Contaminación en los motores

Por Enzo Nuvolari

Conocemos respecto al elevado rendimiento del motor de ciclo Diesel, en donde prevalece la limitación del consumo, y la disminución de las emisiones de monóxido de carbono (CO2). El importante "par motor", del que ya se dispone en bajos regímenes, hace del propulsor gasolero, en especial del turboDiesel, un medio agradable a la conducción. Cabe agregar que las emisiones del escape poseen altos valores de carbono particulado (hollín), y de óxidos de nitrógeno, y que las mismas pueden ser reducidas considerablemente mediante dispositivos o sistemas bastante complejos y caros. Este es el caso de los filtros antipartículas(FAP) y de los catalizadores, por ejemplo, como el DeNox.

Son indudables las ventajas que tiene el motor de ciclo Diesel, y el mayor rendimiento, comparado con el propulsor de ciclo Otto (nafta/gasolina). Esto significa una disminución del consumo de gasoil del 20 por ciento, que, por lógica, se traduce en una limitación de las emisiones de anhídrido carbónico. Con la utilización del turbosobrealimentador, aplicado cada día más al motor gasolero moderno, se puede contar con una importante disponibilidad de "par motor" también a bajo régimen.

Esto significa una rápida respuesta al accionar el acelerador y, como consecuencia, un importante confort en la conducción. Sin embargo, el motor Diesel emite contaminantes, pero en ciertos aspectos es más limpio que un motor naftero, y en los gases hay menos monóxido de carbono y menos hidrocarburos incombustos, que todavía son fáciles de tratar con un catalizador clásico.

Pero hay generación de carbono particulado y de óxidos de nitrógeno, es decir que el motor gasolero aporta bastante a la contaminación de hollín, que en la actualidad es un aspecto crítico en las grandes ciudades. Para limitar estas emisiones, las normas anticontaminación de Europa y USA prevén reducirlos cada día más. Es decir que, en los próximos años, serán indispensables los complejos sistemas de tratamiento de los gases de escape, como los filtros FAP y los catalizadores DeNox.



Cabe puntualizar que, desde hace algunos años, los automóviles Diesel son un suceso porque ofrecen bajos consumos y óptimas prestaciones, pero no siempre fue así ya que, antiguamente, el auto gasolero era lento y ruidoso, y era imposible pensar que un motor de este tipo podía equipar a un auto deportivo. El desarrollo continuo de los sistemas de inyección de gasoil y la adopción del turbo en forma generalizada, fueron cambiando la situación, hasta la fecha, cuando el Diesel es muy apreciado por el alto rendimiento de su ciclo termodinámico. En la actualidad, existen automóviles Diesel con emisiones ínfimas de CO2, como el Smart "fortwo 800 CDi", pero otras casas han visto en el Diesel un gran aliado para lograr los 130 gramos/km –fijado por la Unión Europea– para el 2012. Esto explica la elección de modelos como el Audi R8, que tiene un motor compacto de 4.2 litros, V8 TDI.

También en la búsqueda de la eficiencia máxima de contaminar menos con CO2, con respecto a los motores gasoleros, se está recurriendo al denominado "downsizing", es decir una reducción de la cilindrada total –a igualdad de potencia–, de manera tal de mejorar el rendimiento mecánico y, por lo tanto, el consumo de gasoil. En la actualidad, un motor de 1.6 litros turboDiesel tiene la misma potencia de un motor gasolero de hace algunos años de 2.0 litros, y un motor actual –de 2 litros– tiene las características de un motor de mayor cilindrada, sin desmedro de las prestaciones. Los motores modernos poseen un sistema de inyección de alta presión, gestionado electrónicamente, con más velocidad y precisión, en conjunto con un turbo de doble etapa, que permite superar las limitaciones que tiene un turbo de una sola etapa (unidad simple), asegurando un "par motor" importante a bajas velocidades, y una potencia elevada a altos regímenes.

Respecto de las ventajas del ciclo Diesel turbosobrealimentado (bajo nivel de CO2, y elevada potencia a velocidades intermedias), sin duda no lo son en los propulsores de ciclo Otto. En su evolución, el motor naftero posee sistemas de distribución variable muy desarrollados, que permiten variar en forma continua el desfasaje y la alzada, especialmente de la válvula de admisión. Por otra parte, la aplicación de la inyección directa de nafta- /gasolina y del turbo permitió el aumento de potencia en toda la gama de velocidades, bajando el consumo y, por ende, las emisiones contaminantes (a paridad de prestaciones), reduciendo peso y dimensiones (downsizing) en el propulsor.



Además, es oportuno tener en cuenta que, en un futuro cercano, se usarán combustibles no derivados del petróleo, que reducirán las emisiones y realizarán procesos de combustión más completos. Recientemente, se conocieron nuevos motores que, en ciertas condiciones, funcionan como Diesel (o de encendido espontáneo), y, en otras condiciones, como un motor de ciclo Otto, de nafta/gasolina. Realmente, todo esto está todavía a nivel experimental, y el funcionamiento lo efectúan motores prototipos, es decir que se habla de motores con las ventajas de un naftero o las de un Diesel.

Una marca a tener en cuenta es Mercedes Benz, que hace importantes inversiones en estos motores Diesotto, y a mejorar, haciendo más eficaces sus grandes motores nafteros para automóviles del mercado japonés, del norteamericano y del ruso. Su motor Diesotto tiene como base un motor naftero con inyección directa, con una combustión realizada por el salto de una chispa generada por la bujía de encendido, pero cuando se necesita una potencia reducida –a bajos e intermedios regímenes– el Diesotto deja de lado al ciclo Otto y el proceso de combustión cambia, ya que comienza a quemarse una mezcla aire/combustible "magra", es decir, pobre, de manera tal de permitir que se produzca un encendido espontáneo (sin el aporte de la chispa de la bujía), similar al ciclo Diesel. Indiscutiblemente, estos proyectos deben perfeccionarse, de forma tal de hacerlos alcanzables, reduciendo los problemas de costos elevados, y de complejos sistemas de eliminación o disminución de la contaminación con tecnología de catalizadores.