Diesel is een veel gebruikte brandstof, maar bij de verbranding komen kankerverwekkende en schadelijke stoffen vrij in het milieu
Afbeelding: Itaro
Wat is diesel
Diesel is een brandstof die wordt gebruikt bij het weg- en zeetransport van passagiers en vracht. In Brazilië is het gebruik van dieselmotoren in lichte voertuigen sinds 1976 bij wet verboden, en wordt het in het land tegenwoordig alleen gebruikt in vrachtwagens, bussen en 4 × 4-tractievoertuigen (waaronder middelgrote pick-ups, SUV's en cross-overs ).
Diesel is een olie die is afgeleid van aardolie. In zijn samenstelling zijn er atomen van koolstof, waterstof en, in lagere concentraties, zwavel, stikstof en zuurstof. Diesel is dichter (heeft een grotere koolwaterstofketen) en minder vluchtig dan andere componenten van olie, zoals benzine, wat de scheiding door destillatie vergemakkelijkt.
Begrijp hoe diesel wordt gescheiden van olie in deze korte video.
Bij het verbrandingsproces stoten dieselmotoren gassen en deeltjes uit die de luchtkwaliteit verminderen. Deze emissies zijn geclassificeerd als kankerverwekkend voor de mens door het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (Iarc), gelieerd aan de VN. Het bureau concludeerde dat hoge blootstelling aan dieselemissies longkanker veroorzaakt.
Omdat het een grotere koolwaterstofketen heeft, heeft diesel een hogere calorische waarde (het genereert meer warmte bij verbranding). Dit maakt voertuigen die brandstof gebruiken zuiniger, dat wil zeggen dat ze minder brandstof verbruiken per afgelegde kilometer. Dit garandeert echter niet dat het de lucht minder zal vervuilen.
In dieselmotoren zijn lucht- en brandstofmengsels minder homogeen dan in benzine. Diesel is een minder vluchtige brandstof en de motor heeft de eigenschap dat hij door spontane ontbranding loopt - beide eigenschappen maken het moeilijk om te mengen. Dit betekent dat er bij dieselmotoren, om een volledige verbranding te garanderen, overtollige lucht in de verbrandingskamer moet zijn. Bij afwezigheid van deze overmaat worden door onvolledige verbranding roet, koolmonoxide (CO) en koolwaterstoffen (HC) uitgestoten, en deze motor vervuilt het milieu zeven keer meer dan benzine.
De gegenereerde gassen
De uitstoot van dieselmotoren bestaat uit gassen, dampen en fijnstof. De samenstellende gassen en dampen zijn onder meer kooldioxide, koolmonoxide, stikstofoxiden, stikstofdioxide, zwaveloxiden en verschillende koolwaterstoffen - waarvan sommige vluchtige organische stoffen zijn. Deze luchtverontreinigende stoffen kunnen nog steeds met elkaar in wisselwerking staan of fotolyse ondergaan, waarbij ze secundaire verontreinigende stoffen vormen, zoals ozon, peroxyacetylnitraten, onder andere.
Volgens een studie is meer dan 95% van de vaste deeltjes afkomstig van de uitlaatgassen van dieselmotoren kleiner dan 1 kubieke micrometer (μm³ - het miljoenste deel van een kubieke meter), wat het inademen en doordringen in de longen vergemakkelijkt. Elementaire koolstof (een deeltjesvormig materiaal) genereert het zwarte roet uit de onderstaande foto.
Inhaleerbare fijnstofmaterialen en ozon zijn gevaarlijke stoffen die in grote steden over de hele wereld respectievelijk 40% en 80% van de dieselverbranding van het wagenpark uitmaken.
NOx is een van de verbindingen die in hogere concentraties door dieselmotoren worden uitgestoten. Uit tunnelonderzoek blijkt dat deze motoren vijf keer meer NOx produceren dan benzinevoertuigen en dat vrachtwagens verantwoordelijk zijn voor de meeste uitstoot van fijnstof.
Ook de zwavelconcentratie in diesel baart zorgen. Volgens een studie zal als de zwavelconcentratie in de brandstof hoog is, ook de uitstoot van vervuilende gassen hoog zijn, vooral die van zwaveldioxide (SO2) en zwavelzuur (SO3), die schade toebrengen aan de menselijke gezondheid. Reeds in contact met luchtvochtigheid vormt SO2 zwavelzuur (H2SO4), dat aanzienlijk bijdraagt aan de vorming van zure regen, bodem en water kan verzuren en de ontwikkeling van kleine algen en insecten kan belemmeren.
Gezondheids risico's
SOx en NOx tasten de luchtwegen aan en veroorzaken kortdurende astma-aanvallen en irritatie van de luchtwegen, en langdurige cardiovasculaire en luchtwegaandoeningen. CO vermindert de zuurstoftransportcapaciteit in het bloed en deeltjesvormige materialen veroorzaken ademhalingsallergieën, evenals het transporteren van andere verontreinigende stoffen, zoals zware metalen en kankerverwekkende organische verbindingen.
In 2002 bracht de United States Environmental Protection Agency (EPA) een rapport uit waarin werd gewaarschuwd voor de risico's van langdurige blootstelling aan dieseloliedampen. Volgens het rapport kan langdurige inademing van deze deeltjesvormige materialen, evenals zwavel- en stikstofoxiden, kanker veroorzaken bij mensen. In 2013 concludeerde Iarc dat de uitstoot van dieselmotoren longkanker veroorzaakt, en waarschijnlijk ook blaaskanker.
Volgens Paulo Saldiva, een onderzoeker aan het Laboratorium voor Atmosferische Verontreiniging aan de Faculteit Geneeskunde van de Universiteit van São Paulo (FM-USP), zijn van de verontreinigende stoffen de meest schadelijke deeltjesvormige materialen. Volgens de onderzoeker hopen deze deeltjes zich op in de longblaasjes, verergeren ze luchtwegaandoeningen en komen ze in de bloedbaan terecht, wat andere organen kan aantasten. In de stad São Paulo bijvoorbeeld wordt geschat dat voor elke toename van 10 microgram per kubieke meter (µg / m³) in de concentratie van inhaleerbaar fijnstof in de lucht (rook, roet, etc.) er een toename is van 1,5 % ziekenhuisopnames voor ischemische hartziekte bij ouderen en meer dan 4% voor longziekten bij kinderen en ouderen.
Emissiecontrole
Er zijn enkele maatregelen genomen door de publieke sector om de uitstoot van deze vervuilende stoffen in de atmosfeer te verminderen. Onder hen kunnen we de Environmental Vehicle Inspection en het Air Pollution Control Program noemen.
Milieu-voertuiginspectie
De Milieu-voertuiginspectie is opgericht met als doel de uitstoot van verontreinigende stoffen door auto's te monitoren. Tijdens de inspectie worden tests uitgevoerd op het uitlaatsysteem om de niveaus van gassen, verontreinigende stoffen en geluid te controleren. Het is aan de staten en gemeenten om de inspectie uit te voeren.
Programma ter beheersing van luchtverontreiniging (Proconve)
In 1986 creëerde de National Environment Council (Conama) het Air Pollution Control Program for Motor Vehicles (Proconve) met als doel atmosferische verontreiniging door mobiele bronnen (motorvoertuigen) te verminderen en te beheersen. Vervolgens werden deadlines, maximale emissiegrenswaarden en technologische vereisten vastgesteld voor binnenlandse en geïmporteerde voertuigen.
Technologische vooruitgang
Er zijn verschillende technologieën ontwikkeld om de productie van vervuilende gassen door auto's te minimaliseren. Ze werken samen om brandstof schoner te maken en om motoren met een lage uitstoot te maken. Enkele van de bestaande verdienen het om benadrukt te worden:
Fijnstofkatalysatoren en filters
Deze technologieën zijn ontstaan om uitlaatgassen te behandelen en / of vast te houden. De katalysator is samengesteld uit twee chemische stoffen (palladium en molybdeen), die reageren met de gassen en ze omzetten in waterdamp, kooldioxide en stikstof (niet-giftige gassen). Er zijn verschillende soorten katalysatoren. Het deeltjesfilter heeft de functie van het filteren van een deel van de gassen die worden gegenereerd bij de verbranding in de motor. Volgens de wet moeten alle auto's sinds 1983 een katalysator hebben. Er rijden echter nog steeds dieselvoertuigen (zoals bussen en vrachtwagens) zonder goede katalysatoren, vanwege de hoge leeftijd van de vloot.
Directe injectie
Met deze technologie kan de brandstof rechtstreeks in de verbrandingskamer worden geïnjecteerd. Zo is de menging tussen lucht en brandstof minder en wordt de wachttijd in het inlaatspruitstuk overgeslagen. Bij dit type motor wordt brandstof met minder lucht in het heetste deel van de verbrandingskamer geïnjecteerd. De manier waarop de brandstof zich in de kamer verspreidt, zorgt voor een meer regelmatige en volledige verbranding.
Deze mogelijkheid van directe injectie, voor dieselmotoren, bestaat al sinds de jaren 50. Voorheen was er alleen indirecte injectie, waarbij sprake was van een verbrandingsvoorkamer. Deze voorkamer is ontworpen om ervoor te zorgen dat het mengsel tussen brandstof en perslucht op de juiste manier plaatsvindt.
Directe injectie verhoogt de motorprestaties en verlaagt het brandstofverbruik. In de dieselmotor kan het echter meer NOx produceren als bijproduct van de reactie. Sommige autofabrikanten hebben geprobeerd dit probleem op te lossen door maatregelen zoals de productie van specifieke katalysatoren, recirculatie van uitlaatgassen, naast andere maatregelen, die de prijs van de motor duurder maken.
In het geval van de Volkswagen-fraude - de bevestiging dat het bedrijf vervuilende gasemissietests van dieselmotoren vervalste - die openbaar werd gemaakt, lag de uitstoot van stikstofoxide tussen de 10 en 40 keer hoger dan de limiet die werd vastgesteld door de Milieu (EPA), en de eerste 11 miljoen bevestigde auto's met de frauduleuze software op een 2,0-liter turbodieselmotor met directe injectie.
Diesel met laag zwavelgehalte
In 2012 dwongen milieuwetgeving en Proconve 07 de start van het proces van het maken en gebruiken van diesel met een laag zwavelgehalte in zijn samenstelling, diesel S10 en S50 - met respectievelijk 10 delen per miljoen (ppm) en 50 ppm zwavel - in het land. In 20 jaar tijd is diesel in Brazilië van een samenstelling van 13 duizend ppm naar de huidige 10 ppm gegaan. Dit, samen met motortechnologieën, zorgt ervoor dat de emissieniveaus vergelijkbaar zijn met die in Europa.
Een lagere zwavelconcentratie in de brandstof vermindert de uitstoot van zwaveloxiden en helpt ook om de uitstoot van andere vervuilende stoffen, zoals NOx en fijnstof, te verminderen. Dit komt doordat het zwaveltrioxide dat bij het verbrandingsproces ontstaat, in combinatie met water zwavelzuur kan vormen. Dit zuur tast metalen onderdelen van de motor aan. Met andere woorden, zwavel tast motoronderdelen aan, zoals de katalysator, met als gevolg een verlies aan efficiëntie in deze apparatuur.
Het initiatief om het zwavelgehalte te verlagen is zeer goed, maar de vloot moet wel vernieuwd worden (bij oude motoren treedt het verwachte effect niet op), en, zoals eerder vermeld, moet er gekeurd worden. Lees meer over de S10- en S50-diesel in Brazilië.
