reduzir a exposição ao ar, evitar o armazenamento em altas temperaturas, ligar o motor por dez minutos para circular o estabilizador por todos os componentes antes do armazenamento e ligar o motor em intervalos para purgar combustível velho do carburador.
Os requisitos de estabilidade da gasolina são definidos pelo padrão ASTM D4814. Esta norma descreve as várias características e requisitos de combustíveis automotivos para uso em uma ampla gama de condições operacionais em veículos terrestres equipados com motores de ignição por centelha.
Conteúdo de energia de combustão
Um motor de combustão interna movido a gasolina obtém energia da combustão dos vários hidrocarbonetos da gasolina com oxigênio do ar ambiente, produzindo dióxido de carbono e água como escape. A combustão do octano, uma espécie representativa, realiza a reação química:
- 2 C8H. H. H.18. + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O
Em peso, a combustão da gasolina libera cerca de 46,7 megajoules por quilograma (13,0 kWh/kg; 21,2 MJ/lb) ou por volume 33,6 megajoules por litro (9,3 kWh/L; 127 MJ/US gal; 121.000 BTU/US gal), citando o poder calorífico inferior. As misturas de gasolina diferem e, portanto, o conteúdo energético real varia de acordo com a estação e o produtor em até 1,75% a mais ou a menos que a média. Em média, cerca de 74 litros (20 US gal) de gasolina estão disponíveis em um barril de petróleo bruto (cerca de 46 por cento em volume), variando com a qualidade do petróleo bruto e o grau da gasolina. O restante são produtos que vão do alcatrão à nafta.
Um combustível de alta octanagem, como o gás liquefeito de petróleo (GLP), tem uma potência geral mais baixa na taxa de compressão típica de 10:1 de um projeto de motor otimizado para gasolina. Um motor ajustado para combustível GLP por meio de taxas de compressão mais altas (normalmente 12:1) melhora a potência. Isso ocorre porque os combustíveis de alta octanagem permitem uma taxa de compressão mais alta sem bater, resultando em uma temperatura mais alta do cilindro, o que melhora a eficiência. Além disso, o aumento da eficiência mecânica é criado por uma taxa de compressão mais alta por meio da taxa de expansão concomitante mais alta no golpe de força, que é de longe o maior efeito. A taxa de expansão mais alta extrai mais trabalho do gás de alta pressão criado pelo processo de combustão. Um motor de ciclo Atkinson usa o tempo dos eventos da válvula para produzir os benefícios de uma alta taxa de expansão sem as desvantagens, principalmente a detonação, de uma alta taxa de compressão. Uma alta taxa de expansão também é uma das duas principais razões para a eficiência dos motores a diesel, juntamente com a eliminação das perdas de bombeamento devido ao estrangulamento do fluxo de ar de admissão.
O menor conteúdo energético do GLP por volume líquido em comparação com a gasolina se deve principalmente à sua menor densidade. Essa densidade mais baixa é uma propriedade do menor peso molecular do propano (componente principal do GLP) em comparação com a mistura da gasolina de vários compostos de hidrocarbonetos com pesos moleculares mais pesados que o propano. Por outro lado, o conteúdo de energia do GLP por peso é maior do que o da gasolina devido a uma proporção maior de hidrogênio para carbono.
Os pesos moleculares das espécies na combustão representativa da octanagem são C8H18 114, O2 32, CO2 44, H2O 18; portanto, um quilograma (2,2 lb) de combustível reage com 3,51 kg (7,7 lb) de oxigênio para produzir 3,09 kg (6,8 lb) de dióxido de carbono e 1,42 kg (3,1 lb) de água.
Taxa de octanagem
Os motores de ignição por centelha são projetados para queimar gasolina em um processo controlado chamado deflagração. No entanto, a mistura não queimada pode se auto-inflamar apenas por pressão e calor, em vez de se inflamar da vela de ignição exatamente no momento certo, causando um rápido aumento de pressão que pode danificar o motor. Isso geralmente é chamado de detonação do motor ou detonação do gás final. A detonação pode ser reduzida aumentando a resistência da gasolina à autoignição, que é expressa por sua octanagem.
O índice de octanagem é medido em relação a uma mistura de 2,2,4-trimetilpentano (um isômero do octano) e n-heptano. Existem diferentes convenções para expressar índices de octanagem, portanto, o mesmo combustível físico pode ter vários índices de octanagem diferentes com base na medida usada. Um dos mais conhecidos é o número de octanas de pesquisa (RON).
O índice de octanas da gasolina típica disponível comercialmente varia de acordo com o país. Na Finlândia, Suécia e Noruega, 95 RON é o padrão para gasolina comum sem chumbo e 98 RON também está disponível como uma opção mais cara.
No Reino Unido, mais de 95 por cento da gasolina vendida tem 95 RON e é comercializada como sem chumbo ou premium sem chumbo. Super sem chumbo, com 97/98 RON e combustíveis de marca de alto desempenho (por exemplo, Shell V-Power, BP Ultimate) com 99 RON compõem o equilíbrio. A gasolina com 102 RON raramente pode estar disponível para fins de corrida.
Nos EUA, as classificações de octanas em combustíveis sem chumbo variam entre 85 e 87 AKI (91–92 RON) para regular, 89–90 AKI (94–95 RON) para grau médio (equivalente ao regular europeu), até 90–94 AKI (95–99 RON) para prêmio (prêmio europeu).
| 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100. | 101 | 102 | |
| Escandinávia | Regular | Premium | ||||||||||
| Reino Unido | Regular | Premium | Super | Alto desempenho | ||||||||
| EUA | Regular | Mid-grade | Premium | |||||||||
Como a maior cidade da África do Sul, Joanesburgo, está localizada no Highveld a 1.753 metros (5.751 pés) acima do nível do mar, a Associação Automobilística da África do Sul recomenda gasolina de 95 octanas em baixa altitude e 93 octanas para use em Joanesburgo porque "Quanto maior a altitude, menor a pressão do ar e menor a necessidade de um combustível de alta octanagem, pois não há ganho real de desempenho".
O índice de octanagem tornou-se importante quando os militares buscaram maior produção para motores de aeronaves no final dos anos 1920 e 1940. Uma classificação de octanagem mais alta permite uma taxa de compressão mais alta ou aumento do supercharger e, portanto, temperaturas e pressões mais altas, que se traduzem em maior potência de saída. Alguns cientistas até previram que uma nação com um bom suprimento de gasolina de alta octanagem teria vantagem em poder aéreo. Em 1943, o motor aeronáutico Rolls-Royce Merlin produzia 980 kilowatts (1.320 hp) usando combustível 100 RON de um deslocamento modesto de 27 litros (7,1 galões americanos). Na época da Operação Overlord, tanto a RAF quanto a USAAF estavam conduzindo algumas operações na Europa usando combustível 150 RON (100/150 avgas), obtido pela adição de 2,5 por cento de anilina a 100 octanas avgas. A essa altura, o Rolls-Royce Merlin 66 estava desenvolvendo 1.500 kilowatts (2.000 hp) usando esse combustível.
Aditivos
Aditivos antidetonantes
Tetraetila Chumbo
A gasolina, quando usada em motores de combustão interna de alta compressão, tende a se inflamar automaticamente ou "detonar" causando batidas prejudiciais no motor (também chamadas de "pinging" ou "pinking"). Para resolver esse problema, o chumbo tetraetila (TEL) foi amplamente adotado como aditivo para a gasolina na década de 1920. Com uma consciência crescente da gravidade da extensão dos danos ambientais e à saúde causados por compostos de chumbo, no entanto, e a incompatibilidade do chumbo com conversores catalíticos, os governos começaram a exigir reduções no chumbo da gasolina.
Nos EUA, a Agência de Proteção Ambiental emitiu regulamentos para reduzir o teor de chumbo da gasolina com chumbo em uma série de fases anuais, programadas para começar em 1973, mas adiadas por apelações judiciais até 1976. Em 1995, o combustível com chumbo representava apenas 0,6 por cento das vendas totais de gasolina e menos de 1.800 toneladas métricas (2.000 toneladas curtas; 1.800 toneladas longas) de chumbo por ano. A partir de 1º de janeiro de 1996, a Lei do Ar Limpo dos EUA proibiu a venda de combustível com chumbo para uso em veículos rodoviários nos EUA. O uso de TEL também exigiu outros aditivos, como o dibromoetano.
Os países europeus começaram a substituir aditivos contendo chumbo no final da década de 1980 e, no final da década de 1990, a gasolina com chumbo foi proibida em toda a União Europeia. Os Emirados Árabes Unidos começaram a mudar para sem chumbo no início dos anos 2000.
A redução no teor médio de chumbo no sangue humano pode ser uma das principais causas da queda nas taxas de crimes violentos em todo o mundo, incluindo a África do Sul. Um estudo encontrou uma correlação entre o uso de gasolina com chumbo e crimes violentos. Outros estudos não encontraram nenhuma correlação.()
Em agosto de 2021, o Programa Ambiental da ONU anunciou que a gasolina com chumbo havia sido erradicada em todo o mundo, sendo a Argélia o último país a esgotar suas reservas. O secretário-geral da ONU, António Guterres, chamou a erradicação da gasolina com chumbo uma "história de sucesso internacional". Ele também acrescentou: "Acabar com o uso de gasolina com chumbo evitará mais de um milhão de mortes prematuras a cada ano por doenças cardíacas, derrames e câncer, e protegerá as crianças cujos QIs são danificados pela exposição ao chumbo". O Greenpeace chamou o anúncio de "o fim de uma era tóxica". No entanto, a gasolina com chumbo continua a ser usada em aplicações aeronáuticas, automobilísticas e off-road. O uso de aditivos com chumbo ainda é permitido em todo o mundo para a formulação de alguns graus de gasolina de aviação, como 100LL, porque a octanagem necessária é difícil de alcançar sem o uso de aditivos com chumbo.
Diferentes aditivos substituíram os compostos de chumbo. Os aditivos mais populares incluem hidrocarbonetos aromáticos, éteres (MTBE e ETBE) e álcoois, mais comumente etanol.
Gasolina de substituição de chumbo
Gasolina de substituição de chumbo (LRP) foi desenvolvida para veículos concebidos para funcionar com combustíveis com chumbo e incompatíveis com combustíveis sem chumbo. Em vez de chumbo tetraetila, ele contém outros metais, como compostos de potássio ou metilciclopentadienil manganês tricarbonil (MMT); estes destinam-se a amortecer válvulas de escape e assentos macios para que não sofram recessão devido ao uso de combustível sem chumbo.
O LRP foi comercializado durante e após a eliminação dos combustíveis com chumbo no Reino Unido, Austrália, África do Sul e alguns outros países. A confusão do consumidor levou a uma preferência equivocada generalizada por LRP em vez de sem chumbo, e o LRP foi eliminado 8 a 10 anos após a introdução do sem chumbo.
A gasolina com chumbo foi retirada da venda na Grã-Bretanha depois de 31 de dezembro de 1999, sete anos depois que os regulamentos da EEC sinalizaram o fim da produção de carros que usam gasolina com chumbo nos estados membros. Nesta fase, uma grande porcentagem de carros da década de 1980 e início de 1990 que funcionavam com gasolina com chumbo ainda estavam em uso, junto com carros que podiam funcionar com combustível sem chumbo. No entanto, o número decrescente de tais carros nas estradas britânicas fez com que muitos postos de gasolina retirassem o LRP da venda em 2003.
MMT
Metilciclopentadienil manganês tricarbonil (MMT) é usado no Canadá e nos EUA para aumentar a taxa de octanagem. Seu uso nos EUA foi restrito por regulamentos, embora atualmente seja permitido. Seu uso na União Européia é restrito pelo Artigo 8a da Diretiva de Qualidade do Combustível após seu teste sob o Protocolo para a avaliação dos efeitos de aditivos metálicos de combustível no desempenho de emissões de veículos.
Estabilizadores de combustível (antioxidantes e desativadores de metais)
Depósitos de resina gomosos e pegajosos resultam da degradação oxidativa da gasolina durante o armazenamento de longo prazo. Esses depósitos nocivos surgem da oxidação de alcenos e outros componentes menores da gasolina (consulte óleos secantes). Melhorias nas técnicas de refinaria geralmente reduziram a suscetibilidade das gasolinas a esses problemas. Anteriormente, as gasolinas craqueadas cataliticamente ou termicamente eram mais suscetíveis à oxidação. A formação de gomas é acelerada pelos sais de cobre, que podem ser neutralizados por aditivos chamados desativadores de metais.
Essa degradação pode ser evitada com a adição de 5 a 100 ppm de antioxidantes, como fenilenodiaminas e outras aminas. Os hidrocarbonetos com um número de bromo de 10 ou superior podem ser protegidos com a combinação de fenóis não impedidos ou parcialmente impedidos e bases de amina fortes solúveis em óleo, como fenóis impedidos. "Desatualizado" a gasolina pode ser detectada por um teste enzimático colorimétrico para peróxidos orgânicos produzidos pela oxidação da gasolina.
As gasolinas também são tratadas com desativadores de metais, que são compostos que sequestram (desativam) sais metálicos que, de outra forma, aceleram a formação de resíduos gomosos. As impurezas metálicas podem surgir do próprio motor ou como contaminantes no combustível.
Detergentes
A gasolina, fornecida na bomba, também contém aditivos para reduzir o acúmulo interno de carbono no motor, melhorar a combustão e facilitar a partida em climas frios. Altos níveis de detergente podem ser encontrados em gasolinas detergentes de primeira linha. A especificação para gasolinas detergentes de primeira linha foi desenvolvida por quatro montadoras: GM, Honda, Toyota e BMW. De acordo com o boletim, o requisito mínimo da EPA dos EUA não é suficiente para manter os motores limpos. Detergentes típicos incluem alquilaminas e alquil fosfatos em um nível de 50-100 ppm.
Etanol
União Europeia
Na UE, 5 por cento de etanol pode ser adicionado dentro da especificação de gasolina comum (EN 228). Estão em andamento discussões para permitir a mistura de 10% de etanol (disponível em postos de gasolina finlandeses, franceses e alemães). Na Finlândia, a maioria dos postos de gasolina vende 95E10, que contém 10% de etanol, e 98E5, que contém 5% de etanol. A maior parte da gasolina vendida na Suécia contém 5 a 15% de etanol adicionado. Três diferentes misturas de etanol são vendidas na Holanda - E5, E10 e hE15. O último deles difere das misturas padrão de etanol-gasolina, pois consiste em 15% de etanol hidratado (isto é, o azeótropo etanol-água) em vez do etanol anidro tradicionalmente usado para misturar com a gasolina.
Brasil
A Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) exige que a gasolina para uso automotivo tenha 27,5% de etanol adicionado em sua composição. O etanol hidratado puro também está disponível como combustível.
Austrália
A legislação exige que os varejistas rotulem os combustíveis que contêm etanol na bomba e limita o uso de etanol a 10% da gasolina na Austrália. Essa gasolina é comumente chamada de E10 pelas principais marcas e é mais barata que a gasolina comum sem chumbo.
EUA
O Padrão de Combustível Renovável (RFS) federal exige efetivamente que refinadores e misturadores misturem biocombustíveis renováveis (principalmente etanol) com gasolina, o suficiente para atender a uma meta anual crescente de total de galões misturados. Embora o mandato não exija uma porcentagem específica de etanol, os aumentos anuais na meta combinados com a queda no consumo de gasolina fizeram com que o teor típico de etanol na gasolina se aproximasse de 10%. A maioria das bombas de combustível exibe um adesivo informando que o combustível pode conter até 10% de etanol, uma disparidade intencional que reflete a variação da porcentagem real. Até o final de 2010, os varejistas de combustível só estavam autorizados a vender combustível contendo até 10% de etanol (E10), e a maioria das garantias de veículos (exceto para veículos de combustível flexível) autorizam combustíveis que não contenham mais de 10% de etanol. Em algumas partes dos EUA, às vezes o etanol é adicionado à gasolina sem uma indicação de que seja um componente.
Índia
Em outubro de 2007, o governo da Índia decidiu tornar obrigatória a mistura de 5% de etanol (com a gasolina). Atualmente, o produto misturado com 10% de etanol (E10) está sendo vendido em várias partes do país. O etanol foi encontrado em pelo menos um estudo para danificar conversores catalíticos.
Corantes
Embora a gasolina seja um líquido naturalmente incolor, muitas gasolinas são tingidas em várias cores para indicar sua composição e usos aceitáveis. Na Austrália, o grau mais baixo de gasolina (RON 91) foi tingido com um leve tom de vermelho/laranja, mas agora tem a mesma cor que o grau médio (RON 95) e alto octanagem (RON 98), que são tingidos de amarelo. Nos Estados Unidos, a gasolina de aviação (avgas) é tingida para identificar sua octanagem e para distingui-la do combustível de aviação à base de querosene, que é incolor. No Canadá, a gasolina para uso marítimo e agrícola é tingida de vermelho e não está sujeita ao imposto de consumo de combustível na maioria das províncias.
Mistura de oxigênio
A mistura de oxigênio adiciona compostos contendo oxigênio, como MTBE, ETBE, TAME, TAEE, etanol e biobutanol. A presença desses oxigenados reduz a quantidade de monóxido de carbono e combustível não queimado no escapamento. Em muitas áreas dos EUA, a mistura de oxigenados é exigida pelos regulamentos da EPA para reduzir a poluição atmosférica e outros poluentes atmosféricos. Por exemplo, no sul da Califórnia, o combustível deve conter 2% de oxigênio por peso, resultando em uma mistura de 5,6% de etanol na gasolina. O combustível resultante é geralmente conhecido como gasolina reformulada (RFG) ou gasolina oxigenada ou, no caso da Califórnia, gasolina reformulada da Califórnia. A exigência federal de que o RFG contenha oxigênio foi descartada em 6 de maio de 2006 porque a indústria havia desenvolvido RFG controlado por VOC que não precisava de oxigênio adicional.
O MTBE foi eliminado gradualmente nos EUA devido à contaminação das águas subterrâneas e aos regulamentos e ações judiciais resultantes. O etanol e, em menor grau, o ETBE derivado do etanol são substitutos comuns. Uma mistura comum de etanol-gasolina de 10 por cento de etanol misturado com gasolina é chamada de gasool ou E10, e uma mistura de etanol-gasolina de 85 por cento de etanol misturado com gasolina é chamada de E85. O uso mais extensivo de etanol ocorre no Brasil, onde o etanol é derivado da cana-de-açúcar. Em 2004, mais de 13 bilhões de litros (3,4×10^9 US gal) de etanol foi produzido nos EUA para uso como combustível, principalmente de milho e vendido como E10. O E85 está lentamente se tornando disponível em grande parte dos Estados Unidos, embora muitas das relativamente poucas estações que vendem E85 não estejam abertas ao público em geral.
O uso de bioetanol e biometanol, direta ou indiretamente pela conversão de etanol em bio-ETBE, ou metanol em bio-MTBE, é incentivado pela Diretiva da União Européia sobre a promoção do uso de biocombustíveis e outros combustíveis renováveis para transporte. Como a produção de bioetanol a partir de açúcares e amidos fermentados envolve destilação, as pessoas comuns em grande parte da Europa não podem fermentar e destilar legalmente seu próprio bioetanol no momento (ao contrário dos EUA, onde obter uma licença de destilação BATF tem sido fácil desde a crise do petróleo de 1973).
Segurança
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Toxicidade
A folha de dados de segurança para uma gasolina sem chumbo texana de 2003 mostra pelo menos 15 produtos químicos perigosos ocorrendo em várias quantidades, incluindo benzeno (até cinco por cento em volume), tolueno (até 35 por cento em volume), naftaleno (até um por cento em volume), trimetilbenzeno (até sete por cento em volume), éter metil terc-butílico (MTBE) (até 18 por cento em volume, em alguns estados) e cerca de 10 outros. Os hidrocarbonetos na gasolina geralmente exibem baixas toxicidades agudas, com LD50 de 700–2700 mg/kg para compostos aromáticos simples. O benzeno e muitos aditivos antidetonantes são cancerígenos.
As pessoas podem ser expostas à gasolina no local de trabalho ao ingeri-la, inalar vapores, contato com a pele e com os olhos. A gasolina é tóxica. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) também designou a gasolina como cancerígena. Contato físico, ingestão ou inalação podem causar problemas de saúde. Como a ingestão de grandes quantidades de gasolina pode causar danos permanentes aos principais órgãos, é indicado ligar para um centro local de controle de intoxicações ou ir ao pronto-socorro.
Ao contrário do equívoco comum, engolir gasolina geralmente não requer tratamento especial de emergência e induzir o vômito não ajuda e pode piorar. De acordo com o especialista em venenos Brad Dahl, "mesmo dois bocados não seriam tão perigosos, desde que descesse até o estômago e permanecesse lá ou continuasse". A Agência de Substâncias Tóxicas e Registro de Doenças do CDC dos EUA diz para não induzir o vômito, lavar ou administrar carvão ativado.
Inalação para intoxicação
O vapor de gasolina inalado (soprado) é um intoxicante comum. Os usuários concentram e inalam o vapor da gasolina de maneira não pretendida pelo fabricante para produzir euforia e intoxicação. A inalação de gasolina tornou-se epidêmica em algumas comunidades mais pobres e grupos indígenas na Austrália, Canadá, Nova Zelândia e algumas ilhas do Pacífico. Acredita-se que a prática cause danos graves aos órgãos, juntamente com outros efeitos, como deficiência intelectual e vários tipos de câncer.
No Canadá, as crianças nativas da comunidade isolada de Davis Inlet, no norte de Labrador, foram o foco da preocupação nacional em 1993, quando muitas estavam cheirando gasolina. Os governos canadense e provincial de Terra Nova e Labrador intervieram em várias ocasiões, enviando muitas crianças para tratamento. Apesar de ter sido transferido para a nova comunidade de Natuashish em 2002, os sérios problemas de abuso de inalantes continuaram. Problemas semelhantes foram relatados em Sheshatshiu em 2000 e também na Primeira Nação de Pikangikum. Em 2012, o assunto voltou a ser destaque na mídia no Canadá.
A Austrália há muito enfrenta um problema de inalação de petróleo (gasolina) em comunidades aborígines isoladas e empobrecidas. Embora algumas fontes argumentem que o cheiro foi introduzido por militares dos EUA estacionados no Top End do país durante a Segunda Guerra Mundial ou por meio de experimentação por trabalhadores da serraria da Península de Cobourg na década de 1940, outras fontes afirmam que o abuso de inalantes (como a inalação de cola) surgiu na Austrália no final dos anos 1960. Inalação crônica e pesada de gasolina parece ocorrer entre comunidades indígenas remotas e empobrecidas, onde o fácil acesso à gasolina ajudou a torná-la uma substância comum para abuso.
Na Austrália, o cheiro de gasolina agora ocorre amplamente em comunidades aborígines remotas no Território do Norte, Austrália Ocidental, partes do norte do Sul da Austrália e Queensland. O número de pessoas que cheiram gasolina aumenta e diminui com o tempo, à medida que os jovens experimentam ou cheiram ocasionalmente. "Boss", ou crônicos, sniffers podem entrar e sair das comunidades; muitas vezes são responsáveis por encorajar os jovens a fazê-lo. Em 2005, o governo da Austrália e a BP Australia começaram a usar o combustível Opal em áreas remotas propensas ao cheiro de gasolina. Opala é um combustível não cheiroso (que tem muito menos probabilidade de causar moca) e tem feito diferença em algumas comunidades indígenas.
Inflamabilidade
A gasolina é extremamente inflamável devido ao seu baixo ponto de fulgor de −23 °C (−9 °F). Como outros hidrocarbonetos, a gasolina queima em uma faixa limitada de sua fase de vapor e, juntamente com sua volatilidade, torna os vazamentos altamente perigosos quando fontes de ignição estão presentes. A gasolina tem um limite explosivo inferior de 1,4 por cento em volume e um limite explosivo superior de 7,6 por cento. Se a concentração estiver abaixo de 1,4 por cento, a mistura ar-gasolina é muito pobre e não inflama. Se a concentração estiver acima de 7,6 por cento, a mistura é muito rica e também não inflama. No entanto, o vapor da gasolina rapidamente se mistura e se espalha com o ar, tornando a gasolina irrestrita rapidamente inflamável.
Escape de gasolina
Os gases de escape gerados pela queima da gasolina são prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana. Depois que o CO é inalado no corpo humano, ele se combina prontamente com a hemoglobina no sangue e sua afinidade é 300 vezes maior que a do oxigênio. Portanto, a hemoglobina nos pulmões se combina com CO em vez de oxigênio, fazendo com que o corpo humano fique hipóxico, causando dores de cabeça, tonturas, vômitos e outros sintomas de envenenamento. Em casos graves, pode levar à morte. Os hidrocarbonetos só afetam o corpo humano quando sua concentração é bastante alta e seu nível de toxicidade depende da composição química. Os hidrocarbonetos produzidos pela combustão incompleta incluem alcanos, aromáticos e aldeídos. Entre eles, uma concentração de metano e etano acima de 35 g/m3 (0,035 oz/cu ft) causará perda de consciência ou sufocamento, uma concentração de pentano e hexano acima de 45 g/m3 (0,045 oz/cu ft) terá um efeito anestésico e os hidrocarbonetos aromáticos terão efeitos mais graves na saúde, toxicidade sanguínea, neurotoxicidade e câncer. Se a concentração de benzeno exceder 40 ppm, pode causar leucemia, e o xileno pode causar dor de cabeça, tontura, náusea e vômito. A exposição humana a grandes quantidades de aldeídos pode causar irritação ocular, náusea e tontura. Além dos efeitos cancerígenos, a exposição prolongada pode causar danos à pele, fígado, rins e catarata. Após o NOx entrar nos alvéolos, ele tem um efeito estimulante severo no tecido pulmonar. Pode irritar a conjuntiva dos olhos, causar lacrimejamento e causar olhos rosados. Também tem um efeito estimulante no nariz, faringe, garganta e outros órgãos. Pode causar sibilos agudos, dificuldades respiratórias, olhos vermelhos, dor de garganta e tonturas causando envenenamento.
Impacto ambiental
Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da economia de veículos automotores, a produção e o uso de veículos automotores aumentaram dramaticamente, e a poluição pelo escapamento de veículos automotores para o meio ambiente tornou-se cada vez mais grave. A poluição do ar em muitas grandes cidades mudou da poluição causada pela queima de carvão para a "poluição dos veículos motorizados". Nos EUA, o transporte é a maior fonte de emissões de carbono, respondendo por 30% da pegada de carbono total dos EUA. A combustão de gasolina produz 2,35 kg por litro (19,6 lb/US gal) de dióxido de carbono, um gás de efeito estufa.
A gasolina não queimada e a evaporação do tanque, quando na atmosfera, reagem à luz do sol para produzir poluição fotoquímica. A pressão de vapor aumenta inicialmente com alguma adição de etanol à gasolina, mas o aumento é maior em 10 por cento em volume. Em concentrações mais altas de etanol acima de 10 por cento, a pressão de vapor da mistura começa a diminuir. Com 10 por cento de etanol por volume, o aumento da pressão de vapor pode potencialmente aumentar o problema de poluição fotoquímica. Esse aumento na pressão de vapor pode ser mitigado aumentando ou diminuindo a porcentagem de etanol na mistura à gasolina. Os principais riscos de tais vazamentos não vêm de veículos, mas de acidentes com caminhões de entrega de gasolina e vazamentos de tanques de armazenamento. Devido a esse risco, a maioria dos tanques de armazenamento (subterrâneos) agora possui medidas abrangentes para detectar e prevenir tais vazamentos, como sistemas de monitoramento (Veeder-Root, Franklin Fueling).
A produção de gasolina consome 1,5 litro por quilômetro (0,63 gal/mi) de água por distância percorrida.
O uso da gasolina causa uma variedade de efeitos deletérios à população humana e ao clima em geral. Os danos impostos incluem uma taxa mais alta de morte prematura e doenças, como asma, causadas pela poluição do ar, maiores custos de saúde para o público em geral, diminuição do rendimento das colheitas, faltas ao trabalho e à escola devido a doenças, aumento das inundações e outros eventos climáticos extremos ligados à mudança climática global e outros custos sociais. Os custos impostos à sociedade e ao planeta são estimados em US$ 3,80 por galão de gasolina, além do preço pago na bomba pelo usuário. Os danos à saúde e ao clima causados por um veículo movido a gasolina superam em muito os causados por veículos elétricos.
Dióxido de carbono
Cerca de 2,353 quilos por litro (19,64 lb/US gal) de dióxido de carbono (CO2) são produzidos a partir da queima de gasolina que não contém etanol. A maior parte da gasolina no varejo agora vendida nos EUA contém cerca de 10% de etanol combustível (ou E10) em volume. A queima de E10 produz cerca de 2,119 kg por litro (17,68 lb/US gal) de CO2 que é emitido a partir do conteúdo de combustível fóssil. Se as emissões de CO2 da combustão do etanol forem consideradas, cerca de 2,271 kg por litro (18,95 lb/US gal) de CO2 são produzidos quando o E10 é queimado.
No mundo todo, 7 litros de gasolina são queimados a cada 100 km percorridos por carros e vans. Apesar do aumento das vendas de carros elétricos e da queda das vendas de carros a gasolina, os carros a gasolina vendidos tendem a ser maiores e mais pesados quanto mais SUVs, portanto, a combustão da gasolina e as emissões de dióxido de carbono por km não caíram significativamente.
Também a Agência Internacional de Energia disse em 2021 que: "Para garantir que os padrões de economia de combustível e emissões de CO2 sejam eficazes, os governos devem continuar os esforços regulatórios para monitorar e reduzir a lacuna entre a economia de combustível no mundo real e o desempenho nominal.& #34;
Contaminação do solo e da água
A gasolina entra no ambiente através do solo, águas subterrâneas, águas superficiais e ar. Portanto, os humanos podem ser expostos à gasolina por meio de métodos como respirar, comer e contato com a pele. Por exemplo, usar equipamentos abastecidos com gasolina, como cortadores de grama, beber água contaminada com gasolina perto de derramamentos ou vazamentos de gasolina no solo, trabalhar em um posto de gasolina, inalar gás volátil da gasolina ao reabastecer em um posto de gasolina é a maneira mais fácil de ser exposto à gasolina.
Uso e preço
A Agência Internacional de Energia disse em 2021 que "os combustíveis rodoviários devem ser tributados a uma taxa que reflita seu impacto na saúde das pessoas e no clima".
Europa
Os países da Europa impõem impostos substancialmente mais altos sobre combustíveis como a gasolina quando comparados aos EUA. O preço da gasolina na Europa é normalmente mais alto do que nos EUA devido a essa diferença.
EUA
De 1998 a 2004, o preço da gasolina oscilou entre US$ 0,26 e US$ 0,53 por litro (US$ 1 e US$ 2/US$ galão). Depois de 2004, o preço aumentou até que o preço médio da gasolina atingiu US$ 1,09 por litro (US$ 4,11/US gal) em meados de 2008, mas caiu para aproximadamente US$ 0,69 por litro (US$ 2,60/US gal) em setembro de 2009. Os EUA experimentaram uma recuperação nos preços da gasolina até 2011 e, em 1º de março de 2012, a média nacional era de US$ 0,99 por litro (US$ 3,74/US gal). Os preços da Califórnia são mais altos porque o governo da Califórnia exige fórmulas e impostos exclusivos da gasolina da Califórnia.
Nos EUA, a maioria dos bens de consumo tem preços antes dos impostos, mas os preços da gasolina são publicados com impostos incluídos. Os impostos são adicionados pelos governos federal, estadual e local. Em 2009, o imposto federal era de US$ 0,049 por litro (US$ 0,184/US gal) para gasolina e US$ 0,064 por litro (US$ 0,244/US gal) para diesel (excluindo diesel vermelho).
Cerca de nove por cento de toda a gasolina vendida nos Estados Unidos em maio de 2009 era de qualidade premium, de acordo com a Energy Information Administration. A revista Consumer Reports diz: "Se [o manual do proprietário] disser para usar combustível comum, use - não há vantagem em um grau superior." A Associated Press disse que a gasolina premium - que tem uma classificação de octanagem mais alta e custa mais por galão do que a sem chumbo comum - deve ser usada apenas se o fabricante disser que é "obrigatória". Carros com motores turboalimentados e altas taxas de compressão geralmente especificam gasolina premium porque os combustíveis de alta octanagem reduzem a incidência de "batida" ou pré-detonação do combustível. O preço da gasolina varia consideravelmente entre os meses de verão e inverno.
Existe uma diferença considerável entre o óleo de verão e o óleo de inverno na pressão de vapor da gasolina (Reid Vapor Pressure, RVP), que é uma medida da facilidade com que o combustível evapora a uma determinada temperatura. Quanto maior a volatilidade da gasolina (maior o RVP), mais fácil é evaporar. A conversão entre os dois combustíveis ocorre duas vezes ao ano, uma no outono (mistura de inverno) e outra na primavera (mistura de verão). O combustível misturado no inverno tem um RVP mais alto porque o combustível deve ser capaz de evaporar em baixa temperatura para que o motor funcione normalmente. Se o RVP estiver muito baixo em um dia frio, será difícil dar a partida no veículo; no entanto, a gasolina misturada no verão tem um RVP mais baixo. Evita a evaporação excessiva quando a temperatura externa aumenta, reduz as emissões de ozônio e reduz os níveis de poluição. Ao mesmo tempo, o bloqueio de vapor é menos provável de ocorrer em clima quente.
Produção de gasolina por país
| Pais | Produção de gasolina | |||
|---|---|---|---|---|
| Barris (milhares) | m3 (milhares) | Não.3 (milhares) | KL | |
| EUA. | 8,921 | 1,418.3 | 50,090 | 1,418.3 |
| China | 2.578 | 409. | 14,470 | 409. |
| Japão | 920 | 146 | 5,200 | 146 |
| Rússia | 910 | 145 | 5,100 | 145 |
| Índia | 755 | 120.0 | 4,240 | 120.0 |
| Canadá | 671 | 106.7 | 3,770 | 106.7 |
| Brasil | 533 | 84.7 | 2,990 | 84.7 |
| Alemanha | 465 | 73.9 | 2,610 | 73.9 |
| Arábia Saudita | 441 | 70.1 | 2,480 | 70.1 |
| México | 407 | 64.7 | 2,290 | 64.7 |
| Coreia do Sul | 397 | 6.1. | 2,230 | 6.1. |
| Irão | 382 | 60.7 | 2,140 | 60.7 |
| Reino Unido | 364 | 57.9 | 2,040 | 57.9 |
| Itália | 343 | 54,5 | 1,930 | 54,5 |
| Venezuela Venezuela | 277 | 44.0 | 1.560 | 44.0 |
| França | 265 | 4/2.2 | 1,490 | 4/2.2 |
| Singapura | 249 | 39.6 | 1.400 | 39.6 |
| Austrália | 241 | 38.3 | 1.350 | 38.3 |
| Indonésia | 230 | 37 | 1,300 | 37 |
| Taiwan | 174 | 237 | 980 | 237 |
| Tailândia | 170 | 27 | 950 | 27 |
| Espanha | 169 | 26.9 | 950 | 26.9 |
| Países Baixos | 148 | Países Baixos | 830 | Países Baixos |
| África do Sul | 135 | 21.5 | 760 | 21.5 |
| Argentina | 122 | 19.4 | 680 | 19.4 |
| Suécia | 112 | 17.8 | 630 | 17.8 |
| Grécia | 108 | 17.2 | 610 | 17.2 |
| Bélgica | 105 | 16,7 | 590 | 16,7 |
| Malásia | 103 | 16.4 | 580 | 16.4 |
| Finlândia | 100. | 16. | 560 | 16. |
| Bielorrússia | 92 | 14.6 | 520 | 14.6 |
| Turquia | 92 | 14.6 | 520 | 14.6 |
| Colômbia | 85 | 13.5 | 480 | 13.5 |
| Polónia | 83 | 13.2 | 470 | 13.2 |
| Noruega | 77 | 12.2 | 430 | 12.2 |
| Cazaquistão | 71 | 11.3 | 400 | 11.3 |
| Argélia | 70 | 11 | 390 | 11 |
| Roménia | 70 | 11 | 390 | 11 |
| Omã | 69 | 11.0 | 390 | 11.0 |
| Egito | 66 | 10. | 370 | 10. |
| Emirados Árabes Unidos | 66 | 10. | 370 | 10. |
| Chile | 65 | 10.3 | 360. | 10.3 |
| Turcomenistão | 61 | 9,7 | 340 | 9,7 |
| Kuwait | 57 | 9.1 | 320 | 9.1 |
| Iraque | 56 | 8.9 | 310 | 8.9 |
| Vietname | 52 | 8.3 | 290 | 8.3 |
| Lituânia | 49 | 7.8 | 280 | 7.8 |
| Dinamarca | 48 | 7.6 | 270 | 7.6 |
| Catar | 46. | 7.3 | 260 | 7.3 |
Comparação com outros combustíveis
Abaixo está uma tabela da densidade de energia (por volume) e energia específica (por massa) de vários combustíveis de transporte em comparação com a gasolina. Nas linhas com bruto e líquido, eles são do Livro de dados de energia de transporte do Oak Ridge National Laboratory.
| Tipo de combustível | Densidade energética | Energia específica | ! | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bruto | Rede | Bruto | Rede | ||||||
| MJ/L | BTU / U.S. gal | MJ/L | BTU / U.S. gal | MJ/kg | BTU/lb | MJ/kg | BTU/lb | ||
| gasolina convencional | 3. | 125.000 | 32.2 | 115,400 | 44.4 | 19,100 | 41.1 | 17.700 | 91–98 |
| Autogas (LPG) | 2,8 | 9.000. | 46. | 20.000 | 108 | ||||
| Etanol | 2,2 | 7.000. | 11 de Setembro | 75.700 | 2,8 | 11.500 | 26.7 | 11.500 | 108.7 |
| Etanol | 17.9 | 64,000 | 15.8 | 56.600 | 22.6 | 9.700 | 199. | 8,600 | 123 |
| Butanol | 29.2 | 105.000 | 36. | 15.700 | 91–99 | ||||
| Gasolina | 11. | 11.000 | 31.3. | 112,400 | 93–94 | ||||
| Diesel | 38.6 | 13. | 35.9 | 128.700 | 45.4 | 19.500 | 42.2 | 18,100 | 25 |
| Biodiesel | 33.3–35.7 | 119,000–128,000 | 32.6 | 117,100 | |||||
| Avgas (alta gasolina octana) | 3,3 | 120.000 | 31 | 11.000 | 4,8 | 20,100 | 43.3 | 18.600 | |
| Combustível a jato (baseado em xrosene) | 35.1 | 126. | 43.8 | 18,800 | |||||
| Combustível a jato (nafta) | 35.5 | 127.500 | 3,3 | 118,700 | |||||
| Gás natural liquefeito | 25.3 | 91,000 | 55 | 24. | |||||
| Gás liquefeito do petróleo | 25.4 | 91,300 | 23.3 | 83.500. | 4.1. | 19,800 | 42.3 | 18,200 | |
| Hidrogénio | 10.1 | 36.000. | 0,036 | 130 | 142 | 61.000 | 0,506 | 218 | |
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