RELACIÓN AIRE/COMBUSTIBLE - Definición - Significado

Es el número que expresa la cantidad, en masa o en volumen, de aire aspirado por un motor de combustión para una cantidad unitaria de combustible. Dicha relación es función del combustible, del tipo de motor, de su regulación y de la carburación.
El valor ideal o teórico de tal relación es el correspondiente a la relación estequiométrica o proporción exacta entre las masas de las substancias que forman parte de la reacción para conseguir una completa combinación quimica. Cuando se trate de gasolinas comerciales, dicha relación está comprendida entre 14,7 y 15,1 (es decir, unos 15 kg de aire por cada kilogramo de gasolina). Sin embargo, dicha condición se cumple sólo en el caso de reacción en condiciones teóricas o ideales, sin tener en cuenta la mayor o menor rapidez con que se desarrolla efectivamente la combustión.
En los motores térmicos y, sobre todo, en los alternativos de tipo volumétrico, la reacción se desarrolla en condiciones muy especiales y variables y, en el caso de encendido por chispa, las modalidades de inicio de la reacción (generalmente una chispa eléctrica prácticamente puntiforme) determinan que adquieran gran importancia otros aspectos de la combustión, como la velocidad de la propagación de la llama y la inflamabilidad de la mezcla.
Es lógico que con una relación aire/combustible más baja que la estequiométrica (inferior a 14,7 para la gasolina) no todo el combustible podrá quemarse y una parte quedará sin quemar o parcialmente quemada, con formación de CO y HC. Hay que recordar que la combustión nunca es completa, independientemente de la relación aire/combustible, puesto que la reacción nunca se desarrolla en condiciones ideales.
En cuanto a la contaminación, es fundamental emplear mezclas con relaciones superiores o iguales a la estequiométrica. Sin embargo, estas condiciones pueden obtenerse solamente en los motores de combustión continua, quemadores de calderas de vapor o de turbinas de gas, en las cuales el exceso de aire es utilizado para rebajar la temperatura, mientras que en un motor alternativo se producirían irregularidades de funcionamiento.
Por regla general, en un motor automovilístico de encendido por chispa, las variaciones de la relación aire/combustible se producen sólo entre las mezclas ricas. Como dato indicativo, puede asegurarse que a la máxima producción de potencia se obtienen valores de 12-14, que pueden aumentar en determinadas condiciones de funcionamiento en regulación (a velocidad constante y con la mariposa entreabierta). También se obtienen crestas con valores bastante bajos (es decir, con elevada riqueza relativa) durante las aceleraciones rápidas, en función del tarado de la bomba de aceleración y de las deceleraciones bruscas, o sea con la mariposa cerrada a un régimen elevado.
Los valores de la relación estequiométrica aire/combustible (A/CeB) dependen de la composición química del carburante y, esencialmente, de la proporción de las cantidades, en peso, de carbono e hidrógeno contenidas en cada molécula según la fórmula que se indica a continuación:
donde c/h representa la relación entre las masas de carbono e hidrógeno contenidas en una molécula de combustible.
Esta equivalencia es valedera sólo para los combustibles binarios, que en la fórmula contienen únicamente carbono e hidrógeno, mientras que las substancias que contienen también oxígeno, como ocurre en el alcohol, necesitan una cantidad de aire proporcionalmente inferior.

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