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Gases de Escape y Sistemas Anticontaminación

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Introducción
La energía mecánica, indispensable para poner en acción diferentes máquinas se puede obtener utilizando energía térmica, hidráulica, solar y eólica. La que más se utiliza es la energía térmica obtenida de los combustibles de naturaleza orgánica. Los equipos energéticos que más aceptación han tenido son los motores de combustión interna, a ellos corresponde más de un 80 % de la totalidad de la energía producida en el mundo.
En la Unión Europea aunque los medios de locomoción son responsables únicamente de un 5 % de las emisiones de dióxido de azufre (SO2), son responsables del 25 % de las emisiones de dióxido de carbono (CO2), del 87 % de las de monóxido de carbono (CO) y del 66 % de las de óxidos de nitrógeno (NOx).
Por todas estas razones se esta intentado por todos los medios posibles la reducción de los gases de escape y sus emisiones contaminantes.

 

Componentes de los gases de escape
El aire está compuesto básicamente por dos gases: nitrógeno (N2) y oxígeno (02). En un volumen determinado de aire se encuentra una proporción de nitrógeno (N2) del 79 % mientras que el contenido de oxígeno es aproximadamente de un 21 %..
El nitrógeno durante la combustión, en principio, no se combina con nada y tal como entra en el cilindro es expulsado al exterior sin modificación alguna, excepto en pequeñas cantidades, para formar óxidos de nitrógeno (NOx). El oxígeno es el elemento indispensable para producir la combustión de la mezcla.

Cuando se habla de la composición de los gases de escape de un vehículo se utilizan siempre los mismos términos: monóxido de carbono, óxido nítrico, partículas de hollín o hidrocarburos. Decir que estas sustancias representan una fracción muy pequeña del total de los gases de escape. Debido a ello, antes de describir las diferentes sustancias que integran los gases de escape, le mostramos a continuación la composición aproximada de los gases que despiden los motores diesel y de gasolina.

 

Descripción de las sustancias que integran los gases de escape
El motor de combustión interna, por su forma de funcionar, no es capaz de quemar de forma total el combustible en los cilindros. Pero si esta combustión incompleta no es regulada, mayor será la cantidad de sustancias nocivas expulsadas en los gases de escape hacia la atmósfera. Dentro de los gases generados en la combustión, hay unos que son nocivos para la salud y otros no.

 

 

Evolución general
En Europa así como a nivel mundial, se han emitido decretos y disposiciones legales con miras a la reducción de las emisiones contaminantes que se expulsan al medio ambiente. Dentro de los sectores que contribuyen activamente a la contaminación atmosférica, esta el sector del automóvil y en general el tráfico rodado en carretera. A raíz de ello, y motivada por las normativas más estrictas sobre las emisiones contaminantes en Europa y también EEUU, la industria del automóvil ha desarrollado tecnologías nuevas y mejoradas para reducir y evitar sustancias contaminantes en los gases de escape.
En Europa y a nivel mundial se han tomado determinaciones y dictado normativas legales en los últimos años, con miras a reducir las emisiones de contaminantes en el aire. Existen las normativas europeas sobre emisiones contaminantes denominadas norma EURO y expresadas como "EU1" que han ido evolucionado hasta la "EU5" y las siguientes normativas que se aprobaran en el futuro. Estas normativas indican a la industria del automóvil los límites de las emisiones contaminantes para la homologación de nuevos modelos de vehículos.

 

 

 

 

La evolución de las cantidades emitidas de gases de escape (ver gráfica inferior) demuestra, que entre los años 1990 y 1998, se han reducido, gracias al cumplimiento por parte de los fabricantes de automóviles de las normativas de reducción de gases de escape. Los objetivos establecidos por la legislación han sido superados incluso en parte, y las reducciones seguirán continuando en los próximos años.
Sin embargo, existe una excepción en esta evolución: el dióxido de carbono CO2. Las emisiones de dióxido de carbono CO2 se hallan en una relación directa con el consumo de combustible del vehículo. Si bien, las nuevas tecnologías han logrado reducir el consumo, por otro lado tenemos que el incremento del parque automovilístico y la tendencia a adquirir vehículos cada vez más potentes y pesados, han actuado en contra de la reducción de CO2.

 

Sistemas para reducir las emisiones contaminantes de los gases de escape
Los perfeccionamientos obtenidos en la técnica de motores han llevado en los últimos años a mejores procesos de combustión y con ellos, a menores emisiones brutas. El desarrollo de sistemas electrónicos de control del motor ha hecho posible una inyección exacta de la cantidad de combustible necesaria y el ajuste preciso del punto de encendido, así como la optimización, en función del punto de funcionamiento de la activación de todos los componentes existentes (predispositivo de mariposa electrónico DV-E). Estos dos puntos han llevado, además de un aumento de la potencia de los motores, también a un claro mejoramiento de la calidad de los gases de escape.
No hay que desatender tampoco las mejoras de la calidad en los combustibles. De acuerdo con el aumento constante de la potencia de los motores, son mayores las exigencias formuladas al combustible. El empleo de aditivos disminuye los sedimentos e incrustaciones durante la combustión en el cilindro, reduce las sustancias nocivas contenidas en los gases de escape e impide incrustaciones perjudiciales en el sistema de combustible. El cambio a combustible sin plomo constituyó un hito en el camino hacia gases de escape mas limpios de sustancias nocivas.
Con estas medidas se han podido reducir las emisiones desde los años 1970 en un 80% aproximadamente. Pero únicamente gracias al tratamiento posterior de los gases de escape con el catalizador fue posible observar los valores limite exigidos por la legislatura.

Los sistemas de control de emisiones de escape han sido desarrollados para reducir los elementos contaminantes generados por el automóvil en el proceso de combustión.
Dentro de los sistemas de control de emisiones destacan los siguientes:

 

Sistema de diagnóstico OBD (on board diagnostics)
Lo mas reciente para reducir la contaminación generada por los vehículos motorizados es el sistema de diagnóstico OBD (on board diagnostics), EOBD (European on board diagnostics), que se aplica a todos los modelos con motores diesel y gasolina. El EOBD es un sistema de diagnóstico integrado en la propia gestión del motor, cuya misión es vigilar todos aquellos componentes y sistemas que por avería o mal funcionamiento alteren las emisiones de gases de escape, establecidas para el funcionamiento del motor en condiciones normales.
La principal novedad es la incorporación de un testigo de aviso, el cual indica al conductor la existencia de una anomalía en el motor, que provoca un aumento de las emisiones de gases, superiores a los límites establecidos.
El OBD II representa una versión más actualizada y desarrollada del OBD I.


Objetivos del OBD II

La información ofrecida por el OBD II y la actuación del testigo de aviso deben ser idénticas para todos los automóviles. Por otro lado, según la organización jurídica de cada país, también debe ser posible su consulta por organismos oficiales o talleres autorizados.
Para ello se han estandarizado unos códigos de avería relacionados exclusivamente con el EOBD. Dichos códigos siguen la normativa SAE y son del tipo P0XXX.
Otro dato importante del OBD II es la indicación del número de kilómetros recorridos por el vehículo, desde que se activa el testigo de aviso.



 


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