Veículos a combustão funcionam, geralmente, por meio de explosões. Uma mistura de ar e combustível em uma câmara sofre uma descarga elétrica por uma vela, entrando em combustão e movendo o pistão. É esse o princípio básico dos motores utilizados em veículos de combustão, seja esse combustível o GNV, a gasolina, o etanol, diesel, ou outros combustíveis inflamáveis.
Entretanto, lidar com combustíveis pode ser, muitas vezes, um grande problema. Acidentes com veículos, caminhões tanque e postos de combustíveis são bastante frequentes, infelizmente. Com isso, há um grande risco no transporte e armazenagem dos combustíveis. Faíscas próximas, eletricidade estática ou até mesmo um objeto quente o suficiente podem inflamar acidentalmente um reservatório de combustível.
Um grande desafio para cientistas e engenheiros é, portanto, criar soluções para mitigar acidentes semelhantes.
Agora, um grupo de engenheiros químicos da Universidade da Califórnia em Riverside (UC Riverside), nos EUA, desenvolveram um combustível que se inflama apenas com a passagem de uma corrente elétrica. O novo combustível é, portanto, à prova de chamas, e um incêndio acidental, por exemplo, por uma lona de freio de um caminhão que superaqueceu não geraria um grande incêndio.
A descrição do artigo foi publicada em um artigo no periódico JACS (Journal of the American Chemical Society).
Queima acidental de um combustível
As queimas acidentais dos combustíveis ocorrem com o vapor. Não só as queimas acidentais, na verdade. O vapor é utilizado para o processo de combustão, e não o líquido que pega fogo, como muitos acreditam.
“O combustível que normalmente usamos não é muito seguro. Ele evapora e pode inflamar, e é difícil parar isso”, disse em um comunicado da UC Riverside Yujie Wang, estudante de doutorado em engenharia química pela universidade que realizou a descoberta. “É muito mais fácil controlar a inflamabilidade do nosso combustível e impedi-lo de queimar quando removemos a tensão”, explica o engenheiro, que é coautor do estudo.
Portanto, os cientistas e engenheiros perceberam que se você tiver um combustível que não gera vapor, você pode ter um combustível à prova de chamas.
“Se você joga um fósforo em uma poça de gasolina no chão, é o vapor do gás que está queimando. Você pode sentir o cheiro desse vapor e instantaneamente sabe que ele é volátil”, disse o autor principal do artigo, o estudante de doutorado Prithwish Biswas. “Se você pode controlar o vapor, você pode controlar se o combustível queima”.
À prova de fogo
Assim, os pesquisadores chegaram a uma base: um líquido iônico que é, na verdade, um sal liquefeito.
É semelhante ao sal que usamos para dar sabor aos alimentos, que é o cloreto de sódio”, disse Wang no comunicado da UCR. “O que usamos para este projeto tem um ponto de fusão menor do que o sal de cozinha, baixa pressão de vapor e é orgânico.”
Os pesquisadores trocaram o cloro da fórmula do líquido iônico de cloro para perclorato. Utilizando um isqueiro, eles tentaram ver se o combustível queimaria. Como resultado, o líquido não inflamou em resposta ao isqueiro.
“A temperatura de um isqueiro normal é alta o suficiente e, se fosse queimar, teria”, explica Wang.
Em um outro teste, eles injetaram uma corrente elétrica no combustível, e uma chama se formou.
“Uma vez que desligamos a corrente, a chama desapareceu, e pudemos repetir esse processo várias vezes – aplicando tensão, vendo fumaça, acendendo a fumaça para que ela queimasse, depois desligando-a”, diz Wang. “Estávamos entusiasmados em encontrar um sistema que pudéssemos iniciar e parar muito rapidamente”.
Além de controlar se o líquido queimaria ou não, os pesquisadores conseguiram, de acordo com a tensão aplicada, controlar o tamanho das chamas.
“Você pode medir a combustão dessa maneira, e cortar a tensão funciona como um interruptor de homem morto – um recurso de segurança que desliga automaticamente uma máquina se o operador ficar incapacitado”, explica Michael Zachariah, professor de engenharia química da UCR e autor correspondente do artigo.
Um ponto interessante é que ele poderia ser misturado a um combustível convencional e manter suas propriedades.
Aplicabilidade
Os desenvolvedores do novo combustível ainda não sabem como um motor reagiria a ele. Então, testes de corrosão, eficiência, custo de produção e possibilidades de comercialização precisam ser realizados para o combustível.
