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ANTICONTAMINACION (Dispositivos) - Definición - Significado

Son aquellos dispositivos capaces de eliminar las substancias nocivas emitidas por los automóviles o vehículos en general. Como es sabido, estas substancias contaminantes provienen esencialmente del bloque, del depósito de combustible, del carburador (evaporación de carburante) y del tubo de escape. Éstos son:

- gases y vapores de los lubricantes, formados por hidrocarburos de elevado peso molecular (HC);

- vapores de combustibles constituidos por hidrocarburos de bajo peso molecular (HC);

- monóxido de carbono (CO);

- hidrocarburos no quemados, de alto y bajo punto de ebullición, procedentes de una mala combustión y de los lubricantes presentes en la cámara de combustión.

- óxidos de nitrógeno (principalmente monóxido, NO, y dióxido, NO2);

- pequeñas partículas de substancias tales como el plomo, etc.

Por otra parte, hay que tener en cuenta que los dispositivos anticontaminación pueden ser divididos en:

1) Dispositivos conocidos como sistemas de reciclado o de «blow-by». Se trata esencialmente de dispositivos cuya función es la de llevar, mediante los oportunos tubos y válvulas, los vapores formados en el bloque a la cámara de combustión para ser quemados. Estos dispositivos no hacen variar el funcionamiento del motor en regímenes normales, cualesquiera que sean la temperatura del lubricante y la cantidad de los vapores mismos. Válvulas adecuadas mezclan los vapores procedentes del bloque, enviándolos a la parte anterior o posterior del carburador, según sea el régimen de rotación; para los regímenes altos, cuando en el bloque se forman grandes cantidades de gases, tales dispositivos, en general, introducen los vapores después del carburador para evitar su ensuciamiento.

2) Dispositivos que impiden la emisión a la atmósfera de los hidrocarburos evaporados en el depósito de combustible y en el carburador. Entre éstos cabe enumerar paredes internas que limiten las sacudidas del carburante y sistemas de válvulas sin retorno, con objeto de permitir la entrada del aire exterior e impedir la salida de los vapores. Los dispositivos más eficientes están constituidos por unos depósitos especiales de carbón (unidos por adecuados tubos al depósito) cuya misión consiste en absorber los vapores de gasolina en determinadas condiciones de funcionamiento del vehículo y restituirlos al depósito en el momento oportuno. Un dispositivo interesante está basado en el empleo de un simple tubo de 6-7 m de longitud y de diámetro conveniente, arrollado en espiral y unido al agujero de respiración de los depósitos. Tales tubos desempeñan la función de depósito de los vapores, limitando así la expulsión. Las pérdidas por evaporación en los carburadores han sido disminuidas rediseñando los mismos y realizando los montajes y calibrados de manera más exacta y cuidadosa.

3) Dispositivos para la destrucción de substancias contaminantes emitidas por el escape. Entre los dispositivos de este grupo se encuentran las mejoras aportadas a las partes más importantes de los motores. Éstas corresponden esencialmente a los carburadores y a los sistemas de alimentación: inyección directa e indirecta del combustible, forma de las cámaras de combustión, posición y dimensión de las bujías, sistemas de encendido y de variación en el avance del encendido en función del tipo de marcha del vehículo, adición secundaria de aire en el colector de escape para obtener una parcial poscombustión de los HC y del CO, modificaciones del régimen de funcionamiento del motor en algunas fases críticas (deceleraciones), etc.

Las soluciones apuntadas permiten reducir la contaminación a los valores establecidos por las normas en vigor desde el año 1971. El alcanzar unos objetivos más perfectos en este campo implica la adopción de soluciones de carácter térmico y termocatalítico a fin de destruir aquellas substancias contaminantes que todavía emite un motor, no obstante haber adoptado todas las medidas apuntadas. Tales dispositivos prevén:

- empleo de reactores térmicos y de mezclas aire-combustible muy ricas o muy pobres;

- empleo de reactores catalíticos y de mezclas ricas;

- empleo de la recirculación parcial de gases de escape y de mezclas ricas.

Reactores térmicos: Formados por recipientes colocados en las proximidades del colector de escape (o funcionando estos mismos como colectores de escape), en los que se acopla una entrada secundaria de aire para la oxidación de los gases no quemados. Tales reactores deben trabajar a temperaturas mínimas de 800 °C si se desea disminuir el contenido de CO, y de 650 °C para la combustión de los HC. Se alcanzan estas temperaturas gracias al empleo de mezclas muy ricas (aumentos de consumo de carburante hasta un 30 %). Los principales problemas son:

- resistencia de los materiales de construcción a las elevadas temperaturas (se usan en general aleaciones con elevada proporción de níquel);

- necesidad de una bomba de aire cuyos regímenes de rotación se ajusten a leyes muy precisas;

-existencia de limitaciones dimensionales de maniobrabilidad para garantizar una rápida puesta a régimen (warm up).

El uso de mezclas ricas ligadas a la adopción de tales dispositivos asegura la destrucción del contenido de NOX, por las bajas temperaturas de combustión en los cilindros.

Reactores catalíticos: Están constituidos por masas catalíticas de metales capaces de oxidar a CO2 y H2O los gases no quemados, previa mezcla con una corriente secundaria de aire. Especial importancia revisten las masas catalíticas que, para las distintas soluciones, pueden ser a base de níquel, cobre, vanadio o platino como elemento soporte de las mismas. La forma de los aparatos y sus dimensiones, además de condicionar la dinámica de los gases y la velocidad de warm up, desempeñan una misión fundamental para la puesta a punto de los silenciadores catalíticos. La presencia de aditivos en la gasolina (tales como el Pb y P) limita en general la duración de las masas catalíticas (envenenamiento).

Recirculación de los gases de escape: Es la principal medida para combatir los NOj., además de los metales precedentes. La formación de los NOj- queda relegada para la fase de la combustión en que se alcanzan las temperaturas más elevadas; por tanto, todo lo que impide alcanzar las temperaturas máximas en la cámara de combustión contribuye a reducir la formación de NOX. Los gases de escape, con altos porcentajes de CO2 y H2O, tienen un calor específico muy elevado y son ideales para reducir la temperatura en la cámara de combustión, cuando son introducidos en la justa proporción (un 10 % en volumen puede llevar a reducciones del 50 % en NOX). La elevada intensidad del tráfico ha exigido la fijación de normas rigurosas y precisas para limitar la contaminación atmosférica.

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