Control de contaminantes de fuentes móviles

La combustión de carburantes en los motores de los vehículos es una de las fuentes más importantes de contaminación de tipo móvil, emitiendo CO, COVs, NOx. El aumento del parque de automóviles ha ocasionado que este problema se agrave, aunque las nuevas tecnologías permiten una mejora en las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes.

La emisión de contaminantes se produce debido a los procesos de combustión que tienen lugar en el interior de los cilindros, y en menor medida por la evaporación de combustible en llenado de tanques, en el interior de motores y las pérdidas en depósitos.

Reducción de emisiones mediante reactores externos

1. Reactores térmicos: Producen la mezcla de los gases de la salida del motor con aire fresco produciéndose total oxidación del CO y los hidrocarburos residuales. Es necesaria una mezcla rica en combustible para asegurar un mayor grado de combustión en el reactor. El principal problema es la elevada temperatura que es necesaria, los materiales empleados deben ser especiales y además es necesario un espacio adicional en el motor para lograr una combustión eficaz de los gases residuales.
2. Reactores catalíticos externos: Consiste en un soporte cerámico con una capa de alúmina, y una capa de un material precioso (platino, paladio, rodio) que hace de catalizador permitiendo la oxidación del CO a CO2, de HC a CO2y H2O y de NO a N2. Estos reactores consiguen solucionar algunas de las deficiencias que presentan los reactores térmicos. Al existir un catalizador la temperatura es menor ya que hace que la energía de activación disminuya. Los catalizadores más modernos son de tres vías, logrando en un único sistema la oxidación de los tres gases. Para que el funcionamiento sea el adecuado el motor debe llevar una sonda que controla la riqueza de la mezcla (Sonda Lambda). Señalar que los motores equipados con catalizadores pierden potencia debido a la bajada de presión que se produce en el catalizador.

Emisión en vehículos Diesel

Emiten gran cantidad de partículas, se emiten más NOx y son más sucios en cuanto a azufre (se producen más SO2 y gases de salida son más ricos en O2, lo que impide el uso de catalizador). La temperatura de los cilindros es mayor que en una gasolina (“arden” por compresión, no por ignición).

Con mejoras en el combustible se disminuyen las emisiones NOx y partículas:

1. Aditivos tales como metanol o etanol
2. Uso de otros carburantes tales como: GLP (gas licuado de petróleo, (95% propano)

Metanol (CH3-OH):

1. Elevado octanaje
2. Arde a una menor temperatura (< NOx) y de forma más completa (< CO y HC)
3. Alta toxicidad. Produce mayores niveles de aldehídos (HCHO)
4. Problemas de arranque a bajas temperaturas
5. Poder energético menor que el de la gasolina)
6. Arde sin llama (problema en caso de accidente)
7. Genera altos niveles de CO2 si su producción es a partir del carbón
8. Se emplea unido a la gasolina

Etanol CH3-CH2-OH:

1. Se trata de un bio-combustible: Se puede producir a partir de semillas, caña de azúcar, etc... Genera menos CO y HC
2. Aumenta el octanaje
3. Se suele emplear con gasolina

Sistemas alternativos:

1. Motores eléctricos
2. Sistemas híbridos
3. Sistemas con células de hidrógeno