http://educacao.uol.com.br/quimica/explosoes-acidentais.jhtm
Alguns materiais podem causar acidentes
sérios
Júlio C. de Carvalho*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação
Todos os anos, dezenas de pessoas morrem em explosões acidentais, causadas por material composto de
partículas que, em mistura com o ar, podem queimar rapidamente - e com efeitos dramáticos. Materiais que,
em geral, não se imagina que podem explodir: farinha de trigo, açúcar, fibras de algodão... Apesar dos efeitos
deletérios dessas explosões, é interessante entender como esses acidentes podem ocorrer - inclusive para
evitá-los.
O que é uma explosão?
Antes de discutir como um pó pode explodir, vale lembrar que uma explosão não é necessariamente uma
combustão, mas qualquer processo que gere um volume de gases relativamente grande em um espaço limitado
e em um curto intervalo de tempo.
Por causa da quantidade de gás e da rapidez, a pressão gerada traduz-se em uma onda de choque. A
velocidade de propagação da onda de choque é o que diferencia uma combustão simples de uma deflagração
(quando a chama se propaga em uma velocidade inferior à do som) e de uma detonação (quando a chama se
propaga a uma velocidade superior à do som).
Explosivos que deflagram (como a pólvora) não são capazes de causar grande estrago, a não ser quando
confinados; já os que detonam (como o TNT), geram gases tão rápido que são perigosos mesmo quando em
espaços abertos.
Curiosamente, a energia contida nos materiais explosivos não influencia diretamente a força da explosão: o que
importa mesmo é a velocidade do processo.
Alguns números
A energia liberada em algumas explosões é menor que a contida em muitos combustíveis. Veja só: a queima de
100 g de pólvora gera mais ou menos 57 g de sólidos e 43 g de gases a cerca de 1000oC, ou seja, um volume
de cerca de 150 L de gás, em um tempo da ordem de 50 milissegundos. No entanto, a energia liberada é de
275 kJ.
Em comparação, a mesma quantidade de algodão e ar libera 3 vezes mais energia, porém a uma velocidade
muito mais baixa. Em geral...
Do que depende a velocidade de combustão?
Combustões são reações complexas que levam a diferentes misturas de produtos, dependendo das proporções
entre reagentes e condições de reação. No entanto, ainda valem os conhecidos "fatores que afetam velocidades
de reação", como condições do reagente (por exemplo, se está seco ou ligeiramente úmido), temperatura, a
concentração e a área de contato.
Quanto maior a área de contato, maior é a facilidade de combustão. E é aí que se explica como um pó pode
queimar tão rápido a ponto de explodir: a área de contato das partículas com o ar pode ser muito grande,
dependendo de quão pequenas sejam as partículas.
Então, está explicado...
Pós são materiais formados por partículas de meio milímetro (500 µm) ou menos. Enquanto um bloco de
madeira de 1 cm, por exemplo, apresenta uma área de 6 cm2, o mesmo bloco reduzido a pó apresenta mais de
120 cm2 de área!
Já aconteceram explosões por causa de poeira acumulada em sistemas de exaustão de indústrias que
trabalham com material sólido combustível, como madeira, farinha, açúcar, tecidos, etc., além das funestas
explosões em minas de carvão (em que há também hidrocarbonetos).
Geralmente, a primeira explosão é pequena, mas a sua onda de choque "levanta a poeira" eventualmente
acumulada por perto e dá origem a uma série de outras explosões, que são suficientemente violentas para
causar resultados catastróficos - matando funcionários e destruindo fábricas.
No entanto, a explosão inicial só ocorre se houver pó disperso e se houver uma fonte inicial de combustão, de
forma que não é difícil prevenir acidentes.
*Júlio C. de Carvalho é engenheiro químico e professor do curso de Engenharia de Bioprocessos e
Biotecnologia da UFPR
http://www.wattpad.com/83820-ve%C3%ADculo-roda-movido-a-p%C3%B3-de-caf%C3%A9reciclado
Veículo roda movido a pó de café reciclado
Em tempos de crise do petróleo, todos estão procurando alternativas para que seus veículos rodem. Há várias alternativas
como combustíveis de mamona, milho, hidrogênio e até energia solar e elétrica. Porém, um inventor foi mais criativo e
apresentou um caminhão completamente movido à pó de café.
O funcionamento do "Cafe Racer" (que na verdade é uma picape GMC 1975) se dá através de um gerador de gás de madeira também conhecido como gás de síntese ou gasógeno. Entretanto, ao invés de utilizar madeira ou carvão vegetal como
combustível, o Cafe Racer utiliza pó de café já processado.
No gerador, o pó de café é queimado, produzindo gás combustível. Isso é possível porque o gerador de gás de madeira pode
"gaseificar" quase qualquer tipo de coisa, noticiou o site Gas 2.0. O processo de gaseificação utiliza calor e uma quantidade
controlada de oxigênio para converter biomassa em vapor inflamável. No caso do Cafe Racer, também pode ser utilizado
serragem, pneus velhos e até mesmo lixo comum.
Essa tecnologia foi muito popular no Brasil nos anos 40 durante a Segunda Guerra Mundial. Com o racionamento de
combustíveis derivados do petróleo, o uso dos geradores de gás de síntese - conhecidos popularmente por gasogênio - foi a
saída criativa que os brasileiros encontraram para a crise. Na época, além de madeira e carvão, era comum o uso de dejetos
de animais de fazenda, bastante comuns então, sendo o país majoritariamente rural.
Há diversos sites brasileiros que explicam a tecnologia usada e trazem histórias desse período, como o Carro Antigo, o 4x4
Brasil e a versão em português da Wikipedia.
Qualquer motor a explosão, seja a gasolina ou álcool, pode ser adaptado para rodar com gás de síntese. A adaptação é
praticamente igual á dos atuais automóveis movidos a Gás Natural Veicular. De acordo com a versão inglesa da Wikipédia,
esse processo é "uma importante e familiar tecnologia do século 19", mas que pode se tornar atual novamente com o preço
dos combustíveis batendo recordes de aumento e com a crise dos alimentos criando barreiras para a expansão dos
biocombustíveis.
Os geradores de gás de madeira podem ser utilizados também para aquecimento, cozinha e produção elétrica.
Magnet
http://forum.hardmob.com.br/showthread.php?p=7537618
Visualmente, o protótipo que dirigi no sul da França, de uma pequena empresa chamada MDI, não tem muita graça. É um
monovolume com um jeitão de furgão de entregas e equipado com um pequeno motor de 800 cm3 de 25 cv. Até aí, nada de
mais. Só que esse carro não é movido a gasolina, álcool, eletricidade ou hidrogênio. Seu "combustível" é o mais abundante,
barato e limpo possível: ar. Isso mesmo, tudo o que movimenta suas rodas é ar comprimido, só que injetado no motor a uma
pressão de 300 bars - para se ter uma idéia, um cilindro de GNV trabalha com 200 bars.
Esse conceito inovador é obra de um engenheiro francês, Guy Nègre, que trabalhou na Renault e teve uma obscura passagem
pela F-1 nos anos 80 pela pequena AGS, na qual correram o brasileiro Roberto Pupo Moreno e o italiano Ivan Capelli. Aliás, sua
inspiração veio daí. Como a partida do motor dos F-1 era feita com ar comprimido, ele decidiu aplicar a idéia num carro de rua.
Ele se debruçou no projeto, criou a MDI e chegou ao primeiro protótipo. "Comecei a trabalhar no sistema no começo dos anos
90 e desde então houve muitos progressos", disse ele em seu escritório, antes de partirmos para o test-drive.
Nègre explica que o reabastecimento é bem simples: basta um compressor desses usados em posto de gasolina e, após três
minutos, o veículo está de tanque cheio. Depois, entro no carro e me acomodo no único banco no interior. O engenheiro da
MDI que me acompanha abre uma válvula, do lado do banco. É ela que libera o ar comprimido, que acionará o motor. Depois
aciono a chave na ignição. Primeiro ouço os "pfffffffffffffs" por conta da pressão sendo liberada para o motor, um chiado que
lembra aquele som característico da válvula de alívio de carro turbinado, acompanhado por um ruído de motor de automóvel
antigo, tipo "pop, pop, pop", barulhento que só ele.
A troca de marchas é feita no volante, através de botões. O da direita sobe, o da esquerda reduz. Em alguns minutos, com o
câmbio em quarta (e última marcha), cheguei a 60 km/h por falta de espaço, mas Nègre jura que pode atingir 110 km/h. É
preciso esticar as marchas um pouco mais do que num modelo a gasolina, e a retomada é mais lenta. Lembra até o
comportamento de um veículo elétrico: demora um pouco para reagir ao acelerador, mas, quando embala, ele vai embora.
Desconfiado, logo após a avaliação, aproximo o nariz do escapamento em busca de vestígios de cheiro de gasolina ou gás. Não
sinto nenhum odor estranho. De lá só sai ar.
Como não me deixaram andar em vias públicas, dirigi só no pátio da MDI, instalada na cidade de Carros, perto de Nice. Por isso
não pude conferir seu ânimo em subidas nem a automonia estimada em 130 quilômetros com cilindros de 200 litros. Mas
durante o test-drive a minivan rodou por uns 70 minutos sem perder o fôlego. Dentro era possível ver os cilindros (que nos
outros carros da MDI ficam escondidos no assoalho), que são feitos de fibra de carbono, por ser mais resistente e leve que o
aço. Aliás, para funcionar, o peso é o ponto crucial do projeto: são só 350 kg.
Com a baixa autonomia e o motor de 25 cv, o carro a ar não vai longe mesmo. Por isso ele foi projetado para uso urbano. Para
melhorar o rendimento, Nègre criou uma versão aperfeiçoada, que funciona com ar e combustível líquido. Vale gasolina,
querosene, álcool e diesel - claro que o segredo não é revelado. No motor misto, a potência sobe para 35 cv e a autonomia,
para 300 quilômetros. Tudo na teoria, pois esse motor híbrido ainda não foi mostrado publicamente. Nègre conta que, como a
queima do combustível ocorreria na parte mais externa do motor, o rendimento é melhor e sem fumaça. "Além de poluir bem
menos, ele ainda usa óleo de cozinha para lubrificar o motor", diz Nègre. "Mais ecologicamente correto do que isso será
impossível."
Parece maluquice, não? Mas o carro a ar já atraiu para si a atenção de gente como o milionário indiano Ratan Tata, que acaba
de surpreender o mundo com o Nano, um compacto que será vendido na Índia a 2 500 dólares. Hoje Tata é o maior parceiro
de Nègre, talvez como um antídoto para quem o acusa de massificar a venda de automóveis poluentes. "Discutimos durante 31
meses, entramos em acordo e agora ele detém o direito de fabricar carros com motor a ar comprimido para o mercado
indiano."
Franquia mundial
Antes que alguém desconfie das palavras de Nègre, a própria Tata confirma a informação. Segundo seu diretor-gerente, Ravi
Kant, em dois anos a empresa pretende produzir um carro com a versão de motor híbrido. Na verdade, Tata foi mais que um
investidor: ele salvou a MDI de falência certa com uma injeção milionária - especula-se que de 23 milhões de euros. Nègre jura
que tem mais de 20 interessados firmes em replicar seu projeto, já que seu plano megalomaníaco prevê que o carro a ar será
vendido globalmente num tipo de franquia, por 500 licenciados. "O anúncio do interesse de Tata bem na época em que ele
venceu o sarcasmo com o Nano aumentou muito o número de interessados."
Seu projeto prevê um modelo ultrabásico com carroceria de plástico, esculpida no monobloco. "O que queremos é dar
mobilidade a quem quer pagar pouco e não faz questão de luxo." E ainda há a vantagem do gasto quase zero ao rodar só com
ar. Ele calcula que, se fosse vendido hoje na França, o carro custaria 2 800 euros (7 000 reais), isso com incentivos do governo
para veículos menos poluentes. É pouco, considerando que seria o mesmo que uma moto de 125 cm3.
Como protótipo, o carro a ar mostrou que funciona. Resta saber se a idéia dará certo quando chegar à linha de montagem.
Para qualquer um interessado em economizar, será bom demais para ser verdade ter um desses na garagem. Se for um
sucesso, o hoje desacreditado Nègre poderá ser considerado um gênio do automóvel. Se der errado, será mais um entre os
muitos aventureiros que passaram pela história em todos os tempos e acabaram quase esquecidos.
A FORÇA DO VENTO
1. A válvula de aquecimento A regula a passagem do ar que vem dos tanques B . Aquecido, o ar se expande e ajuda a
aumentar pressão, dando início ao movimento do cilindro menor C .
2. O cilindro menor desce e gira o virabrequim D , que começa a mover também o cilindro maior E . Enquanto isso, o ar vai
sendo injetado nas duas câmaras.
3. O cilindro menor começa a subir e comprime ainda mais o ar na segunda câmara, o que faz o cilindro maior continuar a
descer.
4. Quando o cilindro menor está chegando ao ponto mais alto, o maior sobe rapidamente e expulsa todo o ar pelo escape F ,
reiniciando o ciclo. No motor de uso híbrido (ar e combustível líquido), o sistema tem a ajuda de queima de um terceiro cilindro
G , que fica no alto do cilindro de ar maior.
Para ajudar a vender a idéia do carro a ar nos Estados Unidos, a MDI preparou para o Salão de Nova York, em março, um
carro-conceito, chamado OneCATs: um conversível verde com carroceria monobloco de fibra (foto). "Aparecer bem em Nova
York é uma oportunidade imperdível para conquistar clientes e fazer propaganda do nosso projeto", diz Guy Nègre
http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070925043258AA5wv5u
Gás de água ou gás azul.
É o gás obtido quando se passa vapor de água sobre carvão incandescente, produzindo a
redução do H2O pelo C:
H2O + C ---> CO + H2
Essa equdação dá teoricamente um gás de composição volumétrica de 50% de CO e
50% de H2, reação esta que é favorecida por temperaturas mais elevadas. Na prática a
composição do gás difere um pouco.
Em temp. inferiores têm lugar também as reações:
C + 2H2O --> CO2 + 2H2.
O gás se dilui tambem c/ nitrogênio, de modo que o poder calorífico teórico do gás = ~
2.800 Kcal/Nm3, se reduz.
Como a reação geradora do gás é endotérmica, resulta ser necessário fornecer energia p/
sua realização. A fonte de calor pode ser exterior, mas classicamente o calor requerido é
obtido pela operação dom gaseificador em fases alternadas, ou seja, num processo
cíclico; a saber: fase de injeção de ar p/ aquecer o combustível (~ 1450 graus C),
produzindo gás pobre, e em seguida a fase de injeção de vapor, quando se dá a
fabricação propriamente dita do gás - resfriado o fogo até cerca de 1.000 C. A reação
endotérmica realiza-se às expensas do calor acumulado no leito durane a primeira fase.
Quando a temperatura deste abaixa, interrompe-se a injeção de vapor e começa n
ovamente a injeção de ar.
Uma composição característica de gás proveniente de coque É:
CO2 = 4,7 %; CO = 41 % - H2 = 49% - CH4 = 0,8% - N2 = 4,5% - PCI = 2.568
kcal/Nm3.
O gás se denomina gás azul devido a cor azul de sua chama.
Tem uma apostila da ABM = Assoc. Brasileira de Metalurgia e Materiais : Sistema de
Energia na Siderurgia, de 1984, pág. 218, curso Combustíveis Sólidos, Gasosos e
Conceitos Básicos de Combustão.
Nesse livro tem um esquema. Eu o desenhei no power point mas não consegui colá-lo
aqui.
No desenho tem a ilustração da fabricação do gás, o ciclo e fases do ar, purga, fase de
vapor, etc.
Fases: a) fase do ar ou sopro - com a válvula da chaminá aberta. Temp. sobe até ~1450
C.
b) Purga - Introduz-se vapor pela base com a válvula da chaminá aberta - alguns
seguundos.
c) fase do vapor ou fabricação - a válvula da chaminá se mantém fachada. Injeta-se
vapor inicialmente na base, de modo que este percorre o leito no sentido ascendente por alguns minutos. Em seguida faz-se a irversão do sentido do vapor p/ igualar a
temperatura segundo um prcurso descendente. A temp. baixa até ~1000 C. O sentido é
invertido de novo durante algunssegundos para a purga dos gases inflamáveis, antes da
fase do ar seguinte.
Espero ter ajudado! Com o esquema seria melhor.