Combustão

A queima de combustíveis (como madeira, gás natural, petróleo ou carvão) vem sendo utilizada há centenas de anos pela humanidade para produzir energia térmica. Queimamos gás butano para cozinhar, gasolina para mover os carros, carvão para produzir energia elétrica. Em todos esses processos, a combustão é utilizada para gerar calor a partir de uma reação química exotérmica de oxidação do combustível.

Essa reação pode ser observada na figura abaixo:

O combustível pode ser o gás, a gasolina, a madeira ou o carvão. O comburente pode ser o gás oxigênio do ar; e a energia de ativação pode ser uma faísca. Os gases gerados são o H₂O, CO₂, CO, NO₂, SO₂ e outros.

Os resíduos sólidos são as cinzas e os componentes de metais pesados. Somente a presença do combustível e do comburente não garante o início do processo de combustão. É necessário que se dê um mínimo de energia térmica para iniciar a reação. A energia de ativação é a energia necessária para iniciar o processo de combustão. Uma vez iniciada a reação, ela termina quando acabar o combustível.

Alguns resultados da combustão são:

- a produção de muita energia em forma de calor, que é aproveitada de diversas maneiras, como o simples aquecimento de ambientes, a geração de energia termoelétrica e o funcionamento de motores de carros.

- o consumo do combustível. Quando usamos combustíveis de fontes não renováveis, como o petróleo, ou seus derivados, estamos queimando uma substância que a natureza levou centenas de milhares de anos para fabricar, e cujas reservas são finitas. Por isso, com o passar do tempo, a tendência é que essas reservas se esgotem ou que seja muito difícil extraí-las de forma barata.

- outro resultado da queima de combustíveis orgânicos é o aumento da poluição atmosférica. Gases como o SO, SO₂, NO, NO₂ e NO₃ combinam-se com o vapor de água presente na atmosfera, resultando em ácido sulfúrico e ácido nítrico, que retornam para a superfície da Terra em forma de chuva ácida. Outros gases como o CO e CO₂, liberados na atmosfera, contribuem para o efeito estufa, que pode ocasionar o aumento da temperatura média do planeta.

O estudo termodinâmico nos permite utilizar, de forma racional, os combustíveis naturais que podemos extrair da natureza. Além de otimizar o processo de queima, podemos diminuir a poluição atmosférica, reaproveitar ao máximo os resíduos sólidos e construir máquinas cada vez mais eficientes.

Atualmente, muito esforço está sendo feito para utilizar fontes renováveis de energia, como a energia solar e combustíveis alternativos, como o álcool e o hidrogênio.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física