Contaminació per automòbils
1989/09/01 Otaolaurretxi, Jon | Tapia, Xipitri Iturria: Elhuyar aldizkaria
Els automòbils generen més contaminació que qualsevol activitat humana. Això no és nou, ja que des del final de la segona guerra mundial ha estat un problema que ha anat creixent any rere any. La primera normativa reguladora coneguda per aquest problema es va desenvolupar als EUA en 1963 i en 1983 la majoria dels països del món van acceptar les xifres standards d'aire contaminat. Holanda, el Japó, Hegokore, Àustria, Suècia, Novergia i Suïssa han fet nous passos en la normativa anticontaminació. A l'abril d'enguany el Parlament Europeu ha fet una crida a les autoritats europees perquè apliquin els standards aprovats als EUA en 1983, ja que els fabricants europeus d'automòbils no han tractat massa en aquest camp.
Alguns organismes internacionals afirmen que els motors de gasolina i dièsel emeten almenys la meitat dels òxids de carboni (II), hidrocarburs i òxids de nitrogen procedents dels combustibles fòssils. A més, aquests motors emeten un altre tipus de partícules.
L'òxid de carboni (II) pot causar la mort en locals tancats. Els òxids de nitrogen faciliten la formació de certs àcids nocius. Alguns hidrocarburs també poden causar càncer.
Si els motors emeten les substàncies esmentades, la combustió és insuficient. La combustió que es produeix en els pistons dels toros requereix quatre factors: alta pressió, alta temperatura, combustible i oxigen. El pistó comprimeix la mescla de combustible evaporat i aire. En els motors de gasolina, quan el pistó aconsegueix la part superior del cilindre, una espurna extreta d'una bugia provoca l'explosió de la mescla. Com els pistons estan units per una biela, el cigonyal comença a girar.
Aquest moviment es transmet a les rodes dels cotxes i per tant es desplaça. Si el rendiment del motor fora del 100%, el combustible dels cilindres es cremaria íntegrament, però no així, en els motors de gasolina el rendiment oscil·la entre el 65% i el 75%, i en els de bieles entre el 80% i el 90%.
Les causes principals que les combustions no siguin completes són d'una banda que en el cilindre no tots els punts es troben a la mateixa temperatura. D'altra banda, el nitrogen de l'aire pot formar òxids en els cilindres i els combustibles, que contenen òxids de sofre i de nitrogen, provoquen com a fortes explosions a l'interior dels cilindres i formen capes d'òxid en les vàlvules.
Per tant, si es desitja una millor combustió, és necessari fer front als problemes esmentats. I això no és impossible. Les companyies petroquímiques poden eliminar impureses dels combustibles i els enginyers han d'orientar tècnicament l'ús de combustibles sense plom.
Quant als motors, el primer que cal fer és millorar el carburador. La funció d'aquest dispositiu és barrejar combustible i aire abans d'entrar al cilindre. Millor que el carburador és l'injector. La inyectora, en la cambra d'aire fresc, introdueix l'evaporació sota pressió. Els dispositius electrònics mesuren la quantitat de combustible que necessita el motor. El següent pas és que l'explosió es produeixi en el moment necessari.
El temps d'explosió va variant segons el que necessita el motor i es necessiten dispositius electrònics per a controlar el moment de l'explosió en cada cicle. No obstant això, hi ha un obstacle, que és l'econòmic, que és car. L'automòbil no ofereix, ni molt menys, les condicions més adequades per a treballar.
Una altra via per a millorar la combustió pot ser el reciclatge de gasos de fuita. Evidentment, la qualitat i acabat dels diferents materials que componen el motor tenen a veure amb el rendiment del motor.
La funció del pot catalític és transformar el diòxid de carboni (CO) en diòxid de carboni (CO), l'òxid de nitrogen en nitrogen i cremar totalment hidrocarburs no cremats. Dins d'aquest pot d'acer inoxidable, els gasos cremats en el motor passen a través d'alguns metalls del grup del platí (pal·ladi o rodio), que poden accelerar (catalitzar) les reaccions químiques sense la seva participació.
En la pràctica, el pot catalític només té carcassa d'acer inoxidable i en el seu interior un bloc ceràmic anomenat monòlit. El monòlit té milers de petites cel·les d'al voltant d'un mil·límetre de costat i sobre el suport ceràmic té una capa d'alumini de 10-15 micres de gruix. Aquesta capa combina microcristales de pal·ladi, platí i rodio. Els milers d'inertizados es deuen al fet que els gasos cremats toquen els catalitzadors a la seva sortida en la major superfície possible (uns 2,8 m 2).
En els tres metalls preciosos anteriorment esmentats, el rodio és el més interessant per si mateix, ja que afecta els tres contaminants. No obstant això, costa desfiguradamente (uns 6.000.000 de pessetes el quilo), per la qual cosa només se sol col·locar un petit tros de rodio. La majoria conté platí. Tant si es cremen hidrocarburs com si el gas CO es converteix en CO 2, el quilo val “només” 2.600.000 pessetes. El pal·ladi té el mateix efecte, però és de menor rendiment (costa aproximadament 600.000 pessetes). Normalment en el pot catalític sol haver-hi un 15% de rodio, 55% de platí i 30% de mescla de pal·ladi.
En els cotxes nous de gasolina amb cilindrada superior a dos litres a Europa des d'octubre de l'any passat, el pot catalític és obligatori, la qual cosa encareix el preu de l'automòbil en unes 100.000 pessetes.
En els automòbils de menor cilindrada s'espera que a poc a poc vagin muntant pots catalítics, amb la intenció d'obligar-los a col·locar-los obligatòriament en tots els cotxes nous en 1993.
En els automòbils de cilindrada petita, el pot catalític no té rodio. S'aconseguirà que el gas CO es converteixi en CO 2 i que els gasos no cremats es cremin per complet. L'oxidació catalítica necessita més oxigen i per això s'injecta aire fresc al pot a través d'una bomba. Per a reduir la quantitat d'òxid de nitrogen, el motor necessita un carburador de major precisió. L'excés d'aire que entra en el cilindre augmenta la temperatura de combustió i augmenta la generació d'òxids de nitrogen. Per a millorar la instal·lació parteix dels gasos de fuita es pot reincorporar al cilindre degut a la disminució de la temperatura de cocció i a la menor generació d'òxids de nitrogen.
En els automòbils de gran cilindrada (de més de 2 litres) els pots catalítics comptaran amb els tres metalls esmentats anteriorment. Per a catalitzar adequadament la reacció dels gasos, la seva composició ha de mantenir-se constant. Això significa que la barreja aire/gasolina que entra en el cilindre ha d'estar molt dosada i que la mescla s'ha d'encendre en un moment molt concret. La primera condició s'obté mitjançant injecció electrònica de gasolina. Aquesta injecció està governada per una calculadora amb una sonda anomenada lambda que informa de l'oxigen del gas que va al pot. 14,5 grams d'aire i un gram de gasolina és la relació estequiomètrica o mescla teòrica ideal. Si té més aire, no tots els òxids de nitrogen podran oxidar-se en el pot catalític i si té més gasolina, els hidrocarburs no cremats no s'eliminaran completament en el pot.
Convé governar electrònicament el moment d'encendre la mescla a l'interior del cilindre, però els cotxes de gran cilindrada tenen encesa electrònica i no cal solucionar aquest problema.
Els metalls preciosos continguts en el pot catalític no intervenen directament en reaccions químiques. Per això la vida del pote no té límits teòricament. En la pràctica, no obstant això, a partir dels 80.000 o 100.000 quilòmetres el rendiment dels pots disminueix considerablement. Els microcristales de metalls preciosos s'aglomeren a més i la superfície de contacte en el pot és més reduïda.
No gasolina Super! Aquest és un altre dels requisits que exigeix el pot catalític. El pot no admet gasolina amb plom. Per tant, com la gasolina “super” té plom (el normal té menys) no s'ha d'utilitzar. En cremar la gasolina “Super” s'extreuen òxids de plom en els gasos de fuita i deixa plens els inertizados del monòlit. Alguns additius que s'afegeixen a l'oli del càrter també contenen partícules metàl·liques i estan prohibits en cas que hi hagi pots.
Per això, l'obligatorietat de col·locar pots catalítics ha d'anar acompanyada del consum de gasolina sense plom Eurosuper. Aquesta nova gasolina requereix una menor relació de compressió en el cilindre i la potència del motor és aproximadament un 3% menor. El consum augmenta al mateix temps.
El pot catalític té un altre perill. Si per avaria de motor la mescla de combustible i aire passa pel cilindre sense cremar-se, es crema en el pot electrolític i la seva temperatura pot arribar fins a 1400C. A aquesta temperatura el monòlit interior es fundi i es deteriora.
Amb la finalitat d'evitar tots aquests desavantatges que té el pot catalític, la solució seria comprar cotxes de motor dièsel. Quant a l'òxid de carboni (II) i els òxids de nitrogen, el motor dièsel compleix amb totes les normes europees, però es generen altres contaminants nocius, com el diòxid de sofre i les partícules no cremades, que semblen cancerígenes. No s'han inventat encara bons filtres contra aquests contaminants nocius.
Una altra alternativa seria el motor de “mescla pobra” o “carregat per capes”. Aquest motor té una menor relació de compressió en el cilindre, un millor rendiment, una combustió més completa i menys contaminants en els gasos de fuita. Però han passat vint anys des que es va preparar aquest tipus de motors i encara ningú l'ha comercialitzat.
Per tant, les recerques poden enfocar-se des de moltes línies. És possible restaurar i netejar el medi ambient, però avui dia és car. La tecnologia i l'economia estan molt lligades. Els danys a la salut també són costosos (baixes, jornades perdudes, assistència hospitalària, etc.). ). En definitiva, comprar cotxes contaminants o cotxes cars depèn de la nostra capacitat econòmica.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
