Sistemas anticontaminación. Gases de escape

2. Gases emitidos

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. En este contexto, sólo pocas veces se menciona que estas sustancias integrantes sólo representan una fracción de la total cantidad de gases de escape. Debido a ello, antes de describir las diferentes sustancias que integran los gases de escape, mostramos aquí la composición aproximada de los gases que despiden los motores de gasolina.

La siguiente representación gráfica se propone proporcionarle una idea general resumida sobre los componentes iniciales y finales de la combustión en el motor.

Aclaración: Los gases y proporciones de los mismos sobre los que se va a hablar a continuación son los que emite un motor de gasolina como tal, es decir sin ningún sistema anticontaminación.

2.1. CO (Monóxido de Carbono)

Se produce con motivo de la combustión incompleta de combustibles que contienen carbono. Es un gas incoloro, inodoro, explosivo y altamente tóxico. Bloquea el transporte de oxígeno por parte de los glóbulos rojos. Es mortal, incluso en una baja concentración en el aire respiratorio.

En lo relativo a los motores su concentración va de 0,5% a 2,5%. Cuanto mayor es lambda (mezcla pobre) menor es la cantidad de CO que emite.

A modo de ejemplo, los valores máximos en ITV para vehículos no catalizados es de 4,5% para los anteriores a 1986 y de 3,5% para el resto.

2.2. CO2 (Dióxido de Carbono)

En contra de lo que pueda parecer, el CO2 en sí, no es un gas contaminante como lo es el CO, el problema está en que el CO2 produce efecto invernadero. Se origina de la reacción entre el carbono del combustible y el oxígeno que toma de la atmósfera. El rango de valores normales de este gas en un motor varía del 12 al 13%

Una peculiaridad que tienen los motores respecto a éste gas es que cuanto mejor es la combustión y más cerca se encuentra de lambda=1, mayor es la cantidad de CO2 que emite, de tal manera que si baja o sube lambda, el valor de CO2 cae.

2.3. HC (Hidrocarburos)

Por desgracia la combustión no es un proceso perfecto y parte de la gasolina que pagamos a un precio bastante elevado, sale del motor sin reaccionar, pero a parte de la pérdida económica, está demostrado que los HC son cancerígenos y producen daños respiratorios.

La cantidad máxima de HC que un motor puede expulsar es de 450 ppm (partes por millón), y ésta cantidad tiene una gran relación con el valor lambda.

Razonando un poco, para un valor lambda <1 la mezcla es rica, es decir, mucha gasolina y poco aire, por lo que los HC tienen menos O2 para reaccionar y por tanto se escaparán más HC por el escape.

2.4. O2 (Oxígeno)

Es un gas incoloro, inodoro e insípido y es el componente más importante de nuestro aire respiratorio (21 %). En el motor, se aspira a través del filtro de aire, igual que otros gases como el nitrógeno. A nivel del mar hay exactamente un 20,8% de O2.

El rango de valores en el que se encuentra el O2 en los gases de escape es el siguiente:
- 0,5% -> Indica una mezcla muy rica
- 2% -> Mezcla muy pobre

2.5. N2 (Nitrógeno)

Es un gas no combustible, incoloro e inodoro. El nitrógeno es un componente elemental de nuestro aire respiratorio (78 % nitrógeno, 21 % oxígeno, 1 % otros gases) y se alimenta al proceso de la combustión conjuntamente con el aire de admisión.

La mayor parte del nitrógeno aspirado vuelve a salir puro en los gases de escape; sólo una pequeña parte se combina con el oxígeno formando óxidos de nitrógeno.

2.6. NOx (Óxidos de Nitrógeno)

Como ya se ha comentado, los óxidos de nitrógeno se producen a raíz de la reacción entre el oxígeno y el nitrógeno. Son gases contaminantes causantes, por ejemplo, de la lluvia ácida.

Estos gases se emiten cuando el motor rinde al máximo (alto de vueltas y a plena carga), es decir, que es un indicador de la buena salud del motor.