Fără plumb

Din august 2021, în lume nu mai există benzină cu plumb. Ultima picătură s-a vândut în Algeria. Cum a apărut tetraetilul de plumb și cât au luptat organizațiile pentru eliminarea lui?

De-a lungul istoriei, omenirea a inventat o sumedenie de lucruri și tehnologii care au revoluționat viața. De la tipar la telefon, de la becul electric și până la computere, toate aceste invenții s-au dovedit a fi utile pentru societate. Dar alte invenții, care inițial păreau soluții perfecte pentru nevoile omenirii din acel moment, s-au dovedit a fi greșeli majore care au afectat întreaga planetă.

Iar benzina cu plumb face parte din a doua categorie.

Cum a fost inventată și cine a inventat-o? De ce a părut soluția optimă în acel moment, dar mai ales de ce organizațiile și statele au decis să nu o mai folosească? Sunt câteva întrebări la care vei găsi răspunsuri în rândurile următoare.

Inventator cu gene

Din dorința de a găsi soluții pentru probleme, omul a inventat și a inovat în toate domeniile. Revoluția industrială a fost cea care a dat naștere multor tehnologii noi, iar pe parcursul anilor aceste soluții au fost îmbunătățite.

În 1886, Karl Benz patenta primul automobil, iar la începutul secolului al XX-lea, mașinile deveniseră atractive pentru publicul larg. Industria începea să înflorească, iar în frunte cu soluțiile inginerești ale lui Ford, lumea pășea către un nou tip de mobilitate.

Linia de asamblare a lui Ford Model T.

În 18 mai 1889 se năștea Thomas Midgley Jr., un inventator american care va avea un impact puternic asupra industriei auto. Thomas făcea parte dintr-o familie de inventatori: tatăl acestuia a brevetat în sectorul anvelopelor auto, în timp ce bunicul său deținea o serie de brevete de invenție în industria lemnului. După ce a urmat cursurile Universității Cornell (secția de inginerie mecanică), Thomas ajunge să lucreze pentru laboratoarele de cercetare ale National Cash Register. Aici, Thomas îl cunoaște pe Charles Franklin Kettering, un alt inventator american care va schimba complet industria auto în fața publicului larg: la începutul anilor 1910, demarorul lui Kettering înlocuiește pornirea motorului mașinilor la manivelă, soluție care va duce la popularizarea automobilelor în rândurile societății largi.

După o perioadă în care a lucrat la firma tatălui său, Thomas Midgley Jr. ajunge din nou față în față cu Kettering. Se angajează la firma acestuia și astfel începe una dintre colaborările importante ale anilor ’20.

Pentru a funcționa corect, un motor cu ardere internă are nevoie de o cantitate exactă de combustibil și de aer. La începutul industriei auto, din cauza carburanților și a construcției motoarelor, în interiorul cilindrilor aveau loc detonații necontrolate cauzate de aprinderea prematură a combustibilului. Acest fenomen nu ducea doar la apariția unor sunete deranjante, dar într-un final putea genera defectarea completă a motorului. Era o problemă comună și putea fi întâlnită și în sectorul aviatic, nu doar în cel auto.

Pentru rezolvarea problemei detonațiilor, constructorii auto testau benzine cu o cifră octanică mai mare. Rezultatele au fost cele așteptate, însă prețul acestui tip de carburant era mult mai mare și carburantul nu putea fi găsit cu ușurință. Aici intervin compania lui Kettering și abilitățile din domeniul chimiei ale lui Thomas Midgley Jr.

Pistonul unui motor afectat de detonații. Foto: Dreamstime.

De la unt topit la tetraetilul de plumb

La începutul anilor ’20, General Motors era unul dintre cei mai importanți clienți ai companiei lui Kettering. Pe masa de lucru s-a pus problema detonațiilor, în condițiile în care era cât se poate de clar că GM nu avea cum să vândă mașini care funcționau cu combustibili scumpi unui public numeros.

Midgley a studiat problema cu care se confrunta compania auto. În căutarea unei soluții împortiva detonațiilor, americanul a încercat să combine combustibilul cu diverse substanțe care să scadă efectul nedorit al detonațiilor: de la unt topit și camfor, până la acetat de etil și clorhidrat de aluminiu. În toată această căutare, Midgley a observat că elementele cu atomi grei erau cele mai eficiente. Printre acestea, și plumbul.

Soluția finală pentru a scăpa de detonații s-a numit tetraetil de plumb (TEL), o substanță toxică descoperită încă din 1854. În fața celorlalte metode găsite anterior – hidrocarburi aromatice (precum benzenul) sau alcooli (etanol) care creșteau cifra octanică și prețul carburantului, tetraetilul de plumb era mult mai ieftin de produs.

Aditivul pe bază de plumb folosit nu a fost promovat niciodată sub denumirea sa originală. În schimb, s-a ales un nume simplu: etil.

Plumb. Foto: Dreamstime.

Plumb la început de secol

De-a lungul anilor, omenirea a folosit plumbul și derivații acestuia în forme variate oferite publicului larg. Spre exemplu, în Roma Antică, plumbul era folosit pentru a îmbunătăți dulceața vinului. Practica a fost interzisă în 1498, dar a continuat până aproape de finalul secolului al 18-lea. În secolele 16 și 17, plumbul era folosit în produsele cosmetice sau în medicina dentară, iar la începutul secolului trecut, vopselurile, pasta de dinți, pesticidele și recipientele metalice aveam în componență acest element.

Majoritatea cazurilor de intoxicație cu plumb se datorează expunerilor dese la doze mici. Simptomele sunt, în general, de natură emoțională și mentală, motiv pentru care otrăvirea cu plumb nu se numără printre motivele suspecte. Potrivit unui studiu realizat de Universitatea de Stat din Utah, copiii prezintă cele mai mari riscuri. Plumbul poate duce la întârzierea fizică și mentală a celor mici. La adulți, intoxicația cu plumb poate duce la afectarea rinichilor (insuficiență renală), a sistemului nervos central, poate provoca anemie, accidente vasculare cerebrale sau cancer.

Până la început de secol 20, oamenii nu erau expuși la plumb în concentrații atât de mari încât să apară îmbolnăviri dese și analize serioase pe tema asta.

Asta până la introducerea pe piață a soluției oferite de Midgley.

Începutul erei benzinei cu plumb

General Motors, Du Pont și Standard Oil of New Jersey (astăzi Exxon), corporații importante în SUA, au pus bazele Ethyl Gasoline Corporation. Scopul? Fabricarea tetraetilului de plumb.

În 1 februarie 1923, la o stație a Refiners Oil Company aflată la colțul străzilor Sixth și Main din Dayton, au fost vândute primele galoane de benzină cu plumb. Leaded Gasoline, cum îi spuneau americanii. Midgley nu a fost prezent la eveniment, acesta fiind acasă sub tratament pentru… intoxicație cu plumb.

Acesta a fost doar începutul. Un an mai târziu, în luna octombrie, într-o fabrică din New Jersey, 5 muncitori au murit, iar alți 35 au suferit de halucinații și alte simptome cauzate de intoxicarea cu plumb. Cu toate acestea, pentru a demonstra că aditivul pus în carburanți nu e cauza problemelor, Midgley făcea demonstrații în fața publicului: inhala vapori sau se spăla pe mâini cu substanța toxică. Omul a murit relativ tânăr, la 51 de ani. Dar nu de la plumb, ci de la poliomelită. Indirect: a fost găsit strangulat de sistemul complex de funii și scripeți pe care-l concepuse ca să se poată ridica din patul în care fusese țintuit de polio.

Revenind, în următorii ani au fost realizate o serie de studii și cercetări cu privire la efectele plumbului asupra oamenilor, însă primele decizii importante au fost luate abia în 1970, după mulți ani în care pe întreg mapamondul s-a comercializat benzină aditivată cu “Etil”.

Primii pași au fost făcuți în SUA: este înființată Agenția de Protecție a Mediului (EPA) și este semnat Clean Air Act, un document prin care se dorea și eliminarea benzinei cu plumb. În 1973, EPA cere ca nivelul concentrației de plumb din carburanți să scadă, iar producătorii introduc catalizatorul. În urma testelor, constructorii realizează că plumbul din carburanți distruge elementele componente ale catalizatorului, iar acest lucru avea să conducă la eliminarea treptată a acestui aditiv din benzina care devenea astfel Unleaded. Fără plumb.

Foto: Dreamstime

Eliminare treptată

Odată cu schimbarea tehnologiilor de tratare a gazelor de evacuare și introducerea unor reguli clare cu privire la emisiile mașinilor, benzina cu plumb a început să dispară din oferta stațiilor de carburanți. Japonia a fost primul stat din lume care a interzis comercializarea acestui tip de carburant. Se întâmpla în 1980. Au urmat Austria, Canada, Slovacia, Danemarca și Suedia. În SUA și Germania, ultimele stocuri de benzină cu plumb au fost vândute în 1996.

Programului Naţiunilor Unite pentru Mediu (UNEP) a demarat la începutul anilor 2000 o serie de campanii pentru eliminarea benzinei cu plumb. 25 de state din zona deșertului Sahara au fost de acord să renunțe la acest carburant.

Și totuși, în acea perioadă, circa 117 state încă permiteau comercializarea benzinei cu plumb. Dar schimbarea a fost înțeleasă de conduceri și a fost adoptată.

În România, benzina cu plumb a fost scoasă de la pompe foarte târziu, în 2004.

“În 10 ani, aproape toți au interzis. Totuși au fost 10 state care nu au aderat și am avut nevoie de încă 10 ani să le convingem”, a declarat Rob de Jong, șeful departamentului de mobilitate sustenabilă UNEP.

În timpul demersurilor, oficialii UNEP au descoperit tot felul de motive și cauze pentru care statele nu renunțau la acest carburant.

Dezinformarea – meteahnă veche a omenirii – a fost una dintre cauzele principale: în unele cazuri, publicul nu știa de apariția produselor fără plumb, în timp ce alții erau convinși că mașinile lor vechi funcționează mult mai bine cu combustibil cu plumb. În Indonezia, spre exemplu, Innospec Ltd., unul dintre ultimii producători de aditivi cu plumb pentru carburanți, a mituit guvernul și oficiali ai rafinăriei Petramina pentru a continua să livreze produsele în statul asiatic.

În Africa, Rwanda, Burundi, Uganda și Tanzania cumpărau produse cu plumb din rafinăriile din Kenya. Echipele desemnate să rezolve problema benzinei cu plumb nu au mers în Kenya, ci s-au adresat statelor care primeau produsele. Acestea au înțeles efectele nocive și au cerut rafinăriilor din Kenya să investească în tehnologii și să livreze alt tip de caburant. Iar schimbarea a avut loc.

Jane Akumu, reprezentantul desemnat să ducă lupta cu benzina cu plumb în statele din Africa, a descoperit pe parcursul anilor cât de important a fost ajutorul oamenilor care lucrau la stațiile de carburanți. “Au devenit ambasadori, pe măsură ce le explicau clienților că produsele fără plumb nu afectează mașina și dăunează mai puțin”.

Toate aceste acțiuni s-au dovedit de succes. Până în 2016, doar Algeria, Yemen și Iraq mai comercializau acest tip de benzină.

În august 2021, ultimul litru de benzină cu plumb de pe planetă a fost vândut în Algeria. Stocul statului s-a epuizat, iar aici s-a încheiat istoria carburantului și a aditivului gândit de Midgley.

Foto principal: Dreamstime