Hoje descobri porque é que o chumbo costumava ser adicionado à gasolina.
“Tetraethyl lead” era usado nos primeiros modelos de automóveis para ajudar a reduzir o bater do motor, aumentar a octanagem, e ajudar com o desgaste das sedes de válvulas dentro do motor. Devido a preocupações sobre a poluição do ar e os riscos para a saúde, este tipo de gasolina foi lentamente eliminado a partir dos finais dos anos 70 e totalmente proibido em todos os veículos rodoviários nos EUA em 1995.
Para uma explicação mais detalhada da razão pela qual o chumbo costumava ser adicionado à gasolina, é necessário compreender um pouco mais sobre a gasolina e quais as propriedades que a tornam um bom material de combustão nos motores dos automóveis. A própria gasolina é um produto de petróleo bruto que é feito de átomos de carbono unidos em cadeias de carbono. O comprimento diferente das cadeias cria combustíveis diferentes. Por exemplo, o metano tem um átomo de carbono, o propano tem três, e o octano tem oito átomos de carbono encadeados. Estas cadeias têm características que se comportam de forma diferente em várias circunstâncias; características como o ponto de ebulição e a temperatura de ignição, por exemplo, podem variar muito entre elas. Como o combustível é comprimido no cilindro de um motor, ele aquece. Caso o combustível atinja a sua temperatura de ignição durante a compressão, ele auto-inflamará no momento errado. Isto causa perda de potência e danos no motor. Combustíveis como o heptano (que tem 7 átomos de carbono acorrentados) podem entrar em ignição sob muito pouca compressão. Octano, contudo, tende a lidar extremamente bem com a compressão.
Quanto maior for a compressão nos cilindros que o motor de um automóvel pode produzir, maior é a potência que pode retirar de cada golpe do pistão. Isto faz com que seja necessário ter combustíveis que possam suportar uma maior compressão sem auto-inflamação. Quanto maior for a octanagem, mais compressão o combustível pode aguentar. Uma octanagem de 87 significa que o combustível é uma mistura de 87% de octano e 13% de heptano, ou qualquer mistura de combustíveis ou aditivos que tenham o mesmo desempenho de 87/13.
Em 1919, a Dayton Metal Products Co. fundiu-se com a General Motors. Formaram uma divisão de investigação que se propôs a resolver dois problemas: a necessidade de motores de alta compressão e o fornecimento insuficiente de combustível que os abasteceria. Em 9 de Dezembro de 1921, químicos liderados por Charles F. Kettering e os seus assistentes Thomas Midgley e T.A. Boyd adicionaram o chumbo Tetraethyl ao combustível de um motor de laboratório. O baque sempre presente, causado pela auto-ignição do combustível a ser comprimido para além da sua temperatura de ignição, foi completamente silenciado. Na altura, a maioria dos automóveis foi sujeita a esta batida do motor, pelo que a equipa de investigação ficou muito contente. Com o passar do tempo, outros fabricantes descobriram que ao adicionar chumbo ao combustível poderiam melhorar significativamente a octanagem do gás. Isto permitiu-lhes produzir graus de combustível muito mais baratos e ainda manter a necessária octanagem que o motor de um automóvel necessitava.
Outro benefício que se tornou conhecido ao longo do tempo foi que o chumbo Tetraethyl evitava que as sedes das válvulas se desgastassem prematuramente. As válvulas de escape, nos primeiros modelos de automóveis, que estavam sujeitas a pancadas do motor tendiam a obter micro-soldaduras que se desmanchavam ao abrir. Isto resultou em sedes de válvulas rugosas e falha prematura. O chumbo ajudou à ignição do combustível apenas quando apropriado no curso de potência, ajudando assim a eliminar o desgaste das válvulas de escape.
p>Os problemas com o chumbo tetraetilo eram conhecidos mesmo antes das grandes companhias petrolíferas começarem a utilizá-lo. Em 1922, enquanto os planos para a produção de gasolina com chumbo estavam a começar, Thomas Midgley recebeu uma carta de Charles Klaus, um cientista alemão, declarando sobre o chumbo, “é um veneno rastejante e malicioso” e avisando que tinha matado um colega cientista. Isto não pareceu incomodar Midley, que ele próprio foi envenenado com chumbo durante a fase de planeamento. Enquanto se recuperava em Miami, Midgley escreveu a um engenheiro da indústria petrolífera que o envenenamento público era “quase impossível, uma vez que ninguém vai ficar repetidamente com as mãos cobertas de gasolina contendo chumbo…”. Outra oposição ao chumbo veio de um director de laboratório do Serviço de Saúde Pública (uma parte do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA) que escreveu ao assistente do cirurgião geral declarando que o chumbo era uma “séria ameaça à saúde pública”.
Apesar dos avisos, a produção de gasolina com chumbo começou em 1923. Não demorou muito tempo para que os trabalhadores começassem a sucumbir ao envenenamento com chumbo. Na fábrica da DuPont em Deepwater New Jersey, os trabalhadores começaram a cair como dominós. Um operário morreu no Outono de 1923. Três morreram no Verão de 1924 e mais quatro no Inverno de 1925. Apesar disto, a controvérsia pública só começou quando cinco trabalhadores morreram e quarenta e quatro foram hospitalizados em Outubro de 1924 na fábrica Standard Oils em Bayway NJ.
O Serviço de Saúde Pública realizou uma conferência em 1925 para abordar o problema da gasolina com chumbo. Como seria de esperar, Kettering testemunhou a utilização do chumbo, afirmando que as companhias petrolíferas podiam produzir combustíveis alcoólicos que tinham os benefícios que o chumbo proporcionava, mas que os volumes necessários para abastecer uma sociedade em crescimento com fome de combustível não podiam ser satisfeitos. Alice Hamilton da Universidade de Harvard contra-argumentou os proponentes da gasolina com chumbo e testemunhou que este tipo de combustível era perigoso para as pessoas e para o ambiente. No final, o Serviço de Saúde Pública permitiu que a gasolina com chumbo permanecesse no mercado.
Em 1974, após os perigos ambientais terem começado a tornar-se esmagadoramente visíveis, a EPA (Agência de Protecção Ambiental) anunciou uma eliminação progressiva do teor de chumbo na gasolina. Uma forma de os fabricantes cumprirem estas e outras normas de emissão foi utilizar conversores catalíticos. Os conversores catalíticos utilizam uma reacção química para alterar poluentes, como monóxido de carbono e outros hidrocarbonetos nocivos, para dióxido de carbono, azoto e água. O chumbo tetraetilo tenderia a entupir estes conversores, tornando-os inoperacionais. Assim, a gasolina sem chumbo tornou-se o combustível de eleição para qualquer automóvel com um conversor catalítico.
Os requisitos da EPA, mecanismos de controlo de emissões nos automóveis, e o advento de outras alternativas de aumento da octanagem soletraram o fim da utilização generalizada de gasolina com chumbo. Os fabricantes depressa descobriram que os automóveis já não podiam manusear tal combustível; a tolerância do público aos riscos ambientais e sanitários não o permitia; e tornou-se proibitivo em termos de custos continuar a produzi-lo. A 1 de Janeiro de 1996, a Lei do Ar Limpo proibiu completamente o uso de combustível com chumbo para qualquer veículo rodoviário. Caso se verifique que possui gasolina com chumbo no seu carro, pode ser sujeito a uma multa de $10.000.
Isto ainda não se livrou completamente da gasolina com chumbo. Ainda é permitida a sua utilização em veículos todo-o-terreno, aviões, carros de corrida, equipamento agrícola, e motores marítimos, nos Estados Unidos.
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Bonus Facts:
- Desde a proibição da gasolina com chumbo para a maioria dos usos nos Estados Unidos, o nível médio de chumbo no sangue dos americanos diminuiu em mais de 75%. Isto é particularmente significativo, pois os efeitos negativos do chumbo quando introduzido no corpo humano são de grande alcance, extremamente severos, e potencialmente permanentes. A meia-vida do chumbo no corpo é também bastante longa semanas no sangue, meses nos tecidos moles e anos nos ossos. Além disso, ao contrário de muitos outros venenos, de acordo com os Centros de Controlo e Prevenção de Doenças, “Não foi identificado nenhum nível seguro de chumbo no sangue”
- Em 1988, a Agência para as Substâncias Tóxicas e Registo de Doenças apresentou ao Congresso um relatório sobre envenenamento por chumbo infantil na América. Concluía que todos os anos, de 1970 a 1987, à medida que a EPA estava a eliminar progressivamente o chumbo na gasolina, 2 milhões de crianças por ano tinham os seus níveis de chumbo no sangue reduzidos para níveis abaixo dos tóxicos. O relatório estimou que, entre 1927-1987, um total de 68 milhões de crianças tiveram uma exposição tóxica ao chumbo proveniente da gasolina com chumbo.
- O tratamento para o envenenamento por chumbo consiste no tratamento dos sintomas e na utilização de ácido Dimercaptosuccínico, que é um composto organo-sulfúrico, ou Dimercaprol, também conhecido como anti-Lewisite britânico.
- A 27 de Outubro de 2011, o Programa das Nações Unidas para o Ambiente anunciou que o uso global de gasolina com chumbo seria erradicado até 2013. O uso de gasolina com chumbo ainda é permitido em 6 nações. Estas nações são o Afeganistão, Argélia, Iraque, Coreia do Norte, Myanmar e Iémen. A ONU está a ajudar essas nações numa eliminação gradual do seu uso.
Em 1985, a EPA estimou que mais de 5.000 americanos morriam anualmente de doenças cardíacas causadas por envenenamento por chumbo.
li>Desde que o chumbo é um metal pesado natural, ao contrário dos carcinogéneos como pesticidas, óleos residuais e materiais radioactivos, não se decomporá com o tempo. Não vaporiza nem desaparece.li>Já porque parece saudável não significa que não tenha níveis elevados de chumbo no seu sangue. Os sinais e sintomas geralmente não se apresentam até que a acumulação de chumbo tenha atingido quantidades perigosas. Estes sinais e sintomas incluem: Tensão arterial elevada, diminuição do funcionamento mental, dor, dormência e formigueiro das extremidades, fraqueza muscular, dor de cabeça, dor abdominal, perda de memória, perturbações do humor, contagem reduzida de esperma, espermatozóides anormais, e aborto espontâneo ou parto prematuro em mulheres grávidas.