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Locomotora diesel British Rail Class 55 Deltic con su característico escape denso al arrancar un tren

El escape diesel es el escape gaseoso producido por un motor de combustión interna tipo diesel , más cualquier partícula contenida . Su composición puede variar con el tipo de combustible o la tasa de consumo, o la velocidad de operación del motor (por ejemplo, al ralentí oa velocidad o bajo carga), y si el motor está en un vehículo de carretera, vehículo agrícola, locomotora, embarcación marina, o generador estacionario u otra aplicación. [1]

El escape de diesel es un carcinógeno del Grupo 1 , que causa cáncer de pulmón y tiene una asociación positiva con el cáncer de vejiga . [2] [3] [4] [5] [6] Contiene varias sustancias que también están enumeradas individualmente como carcinógenos humanos por la IARC . [7]

Existen métodos para reducir los óxidos de nitrógeno (NO x ) y el material particulado (PM) en el escape. Por lo tanto, mientras que el combustible diesel contiene un poco más de carbono (2,68 kg CO₂ / litro) que la gasolina (2,31 kg CO liter / litro), las emisiones totales de CO₂ de un automóvil diésel tienden a ser más bajas. En uso, en promedio, esto equivale a alrededor de 200 g de CO₂ / km para la gasolina y 120 g de CO₂ / km para el diésel.

Composición[ editar ]

Los productos principales de la combustión del combustible de petróleo en el aire son el dióxido de carbono, el agua y el nitrógeno. Los otros componentes existen principalmente por combustión incompleta y pirosíntesis . [1] [8] Si bien la distribución de los componentes individuales de los gases de escape diésel en bruto (sin tratar) varía según factores como la carga, el tipo de motor, etc., la tabla adyacente muestra una composición típica.

Las condiciones físicas y químicas que existen dentro de dichos motores diesel bajo cualquier condición difieren considerablemente de los motores de encendido por chispa, porque, por diseño, la potencia del motor diesel está controlada directamente por el suministro de combustible, no por el control de la mezcla de aire / combustible, como en motores de gasolina convencionales. [9] Como resultado de estas diferencias, los motores diesel generalmente producen una variedad diferente de contaminantes que los motores impulsados ​​por chispas, diferencias que a veces son cualitativas (qué contaminantes hay y cuáles no), pero más a menudo cuantitativas (cuánto de contaminantes particulares o clases de contaminantes están presentes en cada uno). Por ejemplo, los motores diésel producen una vigésimo octava parte del monóxido de carbono que los motores de gasolina, ya que queman su combustible en exceso de aire incluso a plena carga.[10] [11] [12]

Sin embargo, la naturaleza de combustión pobre de los motores diesel y las altas temperaturas y presiones del proceso de combustión dan como resultado una producción significativa de NO x ( óxidos de nitrógeno gaseosos ), un contaminante del aire que constituye un desafío único en cuanto a su reducción. [ no verificado en la carrocería ] Si bien el total de óxidos de nitrógeno de los automóviles de gasolina ha disminuido alrededor del 96% gracias a la adopción de convertidores catalíticos de escape a partir de 2012, los automóviles diésel todavía producen óxidos de nitrógeno a un nivel similar a los comprados 15 años antes en pruebas del mundo real ; por tanto, los coches diésel emiten alrededor de 20 veces más óxidos de nitrógeno que los coches de gasolina. [13] [14] [15]Los motores diésel de carretera modernos suelen utilizar sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR) para cumplir con las leyes de emisiones, ya que otros métodos como la recirculación de gases de escape (EGR) no pueden reducir adecuadamente el NO x para cumplir con los estándares más nuevos aplicables en muchas jurisdicciones. Los sistemas diesel auxiliares diseñados para remediar los contaminantes de óxido de nitrógeno se describen en una sección separada a continuación.

Además, las partículas finas ( partículas finas) en los gases de escape del diesel (p. Ej., Hollín , a veces visible como humo opaco de color oscuro) han sido tradicionalmente de mayor preocupación, ya que presentan diferentes problemas de salud y rara vez se producen en cantidades significativas por chispas. motores de encendido . Estos contaminantes particulados especialmente dañinos están en su punto máximo cuando dichos motores funcionan sin suficiente oxígeno para quemar completamente el combustible; cuando un motor diesel funciona al ralentí, suele haber suficiente oxígeno para quemar el combustible por completo. [16] (El requerimiento de oxígeno en los motores que no están en ralentí generalmente se mitiga con el turbocompresor . [ Cita requerida ]). Desde el punto de vista de las emisiones de partículas, se ha informado que los gases de escape de los vehículos diésel son significativamente más dañinos que los de los vehículos de gasolina.

Los escapes de diesel, conocidos desde hace mucho tiempo por sus olores característicos, cambiaron significativamente con la reducción del contenido de azufre del combustible diesel y nuevamente cuando se introdujeron los convertidores catalíticos en los sistemas de escape. [ no verificado en la carrocería ] Aun así, los escapes de diesel continúan conteniendo una variedad de contaminantes inorgánicos y orgánicos, en varias clases y en concentraciones variables (ver más abajo), dependiendo de la composición del combustible y las condiciones de funcionamiento del motor.

Composición de los gases de escape según diversas fuentes [ editar ]

Composición de los gases de escape diésel
Composición media de los gases de escape de los motores diésel (Reif 2014) [17]Composición media de los gases de escape de los motores diésel (Merker, Teichmann, 2014) [18]Primera composición de escape del motor diesel (Hartenstein, 1895) [19]Composición de los gases de escape de los motores diésel (Khair, Majewski, 2006) [20]Composición del escape del motor diesel (varias fuentes)
EspeciesPorcentaje de masaPorcentaje de volumenPorcentaje de volumen(¿Volumen?) Porcentaje
Nitrógeno (N 2 )75,2%72,1%-~ 67%-
Oxígeno (O 2 )15 %0,7%0,5%~ 9%-
Dióxido de carbono (CO 2 )7,1%12,3%12,5%~ 12%-
Agua (H 2 O)2,6%13,8%-~ 11%-
Monóxido de carbono (CO)0,043%0,09%0,1%-100-500 ppm [21]
Óxido de nitrógeno ( NO
X )		0,034%0,13%--50-1.000 ppm [22]
Hidrocarburos (HC)0,005%0,09%---
Aldehído0,001%n / A---
Material particulado ( sulfato + sustancias sólidas)0,008%0,0008%--1–30 mg · m −3 [23]

Clases químicas [ editar ]

Las siguientes son clases de compuestos químicos que se han encontrado en los gases de escape de diesel. [24]

Clase de contaminante químicoNota
compuestos de antimonio [ cita requerida ]Toxicidad similar a la intoxicación por arsénico [25]
compuestos de berilioCarcinógenos del Grupo 1 de la IARC
compuestos de cromo [26]Posibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC
compuestos de cobalto
compuestos de cianuro [26]
dioxinas [26] y dibenzofuranos
compuestos de manganeso [26]
compuestos de mercurio [26]Posibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC
óxidos de nitrógeno [26]5,6 ppm o 6500 μg / m³ [1]
Materia orgánica policíclica , incluidos los
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) [1] [26]
compuestos de selenio
compuestos de azufre [26]

Productos químicos específicos [ editar ]

Las siguientes son clases de productos químicos específicos que se han encontrado en los gases de escape de diesel. [26] [ verificación necesaria ] [ necesita actualización ] [1] [ página necesaria ] [ verificación necesaria ]

Contaminante químicoNotaConcentración, ppm
acetaldehídoCarcinógenos (posibles) del Grupo 2B de la IARC
acroleínaPosibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC
anilinaPosibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC
arsénicoCarcinógenos del Grupo 1 de la IARC , disruptor endocrino [ cita requerida ]
benceno [1]Carcinógenos del Grupo 1 de la IARC
bifeniloToxicidad leve [ cita requerida ]
ftalato de bis (2-etilhexilo)Disruptor endocrino [27] [28] [29] [30]
1,3-butadienoCarcinógenos del Grupo 2A de la IARC
cadmioCarcinógenos del Grupo 1 de la IARC , disruptor endocrino [ cita requerida ]
cloroSubproducto de la inyección de urea [ cita requerida ]
clorobencenoToxicidad "[baja] moderada" [31]
cresol §
Ftalato de dibutiloDisruptor endocrino [ cita requerida ]
1,8-dinitropirenoFuertemente cancerígeno [32] [33]
etilbencina
formaldehídoCarcinógenos del Grupo 1 de la IARC
plomo inorgánicoDisruptor endocrino [ cita requerida ]
metanol
metiletilcetona
naftalinaCarcinógenos del Grupo 2B de la IARC
níquelCarcinógenos del Grupo 2B de la IARC
3-nitrobenzantrona (3-NBA)Fuertemente cancerígeno [32] [34]0,6-6,6 [35]
4-nitrobifeniloIrritante, daña los nervios / hígado / riñones [36]2.2 [37] [38]
fenol
fósforo
pireno [1]3532–8002 [37] [39]
benzo (e) pireno487–946 [37] [39]
benzo (a) pirenoCarcinógeno del Grupo 1 de la IARC208–558 [37] [39]
fluoranteno [1]Posibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC3399–7321 [37] [39]
propionaldehído
estirenoCarcinógenos del Grupo 2B de la IARC
toluenoPosibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC
xileno §Posibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC

§ Incluye todos los regioisómeros de este compuesto aromático . Consulte las descripciones de orto, meta y paraisómeros en el artículo de cada compuesto.

Reglamento [ editar ]

Más información: Norma de emisión y motor diésel para uso fuera de carretera § Normas de emisión

Para reducir rápidamente el material particulado de los motores diésel de servicio pesado en California, la Junta de Recursos del Aire de California creó el Programa de cumplimiento de estándares de calidad del aire en memoria de Carl Moyer para proporcionar fondos para actualizar los motores antes de las regulaciones de emisiones. [40] En 2008, la Junta de Recursos del Aire de California también implementó la Regla de Camiones y Autobuses del Estado de California de 2008, que requiere que todos los camiones y autobuses diesel de servicio pesado, con algunas excepciones, que operan en California, readapten o reemplacen motores para Reducir la materia particulada de diesel. [ cita requerida ] La Administración de Salud y Seguridad en Minas de EE. UU .(MSHA) emitió una norma sanitaria en enero de 2001 diseñada para reducir la exposición de los gases de escape de diesel en minas subterráneas de metales y no metales; el 7 de septiembre de 2005, MSHA publicó un aviso en el Registro Federal proponiendo posponer la fecha de vigencia desde enero de 2006 hasta enero de 2011. [ cita requerida ]

Contenido sulfuroso:

A diferencia del envío internacional, que tiene un límite de Sufhur al 3,5% masa / masa fuera de ECA hasta 2020, donde se reduce al 0,5% fuera de ECA, el diésel para uso en carretera y fuera de carretera (equipo pesado) se ha limitado en toda la UE desde el 2009

"El diésel y la gasolina se han limitado a 10 ppm de azufre desde 2009 (para vehículos de carretera) y 2011 (vehículos no de carretera). Las especificaciones obligatorias también se aplican a más de una docena de parámetros de combustible". [41]

Preocupaciones de salud[ editar ]

Preocupaciones generales [ editar ]

Se ha informado que las emisiones de los vehículos diésel son significativamente más dañinas que las de los vehículos de gasolina. [42] [Se necesita una mejor fuente ] El escape de la combustión de diesel es una fuente de hollín atmosférico y partículas finas , que es un componente de la contaminación del aire implicada en el cáncer humano, [43] [44] daño cardíaco y pulmonar, [45] y mental marcha. [46] Además, los gases de escape de diésel contienen contaminantes clasificados como cancerígenos para los seres humanos por la IARC (parte de la Organización Mundial de la Salud de las Naciones Unidas ), como están presentes en suLista de carcinógenos del Grupo 1 de la IARC . [7] Diesel contaminación de escape se piensa [ por quién? ] para representar alrededor de una cuarta parte de la contaminación del aire en décadas anteriores, [ ¿cuándo? ] y una alta proporción de enfermedades causadas por la contaminación del automóvil. [47] [se necesita una mejor fuente ]

Efectos en la salud ocupacional [ editar ]

Dos monitores de partículas diésel

La exposición a los gases de escape de diésel y al material particulado de diésel (DPM) es un riesgo ocupacional para los camioneros , los trabajadores del ferrocarril , los ocupantes de casas residenciales en las cercanías de un patio de ferrocarriles y los mineros que utilizan equipos a diésel en las minas subterráneas. También se han observado efectos adversos para la salud en la población general a concentraciones de partículas atmosféricas ambientales muy por debajo de las concentraciones en entornos ocupacionales.

En marzo de 2012, científicos del gobierno de EE. UU. Demostraron que los mineros subterráneos expuestos a altos niveles de humos de diesel tienen un riesgo tres veces mayor de contraer cáncer de pulmón en comparación con aquellos expuestos a niveles bajos. El estudio de $ 11,5 millones sobre el escape de diésel en mineros (DEMS) siguió a 12,315 mineros, controlando los carcinógenos clave como el humo del cigarrillo, el radón y el asbesto. Esto permitió a los científicos aislar los efectos de los humos de diesel. [48] [49]

Durante más de 10 años, se han planteado preocupaciones en los EE. UU. Con respecto a la exposición de los niños al DPM cuando viajan en autobuses escolares con motor diésel hacia y desde la escuela. [50] En 2013, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) estableció la iniciativa Clean School Bus USA en un esfuerzo por unir organizaciones públicas y privadas para frenar la exposición de los estudiantes. [51]

Preocupaciones por las partículas[ editar ]

Camión pesado, con partículas visibles de hollín

La materia particulada de diesel (DPM), a veces también llamada partículas de escape de diesel (DEP), es el componente particulado del escape de diesel, que incluye hollín de diesel y aerosoles como partículas de ceniza, partículas de abrasión metálica, sulfatos y silicatos . Cuando se libera a la atmósfera , el DPM puede tomar la forma de partículas individuales o agregados de cadena, con la mayoría en el rango submicrométrico invisible de 100 nanómetros , también conocidas como partículas ultrafinas (UFP) o PM0.1.

La principal fracción de partículas de los gases de escape diésel consiste en partículas finas . Debido a su pequeño tamaño, las partículas inhaladas pueden penetrar profundamente en los pulmones. [1] Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) del escape estimulan los nervios de los pulmones, provocando tos reflejos, sibilancias y dificultad para respirar. [52] Las superficies rugosas de estas partículas facilitan su unión con otras toxinas en el medio ambiente , aumentando así los peligros de la inhalación de partículas. [16] [ verificación necesaria ] [1]

Omidvarborna y colaboradores informaron un estudio de las emisiones de materia particulada (PM) de los autobuses de tránsito que funcionan con ULSD y una mezcla de biodiésel y diésel convencional (B20), donde concluyen que las emisiones de partículas parecían menores en los casos de uso mixto de diésel / biodiésel, donde dependían del modelo del motor , los modos de ralentí en frío y caliente y el tipo de combustible, y que los metales pesados en PM emitidos durante el ralentí en caliente eran mayores que los de ralentí en frío; Se sugirió que las razones de la reducción de PM en las emisiones de biodiésel son el resultado de la estructura oxigenada del combustible biodiésel, así como también el resultado de cambios en la tecnología (incluido el uso de un convertidor catalítico).en este sistema de prueba). [53] Otros estudios concluyeron que, si bien en ciertos casos específicos (es decir, cargas bajas, materias primas más saturadas, ...), las emisiones de NOx pueden ser más bajas que con el combustible diesel, en la mayoría de los casos las emisiones de NOx son más altas y las emisiones de NOx incluso disminuyen. aumenta a medida que se mezcla más biocombustible. El biodiésel puro (B100) incluso termina teniendo entre un 10 y un 30% más de emisiones de NOx en comparación con el combustible diésel normal. [54]

Efectos específicos [ editar ]

Las exposiciones se han relacionado con síntomas agudos a corto plazo como dolor de cabeza , mareos , aturdimiento , náuseas , tos , dificultad o dificultad para respirar , opresión en el pecho e irritación de los ojos, la nariz y la garganta. [55] Las exposiciones a largo plazo pueden provocar problemas de salud crónicos y más graves, como enfermedades cardiovasculares , enfermedades cardiopulmonares y cáncer de pulmón . [43] [44] [56] El carbono elemental atribuible al tráfico se asoció significativamente con las sibilanciasa la edad de 1 y sibilancias persistentes a la edad de 3 en el estudio de cohorte de nacimiento del Estudio de Alergia y Contaminación del Aire en la Niñez de Cincinnati. [57]

El proyecto sobre contaminación del tráfico y salud en Londres financiado por NERC-HPA en el King's College de Londres es actualmente [ ¿cuándo? ] buscando perfeccionar la comprensión de los efectos sobre la salud de la contaminación del tráfico. [58] La contaminación del aire relacionada con el tráfico ambiental se asoció con una disminución de la función cognitiva en los hombres mayores. [46]

La mortalidad por exposición al hollín del diesel en 2001 fue de al menos 14.400 de la población alemana de 82 millones, según el informe oficial 2352 de la Umweltbundesamt Berlin (Agencia Federal de Medio Ambiente de Alemania). [ cita requerida ]

El estudio de las nanopartículas y la nanotoxicología está en su infancia, y aún se están descubriendo los efectos en la salud de las nanopartículas producidas por todo tipo de motores diesel. Está claro que los perjuicios para la salud del diésel causados ​​por las emisiones de partículas finas son graves y generalizados. Aunque un estudio no encontró evidencia significativa de que la exposición a corto plazo a los gases de escape de diesel produzca efectos extrapulmonares adversos, efectos que se correlacionan con un aumento de la enfermedad cardiovascular , [59] un estudio de 2011 en The Lancet concluyó que la exposición al tráfico es la más grave Desencadenante prevenible de ataque cardíaco en el público en general, como causa del 7,4% de todos los ataques.[45] Es imposible saber cuánto de este efecto se debe al estrés de estar en el tráfico y cuánto se debe a la exposición a los gases de escape. [ cita requerida ]

Dado que el estudio de los efectos perjudiciales para la salud de las nanopartículas ( nanotoxicología ) aún está en su infancia, y se sigue descubriendo la naturaleza y el alcance de los impactos negativos para la salud de los gases de escape de diésel. Sigue siendo controvertido si el impacto de los motores diesel en la salud pública es mayor que el de los vehículos de gasolina. [60]

Variación con las condiciones del motor [ editar ]

Los tipos y cantidades de nanopartículas pueden variar según las temperaturas y presiones de funcionamiento, la presencia de una llama abierta, el tipo de combustible fundamental y la mezcla de combustible, e incluso mezclas atmosféricas. Como tal, los tipos de nanopartículas resultantes de diferentes tecnologías de motores e incluso diferentes combustibles no son necesariamente comparables. Un estudio ha demostrado que el 95% del componente volátil de las nanopartículas de diesel es aceite lubricante no quemado. [61] Aún es necesario aclarar más los efectos a largo plazo, así como los efectos en grupos susceptibles de personas con enfermedades cardiopulmonares.

Los motores diésel pueden producir hollín negro (o más específicamente partículas diésel) a partir de sus gases de escape. El humo negro consiste en compuestos de carbono que no se han quemado debido a las bajas temperaturas locales donde el combustible no está completamente atomizado. Estas bajas temperaturas locales se producen en las paredes del cilindro y en la superficie de grandes gotas de combustible. En estas áreas donde hace relativamente frío, la mezcla es rica (al contrario de la mezcla general que es magra). La mezcla rica tiene menos aire para quemar y parte del combustible se convierte en un depósito de carbono. Los motores de los automóviles modernos utilizan un filtro de partículas diésel(DPF) para capturar partículas de carbono y luego quemarlas de forma intermitente utilizando combustible adicional inyectado directamente en el filtro. Esto evita la acumulación de carbono a expensas de desperdiciar una pequeña cantidad de combustible.

El límite de carga completa de un motor diesel en servicio normal está definido por el "límite de humo negro", más allá del cual el combustible no puede quemarse por completo. Como el "límite de humo negro" todavía es considerablemente pobre en estequiométrico, es posible obtener más potencia al excederlo, pero la combustión ineficiente resultante significa que la potencia adicional tiene el precio de una menor eficiencia de combustión, un alto consumo de combustible y nubes densas. de humo. Esto solo se hace en aplicaciones de alto rendimiento donde estas desventajas son de poca importancia.

Al arrancar en frío, la eficiencia de combustión del motor se reduce porque el bloque del motor frío extrae calor del cilindro en la carrera de compresión. El resultado es que el combustible no se quema por completo, lo que genera humo azul y blanco y una menor potencia de salida hasta que el motor se ha calentado. Este es especialmente el caso de los motores de inyección indirecta, que son menos eficientes térmicamente. Con la inyección electrónica, la sincronización y la duración de la secuencia de inyección se pueden modificar para compensar esto. Los motores más antiguos con inyección mecánica pueden tener un control de gobernador mecánico e hidráulico para alterar la sincronización, y bujías incandescentes controladas eléctricamente de múltiples fases , que permanecen encendidas durante un período después del arranque para garantizar una combustión limpia; los enchufes se cambian automáticamente a una potencia más baja para evitar que se quemen.


Wärtsilä afirma que hay dos formas de formar humo, en los motores diésel grandes, una es que el combustible golpea el metal y no tiene tiempo para quemar. El otro es cuando hay demasiado combustible en la cámara de combustión.

Wärtsilä ha probado un motor y ha comparado la salida de humo, cuando se utiliza un sistema de combustible convencional y un sistema de combustible de riel común, el resultado muestra una mejora en todas las condiciones de operación cuando se usa el sistema de riel común. [62]

Efectos ecológicos [ editar ]

Los experimentos realizados en 2013 mostraron que los gases de escape de diesel perjudicaron la capacidad de las abejas para detectar el olor de las flores de colza . [63]

Remedios [ editar ]

General [ editar ]

Con el endurecimiento de los estándares de emisiones , los motores diésel tienen que ser más eficientes y tener menos contaminantes en sus gases de escape . [ cita requerida ] Por ejemplo, un camión de servicio liviano ahora debe tener emisiones de NOx inferiores a 0.07 g / milla, [ ¿cuándo? ] [ cita requerida ] y en los EE. UU., para 2010, las emisiones de NOx deben ser inferiores a 0,03 g / milla. [ cita requerida ]Además, en los últimos años, Estados Unidos, Europa y Japón han ampliado las regulaciones de control de emisiones para que no cubran los vehículos de carretera para incluir vehículos agrícolas y locomotoras, embarcaciones marinas y aplicaciones de generadores estacionarios. [64] Cambiar a un combustible diferente (es decir, dimetiléter y otros bioéteres como dietiléter [65] ) tiende a ser un medio muy eficaz para reducir contaminantes como NOx y CO. Cuando se utiliza dimetiléter (DME), por ejemplo, Las emisiones de material particulado son casi inexistentes e incluso se podría omitir el uso de filtros de partículas diésel. [66] Además, dado que el DME se puede fabricar a partir de desechos animales, alimentarios y agrícolas, incluso se puedecarbono neutro (a diferencia del diésel normal). La mezcla de bioéter (u otros combustibles como el hidrógeno) [67] [68] en el diésel convencional también tiende a tener un efecto beneficioso sobre los contaminantes que se emiten. Además de cambiar el combustible, los ingenieros de EE. UU. También han ideado otros dos principios y sistemas distintos para todos los productos en el mercado que cumplen con los criterios de emisiones de EE. UU. 2010, [ cita requerida ] [ necesita actualización ] reducción selectiva no catalítica (SNCR) y recirculación de gases de escape (EGR). Ambos se encuentran en el sistema de escape de los motores diésel y además están diseñados para promover la eficiencia. [ cita requerida ]

Reducción catalítica selectiva [ editar ]

La reducción catalítica selectiva (SCR) inyecta un reductor como amoníaco o urea, esta última acuosa, donde se conoce como líquido de escape diesel , DEF), en el escape de un motor diesel para convertir los óxidos de nitrógeno (NO x ) en nitrógeno gaseoso y agua. Se han realizado prototipos de sistemas SNCR que reducen en un 90% el NO x en el sistema de escape, siendo los sistemas comercializados algo más bajos. [ cita requerida ] Los sistemas SCR no necesitan necesariamente filtros de partículas (PM); cuando se combinan los filtros SNCR y PM, se ha demostrado que algunos motores son un 3-5% más eficientes en el consumo de combustible. [ cita requerida ]Una desventaja del sistema SCR, además del costo de desarrollo inicial adicional (que puede compensarse con el cumplimiento y el rendimiento mejorado), [ cita requerida ] es la necesidad de volver a llenar el reductor, cuya periodicidad varía con las millas recorridas, factores de carga y las horas utilizadas. [69] [ cita completa necesaria ] [ mejor fuente necesario ] [ fuente de terceros necesaria ] El sistema SNCR no es tan eficiente a altas revoluciones por minuto ( rpm ). [ cita requerida ]El SCR se está optimizando para tener una mayor eficiencia con temperaturas más amplias, para que sea más duradero y para satisfacer otras necesidades comerciales. [64]

Recirculación de gases de escape [ editar ]

Artículo principal: Recirculación de gases de escape § En motores diesel
Ver también: Inyección de agua (motor)

La recirculación de gases de escape (EGR), en motores diésel, se puede utilizar para lograr una mezcla de aire y combustible más rica y una temperatura máxima de combustión más baja. Ambos efectos reducen las emisiones de NO x , pero pueden afectar negativamente la eficiencia y la producción de partículas de hollín. La mezcla más rica se logra desplazando parte del aire de admisión, pero sigue siendo pobre en comparación con los motores de gasolina, que se acercan al ideal estequiométrico . La temperatura máxima más baja se logra mediante un intercambiador de calor que elimina el calor antes de volver a entrar en el motor y funciona debido a la mayor capacidad calorífica específica de los gases de escape que el aire. Con la mayor producción de hollín, el EGR a menudo se combina con un filtro de partículas (PM) en el escape. [70][Se necesita una cita completa ] En los motores con turbocompresor, el EGR necesita un diferencial de presión controlado en el colector de escape y el colector de admisión, que se puede cumplir con ingeniería como el uso de un turbocompresor de geometría variable, [ cita requerida ] que tiene álabes de guía de entrada en la turbina para generar contrapresión de escape en el colector de escape que dirija los gases de escape al colector de admisión. [70] También requiere tuberías y válvulas externas adicionales, por lo que requiere mantenimiento adicional. [ cita requerida ] [71]

Sistemas combinados [ editar ]

John Deere , el fabricante de equipos agrícolas, está implementando un diseño SCR-EGR combinado de este tipo en un motor diésel "6 en línea" de 9 litros que incluye ambos tipos de sistemas, un filtro de partículas y tecnologías de catalizador de oxidación adicionales. [72] [se necesita una mejor fuente ] [se necesita una fuente de terceros ] El sistema combinado incorpora dos turbocompresores , el primero en el colector de escape, con geometría variable y que contiene el sistema EGR; y un segundo turbocompresor de geometría fija. Los gases de escape recirculados y el aire comprimido de los turbocompresores tienen enfriadores separados y el aire se fusiona antes de ingresar al colector de admisión, y todos los subsistemas están controlados por una unidad central de control del motor.que optimiza la minimización de los contaminantes liberados en los gases de escape. [72]

Otros remedios [ editar ]

Air Ink ha creado una nueva tecnología que se está probando en 2016, que recolecta partículas de carbono utilizando un dispositivo cilíndrico "Kaalink" que se instala en el sistema de escape de un vehículo, después del procesamiento para eliminar metales pesados ​​y carcinógenos, la compañía planea usar el carbono para hacer tinta. [73]

Recuperación de agua [ editar ]

Se han realizado investigaciones sobre las formas en que las tropas en los desiertos pueden recuperar el agua potable de los gases de escape de sus vehículos. [74] [75] [76] [77] [78]

Ver también [ editar ]

  • Programa de cumplimiento de estándares de calidad del aire en memoria de Carl Moyer
  • Lista de carcinógenos del Grupo 1 de la IARC
  • Lista de carcinógenos del Grupo 2A de la IARC
  • Lista de carcinógenos del Grupo 2B de la IARC
  • Lista de posibles carcinógenos del Grupo 3 de la IARC
  • Estándares nacionales de emisiones de contaminantes atmosféricos peligrosos
  • Carbón rodante : creación intencionada de un escape de diesel excesivo y notorio
  • Control de emisiones vehiculares
  • Escándalo de emisiones de Volkswagen

Referencias y notas [ editar ]

  1. ^ a b c d e f g h i j Lippmann, Morton, ed. (2009). Tóxicos ambientales (PDF) . págs. 553, 555, 556, 562. doi : 10.1002 / 9780470442890 . ISBN 9780470442890. la composición puede variar notablemente con la composición del combustible, el tipo de motor, las condiciones de funcionamiento ... la combustión de combustible de petróleo produce principalmente dióxido de carbono, agua y nitrógeno ... Los riesgos para la salud se encuentran en las partículas pequeñas, invisibles o poco visibles ... carbono ( EC) núcleo de hollín diesel ... sirve como núcleo para la condensación de compuestos orgánicos de combustible no quemado o quemado incompletamente ... todavía parece que los PAH nitrados son los mutágenos bacterianos más predominantes
  2. ^ "IARC: ESCAPE DE MOTOR DIESEL CARCINOGENICO" (Comunicado de prensa) . Agencia Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (IARC). 12 de junio de 2012 . Consultado el 14 de agosto de 2016 . La evidencia científica fue revisada minuciosamente por el Grupo de Trabajo y, en general, se concluyó que había suficiente evidencia en humanos de la carcinogenicidad de los gases de escape de diesel. El Grupo de Trabajo encontró que los gases de escape de diesel son una causa de cáncer de pulmón (evidencia suficiente) y también observó una asociación positiva (evidencia limitada) con un mayor riesgo de cáncer de vejiga
  3. ^ "Informe sobre carcinógenos: partículas de escape de diesel" (PDF) . Programa Nacional de Toxicología, Departamento de Salud y Servicios Humanos. 2 de octubre de 2014. Se prevé razonablemente que la exposición a partículas de escape de diesel sea un carcinógeno humano, según la evidencia limitada de carcinogenicidad de estudios en humanos y evidencia de apoyo de estudios en animales de experimentación y estudios mecanicistas.
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Enlaces externos [ editar ]

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