A QUÍMICA DO gÁs de cozinha
O gás de cozinha é usado em praticamente todas as residências metropolitanas. Mas como a Química torna seu uso tão popular?
Por Carlos Vinícius Pinto dos Santos
Figura 1 - Botijão de gás de uso doméstico
Gás de Botijão
O gás de cozinha em botijão é chamado de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP). Esse derivado do petróleo é composto por gases à temperatura ambiente, mas que são facilmente transformados em líquidos sob pressão. Os botijões possuem pressão interna de 6 a 8 vezes a atmosférica para torná-los líquidos. Possui como composição média2 31,76% de butenos, 30,47% de propeno, 23,33% de butanos, 14,34% de propano, 0,3% de etano e 0,07% de pentanos.
Figura 2 - Composição média do GLP (Gás Liquefeito de Petróleo)
A mistura gasosa tem quase o dobro da densidade do ar1, sendo o butano sozinho quase três vezes mais denso, de modo que, se ocorrer um vazamento a tendência é que haja acúmulo de gás próximo ao chão. Isso é especialmente perigoso se o acúmulo não for percebido, pois dessa forma, o butano expulsa o ar respirável daquela região, podendo causar asfixia e levar à morte. Naturalmente, o acúmulo também pode gerar uma explosão caso alguma fonte de ignição seja acionada.
Para maiores detalhes confira Combustão.
Tanto o propano quanto obutano são inodoros e incolores. A única forma de perceber rapidamente o vazamento é adicionar um marcador olfativo. O marcador mais utilizado é o etanotiol, já que o olfato humano é capaz de perceber uma parte em outras 2,8 bilhões partes de ar. A adição de etanotiol não afeta as propriedades do GLP.
O uso dos gases para queima no fogão depende da evaporação do líquido pressurizado. Para isso é necessário um volume “vazio” (na verdade há vapores em equilíbrio com o líquido) que permita a expansão do gás, podendo também ser chamado de volume morto. Os botijões costumam ser cheios até 85% de sua capacidade, reservando os 15% restantes para expansão. A taxa de evaporação é maior à medida que a superfície de contato entre o líquido e as paredes do botijão é maior. Assim, no botijão cheio, a taxa de evaporação é muito maior que num botijão com um quarto da capacidade inicial.
Figura 3 - Diferenças de área de contato entre botijão cheio e vazio
O uso do GLP é muito difundido nas residências, mas também é utilizado no comércio como combustível e como gás propelente em aerossol2.
Gás Encanado
Figura 4 - Tubulação de gás encanado
O Gás Natural (GN) é oferecido nas residências encanado sob pressão (até 4 vezes a atmosférica3,5). A composição aproximada do GN4 é de 88,81% de metano (mínimo de 70% e podendo chegar a 95%), 8,41% de etano, 0,55% de propanos, 1,62% de nitrogênio atmosférico e 0,6% de gás carbônico.
Figura 5 - Composição média do GN (Gás Natural)
Devido às propriedades do GN, a compressão para revenda (como se faz com o GLP) é economicamente inviável. Portanto, a comercialização sempre se dá por gasodutos. O GN, a exemplo do GLP, também é inodoro, incolor e tem o etanotiol como marcador olfativo, mas é mais leve que o ar. Portanto, em um vazamento, não há acúmulo de gás no ambiente. Os aparelhos que utilizam GN residencial possuem dois sistemas: o primário, de distribuição, que opera com alta pressão da linha (1,5 atm5) e o secundário, de uso do queimador, que opera na pressão de utilização final (0,05 atm).
Outro uso muito comum do GN, devidamente especificado para o fim, é em combustão interna de veículos, passando a se chamar Gás Natural Veicular (GNV).
GLP x GN
O GN, para uso no fogão, tem custo de instalação maior que o uso de GLP. Porém, se houver outros aparelhos alimentados por GN, como aquecedor de chuveiro, o investimento passa a ser mais atrativo. Outra vantagem é que o gás será fornecido de acordo com a demanda, desde que o pagamento esteja em dia, diferentemente do GLP em que é necessário a troca do botijão vazio pelo reserva, se houver.
Em termos de segurança, o GN é absolutamente seguro. Um vazamento de GN é preocupante apenas em ambiente confinado, enquanto que o vazamento de GLP pode ser perigoso em ambiente com pouca ventilação. A probabilidade de vazamento perigoso, em ambos os casos, costuma ser baixa.
Quanto ao poder calorifico, que é a quantidade de energia produzida pela queima do gás, o GLP leva vantagem. O GLP possui poder calorífico de 11.500 Kcal/Kg (14.375 Kcal/m3), enquanto o GN possui 9.400 Kcal/m3 5. Isso quer dizer, em teoria, que a mesma quantidade de água ferveria antes com o uso do GLP, exigindo um consumo menor.
De modo geral, o GLP é mais indicado para pequenos e médios consumidores, sejam domésticos ou comerciais. O poder calorífico maior e menor custo de instalação compensam a segurança pouco menor e a logística da troca de recipientes.
O GN é indicado para consumo relativamente alto que justifique a instalação, ou ainda pela conveniência de outros aparelhos funcionando, ou prestes a funcionar, a gás. Substituir o chuveiro elétrico pelo chuveiro a gás gera economia, que pode ser suficiente para o investimento. Com consumos maiores, a segurança e a logística facilitada se tornam mais importantes, e o custo do GN se aproxima do GLP5. Para o consumidor residencial, os pontos chave são o custo de instalação e uso, conveniência e frequência do uso.
A Química é que torna possível o uso do gás, atuando desde sua extração do solo à sua correta queima no fogão para cozinharmos nossos alimentos.
Referências
2 Liquigás - Aerossol: companheiro invisível
3 Copergás - Manual de Instalações Prediais
4 Bahiagás - O que é Gás Natural
5 GasBrasiliano - Manual de Instalações Gás Natural