Cómo reducen sus emisiones los coches

10 fotos

Ampliar

Rubén Fidalgo 07 de octubre, 2015

• 25

¿Cómo reducen sus emisiones los coches? Los coches reducen sus emisiones mediante siete sistemas ubicados y relacionados con el propulsor del vehículo. Los sistemas Adblue son indispensables en los actuales motores diésel.

La crisis de Volkswagen en las emisiones contaminantes ha abierto un intenso debate en todos los medios de comunicación sobre el problema de los gases de escape. Para intentar comprender a qué se debe el problema y qué soluciones existen te proponemos este reportaje en Autocasion.com

Por qué contaminan los motores de los coches

10 fotos Los motores son pequeñas plantas químicas que transforman calor en movimiento.

Ampliar

Lo primero que debemos saber es cuál es el motivo por el cual un coche contamina. Para ello, debemos tener claro que los motores de combustión (ya sean de gasolina, diésel, gas, etanol, etc.) son pequeñas plantas químicas que transforman la energía de un combustible al arder en energía cinética. En pocas palabras, transforman unas sustancias químicas en otras y ese proceso genera movimiento.

Para extraer la energía de un determinado combustible, éste ha de quemarse dentro del motor, lo cual genera calor, productos químicos y movimiento.

Los motores de combustión tienen un rendimiento de entre el 30% y el 40% (hablando en números redondos). Esto significa que de toda la energía que posee el combustible, sólo ese porcentaje se transforma en movimiento y el resto se desperdicia en forma de calor, rozamientos, etc.

Contaminan más los diésel o los de gasolina

10 fotos Los motores diésel emiten menos cantidad, pero sus emisiones son más dañinas.

Ampliar

Dependiendo del tipo de combustible que quememos, se generan una serie de productos químicos. Simplificando mucho todas las reacciones químicas que tienen lugar en el motor, podríamos decir que un coche diésel genera menos cantidad de productos químicos que uno de gasolina. La razón es muy sencilla y se debe a que el diésel quema menos combustible (por eso su consumo es menor) ya que siempre funcionan con exceso de aire en la reacción de combustión. El problema es que, pese a que el número de moléculas que emiten es menor, son más peligrosas.

Por desgracia, en la búsqueda de un mayor rendimiento termodinámico (sacar más energía de cada gota de combustible) se emiten menos gases, pero se generan moléculas más peligrosas. Aunque el problema de los NOx ha saltado las alarmas con las mecánicas diésel (que hasta ahora son las que más NOx producían), los motores de gasolina de inyección directa también empiezan a generar este tipo de gases tan peligrosos al aumentar la compresión y el exceso de aire en el proceso químico.

Cuáles son los gases contaminantes de los motores

10 fotos Durante la combustión se generan varios tipos de moléculas.

Ampliar

Además de los vapores del propio combustible y del aceite del motor, en el proceso de combustión se emiten a la atmósfera varios tipos de compuestos químicos que son perjudiciales. Los más importantes son:

• CO: el monóxido de carbono o anhídrido carbónico se suele producir en los motores de gasolina (algo menos en los diésel) cuando la combustión no es completa debido a un exceso de combustible o una falta de oxígeno en la mezcla. Es un gas muy tóxico que puede provocar la muerte si se respira ya que esta molécula desplaza a la de O2 en los glóbulos rojos de la sangre, lo que produce un envenenamiento muy rápido. Todos los años mueren cientos de personas por las emanaciones de CO de calderas de calefacción en mal estado, braseros, etc.
• CO2: dióxido de carbono, no es letal en concentraciones normales y se encuentra de forma natural en la atmósfera. Es necesario para la vida en el planeta, ya que es imprescindible para el proceso de fotosíntesis de las plantas verdes y para mantener una temperatura cálida en la tierra. Sin embargo, un exceso en la concentración de este gas provoca efecto invernadero, que eleva la temperatura del planeta de manera excesiva y desequilibra el ciclo natural. Su emisión es mayor en los motores de gasolina.
• HC: son hidrocarburos no quemados o quemados parcialmente que se emiten por el tubo de escape debido a una combustión incompleta. Son tóxicos y pueden provocar irritación en los ojos, en la piel y en los pulmones. Pueden estar presentes tanto en los motores de gasolina como diésel.
• Benzopirenos: los benzopirenos son partículas sólidas que se generan por la combustión del gasóleo, que contiene más impurezas que la gasolina al estar menos destilado que ésta. Además de contaminar el aire y propiciar la formación de smog (nubes de humo en las ciudades), son muy cancerígenos.
• Óxidos de azufre: debido a las impurezas de azufre presentes en los combustibles, se generan óxidos de azufre. Actualmente se ha reducido mucho su producción gracias a caros procesos de «desulfurización» en el proceso de destilación de los combustibles. Su presencia es mayor en el gasóleo, por lo que su producción es más cara que la de la gasolina, al ser más necesario este proceso para eliminar el azufre presente en él. Son los causantes de la lluvia ácida.
• NOx: los óxidos de nitrógeno, precisamente los causantes de la polémica de Volkswagen y la EPA. Se producen al elevar la presión dentro del cilindro y al trabajar con mezclas pobres en combustible, por lo que están más presentes en los motores diésel, pero cada vez son más frecuentes también en los motores de gasolina de inyección directa, que cada vez trabajan con relaciones de compresión más altas y mezclas no estequiométricas para aumentar el rendimiento y reducir el consumo. Existen varios tipos de óxidos de nitrógeno según sea la composición de la molécula, por eso se denominan NOx, pero hay varios tipos. El NO y el NO2 tienden a oxidarse con el oxígeno presente en la atmósfera y se transforman en NO3. Esta molécula es muy peligrosa porque tiene tendencia a asociarse con el hidrógeno (también presente en la humedad del aire) y se transforma en HNO3, que es ácido nítrico. También se pueden formar moléculas de N2O, que son muy estables, con un ciclo de vida de unos 170 años y son muy peligrosos al destruir el ozono y ser más potentes provocando efecto invernadero.

Qué gases se miden en la ITV

10 fotos En las ITV por ahora no se comprueban las emisiones NOx.

Ampliar

Como la tecnología suele ir por delante de las leyes, hasta ahora los motores no producían demasiados NOx, por lo que la legislación se limita a comprobar principalmente 4 elementos en las Inspecciones Técnicas de Vehículos (ITV):

• CO.
• CO2.
• HC.
• Benzopirenos, sólo a los vehículos diésel.

Es probable que con el escándalo destapado con el tema de las emisiones de óxidos de nitrógeno de los modelos del grupo VAG esto sufra cambios, pero en principio no deberían tener un carácter retroactivo, y ser sólo precisos para los modelos matriculados con fecha posterior a la entrada en vigor de la nueva legislación.

Es decir, si un coche está matriculado con fecha anterior a la de la futura ley (de implantarse) no tendrían por qué ser sometidos a un examen de emisiones NOx en la ITV y, por lo tanto, ser aptos para circular. Lo que sí pueden imponer los gobiernos son mayores impuestos o limitaciones al uso de estos vehículos para circular por determinadas zonas o ciudades, como sucede actualmente con modelos diésel anteriores a la Euro4 en algunas capitales europeas.

Cómo se reducen las emisiones contaminantes en los coches

10 fotos Los sistemas de escape incorporan diversos elementos para reducir las emisiones.

Ampliar

Como decía antes, cada paso adelante que se da para aumentar el rendimiento de los motores implica un mayor coste en su desarrollo. Este sobreprecio viene impuesto por dos motivos:

• 1.- La tecnología es más cara en sí misma.
• 2.- Al aumentar el rendimiento aparecen nuevos compuestos químicos en los gases que hay que eliminar. Esto es posible con una nueva reacción química fuera del cilindro, pero para ello hay que incorporar nuevos elementos (catalizadores) que incrementan el precio.

Aquí tienes una lista (por orden cronológico) de los sistemas que hay en los coches actualmente para reducir sus emisiones contaminantes:

• Ventilación del depósito de combustible en circuito cerrado: el combustible emite unos vapores contaminantes que deben ser «atrapados». Obviamente, para poder repostar necesitamos que el depósito no sea hermético, pero se instalan una serie de válvulas y tuberías que hacen que esos vapores sean canalizados y tratados en un filtro de carbón activo que los neutraliza. Si se genera gran cantidad de vapor y el filtro de carbón activo «no da abasto», se inyectan esos vapores en el motor para que los queme.
• Ventilación cerrada del cigüeñal: además del combustible, el aceite y la compresión de los cilindros producen emisiones contaminantes en la parte baja del motor. También son recirculados y reintroducidos en los cilindros para volver a quemarlos.
• Recirculación de gases de escape (EGR): para reducir las emisiones de HC (hidrocarburos parcialmente quemados), se incorpora una válvula que comunica el tubo de escape con la admisión del motor. Cuando la mecánica trabaja con poca carga ( si no pisamos mucho el acelerador) esa válvula se abre y permite que parte de los gases de escape vuelvan a entrar en el cilindro. De este modo se reduce la energía de la combustión (al reducir la densidad de oxígeno en el proceso) y se vuelven a quemar los posibles hidrocarburos mal combustionados anteriormente.
• Catalizador: un catalizador es un dispositivo que favorece que una reacción química tenga lugar. Actúa como una especie de «Celestina» entre moléculas. En un principio los coches montaban un solo catalizador (los de gasolina) cuya misión era lograr que las posibles moléculas de CO producidas en la combustión se transformasen en CO2 en el catalizador. En la actualidad, además de este catalizador es necesario otro que transforme los NOx en N2 y O2 (nitrógeno y oxígeno) que son totalmente inocuos.
• Filtro anti partículas: imprescindible en los diésel, se encarga de reducir las emisiones de benzopirenos. Aquí tienes un completo reportaje sobre cómo funciona y las principales averías del filtro anti partículas.
• Trampas NOx: a veces, el catalizador responsable de neutralizar los peligrosos NOx no es capaz de «hacer el trabajo en tiempo real», de modo que lo que se hace es instalar una trampa NOx. Lo que hace es «almacenar» los NOx cuando el motor está produciendo en exceso este gas (en las fases de baja carga) y los va transformando con posterioridad (si no se ha saturado antes, claro) cuando el conductor pise con más ganas el acelerador.
• Sistema AdBlue: para aumentar el rendimiento del catalizador NOx se añade urea diluida en agua al combustible diésel. De este modo, el amoníaco se combina con las moléculas de NOx para producir nitrógeno, oxígeno y agua. Aquí tienes una guía completa sobre cómo funciona el sistema AdBlue.