CONTAMINACION EN MOTORES DIESEL

por Gonzalo Torres (Diesel Calamuchita)

La diferencia principal entre un motor naftero y uno diésel es que en el primero se tiene que preparar una mezcla explosiva que se detona con una chispa, mientras que en el segundo se genera un frente de llama debido al calor y la presión que se generan en el cilindro, y que genera un empuje constante en toda la carrera de expansión (lo que genera un mayor torque motor en comparación con los nafteros).

Este proceso, al utilizar presiones y temperaturas elevadas, generan además del monóxido de carbono y agua fruto de la combustión, compuestos de óxido de nitrógeno (NOx). Según sea la reacción química en la que se juntan las moléculas de oxígeno y las de nitrógeno pueden surgir varios compuestos N₂O, N₂O₃, NO₂, NO, N₂O₅, etc.

Si bien el nitrógeno es un gas inocuo en la naturaleza, al combinarse con el oxigeno libre en la combustión, genera (entre otros) dióxido de nitrógeno (NO2), que en presencia de hidrogeno (obtenido del aire y el agua) se transforma en acido nítrico. Este acido, junto con el monóxido de carbono (CO) es nocivo tanto para la salud de las personas como para el medioambiente. 

Si se quemara el 100% del combustible inyectado, el residuo resultante seria dióxido de carbono (CO2) y agua (este el residuo que exhala una persona producto de transformar comida y aire en energía). Ahora, al no ser el gas oíl un hidrocarburo puro, aparecen restos de azufre, aceite, y otros gases presentes en el aire que no se queman en el proceso de expansión. Estas partículas se transforman en ceniza debido a las altas temperaturas de combustión, y eventualmente se liberan por el escape al ambiente, generando un riesgo para las personas, ya que estas partículas (por tamaño y composición) son cancerígenas.

Para reducir estas emisiones, la Unión Europea creo una serie de normas que los fabricantes deben respetar: la norma Euro 1 entro en vigor en el año 1993, siendo la Euro 6 la norma vigente desde el año 2017. Si bien estas normas no se controlan el Argentina, si lo hacen en los países sede de las automotrices, por lo que los sistemas anticontaminación de los autos que se venden aquí son prácticamente los mismos que los que se encuentran en el resto del mundo.

El sistema anticontaminación esta formado por una serie de sensores que le indican a la computadora del vehículo cuanto combustible administrar, y por dos elementos de contención: el filtro de partículas y el catalizador. El filtro de partículas retiene los restos de carbón que no se quemaron en el proceso de expansión, y concentra temperatura para terminar de quemarlos y reducirlos a las moléculas de escape. El catalizador consiste en una superficie cubierta de materiales nobles, que junto con la temperatura (alrededor de 700°C) aceleran la descomposición de las moléculas de escape, de tal forma que transforman el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno en dióxido de carbono (CO2), nitrógeno(N2) y agua (H2O); de esta forma se genera la combustión completa del combustible sin expeler sustancias nocivas al ambiente.

En el caso de los motores nafteros, al funcionar a menores presiones y temperaturas no se generaban óxidos de nitrógeno, por lo que no se controlaban sus emisiones. Pero debido a las mayores exigencias requeridas del motor, fue aumentando la presión de compresión y temperatura de ignición para aumentar la potencia, por lo que el problema de emisiones se hizo presente también en estos motores; las soluciones para reducir la contaminación son similares a los Diesel, pero sin poder lograr aun la emisión cero de gases contaminantes.