Principal problema de contaminación
El principal problema de la contaminación viene de los oxidos de nitrogeno (compuestos NxOy) que se forman en la combustión, a alguno le sonará de N2O que es el oxido nitrosos (utilizado como plus en motores o el gas de la risa). El otro gran problema son las partículas que expulsa el motor y que a largo plazo quedan retenidas en los pulmones y puden provocar diversas enfermedades (como muchas otras partículas de tamaño parecido, fabricas de madera por ejemplo) hay mas problemas de contaminación pero que los catalizadores han solucionado casi sin consecuencias negativas y por lo tanto no tiene lugar su debate.
Debido a estos dos problemas pasamos a explicar cada uno por separado.
OXIDOS NITROSOS
Se forman debido a la presencia de nitrogeno y oxigeno del aire a elevadas temperaturas en el interior del motor. Los metodos de anticontaminación tratan de reducir esas temperaturas con dos sistemas:
- Recirculación de los gases de escape (valvula EGR): consiste en llevar parte de los gases de escape de nuevo al motor con el fin de limitar la presencia tanto de nitrogeno como de oxigeno, fundamentalmente la segunda. Limitando la concentración de oxigeno lo que se logra es que con menos oxigeno la combustión sea mas lenta, alcanzandose picos de temperatura mas bajos en la combustión y se reduce la cantidad de oxidos nitrosos a la salida del tubo de escape.
Aclaración
En muchos sitios dicen que metiendo gases calientes en el motor se reduce la temperatura de combustión algo que no es facilmente comprensible, ¿si metes gases a 500ºC en vez de a 20ºC como se va a reducir la temperatura? lo que se reduce es la temperatura que alcanza la combustión, es decir casi un instante porque la combustión es mas lenta y no tan de golpe y la temperatura que alcanzan algunos punto pues baja significativamente.
Consecuencias de este sistema
- La mas notable los gases de escape llevan carbonilla y si los metemos de nuevo en la admisión pues lo que termina haciendo es llenando de carbonilla todos los conductos. Esto es lo que lleva a muchos a anularla
- Otra consecuencia de esto es que mientras metes aire sucio en vez de limpio reduces la cantidad de oxigeno y por lo tanto reduce la potencia, debido a esto la EGR solo se abre cuando vamos acelerando poco o sin acelerar. De aquí se desmontan muchos mitos acerca de anularla
1- Que sin la EGR aumenta la potencia máxima, NO, aumenta la potencia siempre que no estemos acelerando mucho, ya que si aceleramos mucho la EGR se cerrará y potencia máxima no va a dar, lo que si podemos notar es que sin la EGR aceleremos un 10% y el coche responda como lo hace si aceleras un 15% con la EGR conectada, es decir necesitas acelerar menos y puedes notar el coche mas sueltos, pero potencia máxima no te da.
2- Si anulas la EGR no pasas la prueba de humos de la ITV, NO, la ITV la prueba de humos aceleran a fondo el motor y como hemos dicho la EGR se cierra y por lo tanto un coche pasa la prueba de humos igual con la EGR anulada que sin anular.
Ventajas de la EGR
- Menores emisiones de oxidos nitrosos
- Introduciendo aire caliente al motor, este llega a la temperatura normal de trabajo antes y esto es un sintoma que todos ven al anularla (no es una incompatibilidad con que disminuya la temperatura de la combustión ya que como dijimos anteriormente allí hablamos de un pico de temperatura, esto hablamos de la temperatura media del motor)
Formas de anular la EGR
- Por reprogramación o software: en algunos coches como los del grupo VAG sobre el año 2000 y anteriores con EGR con el propio programa del fabricante se podría anular casi totalmente el sistema EGR, en el resto tiene que hacerse con una reprogramación igual que la que se usa para aumentar la potencia. Es la forma mas correcta.
- Mecanicamente: poniendo una chapa ciega para que obstruya el paso de gases de la EGR o desconectando el maguito de vacio (el manguito de vacio hay que bloquearlo despues) si la EGR es de accionamiento neumático, esta medida es eficaz para los primeros coches con EGR pero sin embargo para los mas modernos salta la luz de aviso de averia y en ocasiones da lugar a vibraciones y sonido mas brusco del motor.
- Reducción de la relación de compresión
Es otra forma de reducir los oxidos nitrosos.
Esto ha generado bastantes cambios y afectado mucho al diseño de motores. Se sabe por leyes de la termodinámica que aumentando la relación de compresión se logran mejores consumos, mejor rendimiento y mayor potencia, tambien se reduce la fiabilidad y aumenta el esfuerzo al que se somete el motor. Sin embargo los motores de hace muchos años con relaciones de compresión mayores de 20 son eternos el diseño fue sobredimensionado generalmente y se hicieron motores que soportaban perfectamente esas condiciones. Sin embargo al coger mayores presiones tambien alcanzan mayores temperaturas y por lo tanto favorece la formación de oxidos nitrosos.
La relación de compresión ha pasado de 21 o incluso mas hasta valores de entorno al 12, una reducción pequeña hasta 19 o incluso 18 puede ser comprensible por tema de fiabilidad si metemos en un motor turbocompresores potentes, el resto es todo por normativa anticontaminación.
Hace poco creo que Honda sacó un motor con la misma relación de compresión que su motor de gasolina, yo lo primero que pensé es como serán capaces de arrancar el motor (los diesel viejos con menos de 19 ya era un milagro con los nuevos sistemas de inyección se facilita el arranque mejorando la pulverización pero aún así esto era demasiado), pues llevan calentadores cerámicos especiales que estan activados no solo antes del arranque sino tambien en la fase de calentamiento, dicen que el motor vibra y no va fino hasta que calienta. Otro dato a tener en cuenta es que el peso del motor con esa relación de compresión se reducía mucho con respecto al tradicional.
Ya hemos comentados sus ventajas he inconvenientes pero las resumimos:
Ventajas: Menos emisiones, mayor fiabilidad ó menor peso del motor.
Desventajas: Rendimiento, consumo y potencia disminuidos
PARTÍCULAS
El modo de expulsar menos partículas es generando menos, para lo cual hay que pulverizar mejor el diesel, esto es junto con la reducción de la relación de compresión lo que exige nuevos sistemas de inyección y provocó que se desarrollaran tanto los nuevos sistemas de inyección.
Fundamentalmente con la mejor pulverización se consigue que el oxigeno se mezcle con el diesel homogeneamente y sea una combustión limpia sin que haya zonas donde el combustible se acumule y tenga poco oxigeno y se queme formando hollín.
Y otra forma es con el famoso FAP o DPF o filtro antipartículas, su funcionamiento es muy sencillo tiene un ramiz o rejilla muy fino que retiene las partículas que emite el motor, se van acumulando hasta que el motor detectan que esas partículas están haciendo demasiado tapón (mas tecnicamente generan demasiadas perdidas de carga) y activa la regeneración que es simplemente un software de inyección especial que junto con la conducción a altas rpm que debe llevar el usuario se caliente el FAP lo suficiente para terminar de quemar correctamente todas esas partículas. Sin embargo ya sabemos lo molestos que pueden llegar a ser estas salidas a regenerar cuando solo te mueves en ciudad y hay incluso el que opta por quitarlo.
Otra ventaja del FAP es que no manchan tanto los parachoques traseros con hollín, el motivo es lógico.
FUTURO
El futuro parece que va encaminado a reducir el tamaño de los motores para reducir emisiones, reduciendo incluso el numero de cilindros y logrando la potencia a base de turbocompresores mas potentes o incluso varios para mitigar el turbo lag de los turbos grandes (lo explicaré mas adelante), conocido como downsizing.
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