Determinação de hidrocarbonetos (C4-C12) no escapamento de veículos flex

Abstract

In order to control vehicle emission, the Environment National Council (CONAMA) created the Air Pollution Control Program for Motor Vehicles (PROCONVE), establishing the first emission limits for some of the main air pollutants for light-duty vehicles. Among these pollutants, hydrocarbons (HC) stand out, mainly for their ability to form tropospheric ozone in photo-oxidation reactions. This work aimed to develop a methodology for the determination of HC in exhaust emissions from flexible-fuel vehicles in Brazil, which represent more than 90% of light-duty vehicles fleet, using well-established methods such as TO-15, developed by the United States Environmental Protection Agency (US EPA). The HC sampling was performed with standardized vehicle tests using reference fuels (gasoline, E22, and hydrated ethanol, E100) and involved three vehicles (PROCONVE L4, L5 and L6). The samples were collected in electropolished stainless steel canisters during the three phases of the procedure according to ABNT NBR 6601. The analysis was carried out using a thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry system. Quantification was executed using a standard reference HC mixture. Using gasoline, E22, the average weighted emission values were 38.69, 19.32 and 5.57 mg km-1 for PROCONVE L4, L5 and L6 vehicles, respectively. The values of ozone-forming potential (OFP) were found in the range of 8.81 141.49 mg km-1, while the weighted values of specific MIR were in the range of 2.58 3.35. For the tests with hydrated ethanol, E100, the presence of HC in the C4-C12 range was reported, among them aromatic HC. However, the fraction corresponding to these compounds was insignificant (at most 2.6%) and their contribution to the values of specific MIR and OFP is negligible, making it impossible to obtain representative values. The data obtained in the speciation of HC can be used in further technical discussions involving tropospheric ozone formation processes.Com o intuito de controlar as emissões veiculares, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) criou o Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE), estabelecendo os primeiros limites de emissão de alguns poluentes atmosféricos para os veículos leves. Dentre estes poluentes, os hidrocarbonetos (HC) têm destaque, principalmente pela sua capacidade de formar ozônio troposférico em reações de foto-oxidação. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a determinação de HC nas emissões de escapamento de veículos flex no Brasil, que representam mais de 90% dos veículos leves, a partir de métodos já bem estabelecidos, como o TO-15, desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (do inglês United States Environmental Protection Agency, US EPA). A coleta de HC foi feita mediante ensaios veiculares padronizados com combustíveis de referência (gasolina E22 e etanol hidratado E100), envolvendo três veículos de fases distintas do PROCONVE (L4, L5 e L6) e seguindo o procedimento descrito pela norma ABNT NBR 6601. As amostras foram coletadas nas três fases do ensaio em canisters (botijões) de aço inox eletropolido. As análises foram realizadas em um sistema de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas e com pré-concentração por dessorção térmica, e a quantificação foi executada por meio da utilização de padrões gasosos certificados. Para os ensaios com gasolina E22, os valores médios de emissão ponderada foram 38,69, 19,32 e 5,57 mg km-1 para os veículos PROCONVE L4, L5 e L6, respectivamente. Os valores de potencial formador de ozônio (do inglês ozoneforming potential, OFP) foram encontrados na faixa de 8,81 141,49 mg km-1, enquanto os valores ponderados de MIR específico se situaram no intervalo de 2,58 3,35. Para os ensaios com etanol hidratado E100, foi reportada a presença de HC na faixa C4-C12, dentre os quais HC aromáticos. Entretanto, a fração correspondente a estes compostos foi insignificante (no máximo 2,6%) e sua contribuição para os valores de MIR específico e de OFP é desprezível, impossibilitando a obtenção de valores representativos. Os dados obtidos na especiação dos HC emitidos podem ser usados em discussões técnicas envolvendo processos de formação de ozônio troposférico