Articulos - Tips Mecánicos

Un kilogramo de gasolina genera en términos físico-químicos unas 7.350 kilo-calorías, lo que equivale a la energía térmica requerida para llevar 105 litros de agua desde una temperatura de 0ºC a 100ºC, prácticamente desde un estado de casi congelación hasta el estado de ebullición.

Un motor que pudiese aprovechar toda esta energía sin ningún tipo de pérdida (algo que está muy lejos de alcanzarse) podría mover un vehículo de unos 1.200 Kg. a una velocidad de 150 Kms/hora y consumir en promedio sólo 3,8 litros de gasolina por cada 100 km. de recorrido. Sin embargo, nuestros modernos motores apenas han logrado una eficiencia promedio de sólo un poco más del 30%, incluso con la aplicación de la moderna tecnología de dosificación electrónica de combustible, conocida también como electronic fuel injection. La tecnología automotriz en los últimos 15 años ha evolucionado y avanzado a pasos agigantados y continúa en un acelerado desarrollo, por lo que ya se habla de tecnologías que permitirán eficiencias cercanas a la increíble meta del 40%, dejando muy atrás a los convencionales motores carburados de los años 60, que sólo lograban un aprovechamiento de la energía de no más de un 25%.

Para cumplir su función como combustible y generar la mayor eficiencia térmica posible en un determinado motor, la gasolina debe quemarse dentro de la cámara de combustión de acuerdo a una combinación precisa de aire y gasolina denominada mezcla estequiométrica, la cual debe ser de 14.7 partes en peso de aire por cada parte en peso de gasolina; es decir, por ejemplo, para quemar eficientemente dentro de un motor de combustión interna un gramo de gasolina se requerirán 14,7 gramos de aire, la mezcla dosificada en esta proporción permite lograr dos cosas importantes, generar máxima energía y mínima contaminación.

Una mezcla aire-combustible, producida con mayor o menor cantidad del combustible requerido para generar la mezcla estequiométrica, producirá siempre una eficiencia térmica tanto menor cuanto más nos alejemos de lo requerido para producir dicha mezcla estequiométrica.

Los límites de explosividad o de ignición de la mezcla aire-combustible son tan estrechos que si duplicamos o disminuimos a la mitad la dosis de gasolina con respecto a la cantidad calculada para producir la mezcla estequiométrica, no producirá ni siquiera la energía suficiente para el encendido del motor, tal como sucede, por ejemplo, con un motor ahogado; aunque tiene aire y gasolina dentro de su cámara de combustión, no enciende porque la cantidad de gasolina excede a la necesaria para mantener la mezcla dentro de los limites de expresividad.

La gasolina pura es un combustible que mezclado con aire en la proporción adecuada se enciende muy fácilmente a temperaturas relativamente bajas, unos 27 ºC. Este derivado del petróleo fue utilizado con éxito en los primeros motores de baja compresión; sin embargo, con la llegada de motores de mayor nivel de compresión, se requirió de una gasolina que no se encendiera prematuramente al entrar en contacto con focos de alta temperatura, produciendo lo que comúnmente se conoce con el nombre de pistoneo, causante de pérdida de potencia y daños al motor.

Para evitar este problema se le agregan a la gasolina los famosos aditivos retardantes de la ignición, como el tetraetilo de plomo, muy conocido en nuestras gasolinas tradicionales. Con la llegada de la gasolina libre de plomo, lanzada recientemente al mercado venezolano, este controvertido y contaminante aditivo queda eliminado en este tipo de gasolina.

La capacidad retardante de la ignición en la gasolina se mide en valores de octano, mientras más octano tenga más inmune será a la ignición prematura dentro de la cámara de combustión.

La gasolina de alto octanaje permite así operar motores más calientes y de alta compresión, los cuales son de mayor eficiencia. Si un motor viene diseñado para operar con una gasolina de bajo octanaje no se obtendrá ningún beneficio extra si dicho motor es alimentado con una gasolina de más alto octanaje; sin embargo, un vehículo mal entonado y equipado con bujías inadecuadas obtendrá una disminución del pistoneo con el uso de gasolinas de más alto octanaje, obviamente a un elevado costo, ya que siempre será mas económico entonar dicho motor y colocarle las bujías de características térmicas adecuadas para así seguir operándolo con la gasolina especificada por su fabricante.

Desde el punto de vista de la contaminación ambiental todo combustible usado en motores de combustión interna contamina, así se use gas o gasolina de cualquier tipo, ya que como elementos de desecho de la combustión se generan partículas de hidrocarburos no quemados, altamente cancerígenas, óxidos de nitrógeno, el cual es un gas altamente letal y monóxido de carbono, el cual produce en el planeta el tan conocido efecto invernadero, que aumenta la temperatura de la tierra. Sin embargo, motivado a presiones ambientalistas y a la aplicación de fuertes leyes en los países desarrollados, que son a su vez los mayores demandantes de vehículos, las empresas fabricantes han ido incorporando una serie de elementos que hacen a sus vehículos cada vez menos contaminantes, lográndose reducciones importantes que llevan la contaminación por hidrocarburos no quemados de 1.000 partes por millón a menos de 200 partes por millón; de un 8% a menos de un 1% el monóxido de carbono, y de igual modo todos los contaminantes. De tal suerte que en la actualidad se requieren de cinco a seis vehículos para producir la misma cantidad de contaminantes que anteriormente producía uno solo.

Uno de esos logros tecnológicos que ha permitido esto, es la aplicación de la dosificación electrónica de combustible a lazo cerrado, mediante el uso de sensores de oxígeno, y la aplicación de convertidores catalíticos. El sensor de oxígeno mide en forma continua la cantidad de oxígeno contenida en los gases de escape del motor, generando una señal eléctrica que le permite a la computadora de a bordo del vehículo darse cuenta de si la mezcla con que se está alimentando al motor es rica o pobre en gasolina, con respecto a la ideal que es la estequiométrica. Es decir, si los gases de escape tienen un alto contenido de oxígeno significa que falta gasolina en la mezcla para quemar todo el oxígeno contenido en ella, por lo que estamos en presencia de una mezcla pobre a la que hay que adicionar más gasolina para el siguiente ciclo de operación del motor, operación que calcula y controla la computadora.

Si por el contrario la medición de los gases de escape indica ausencia de oxigeno, esto será un indicativo de mezcla rica en gasolina, por lo que la computadora procede corregir su cálculo y comandar a los inyectores para dosificar una menor cantidad de gasolina en el próximo ciclo de operación del motor; esta autocorrección se seguirá realizando varias veces por cada giro del motor.

Este sistema sólo puede ser aplicado en motores equipados con control electrónico de combustible, por lo que los tradicionales motores equipados con carburadores resultan obsoletos por sus altos niveles de contaminación y baja eficiencia.

Como parte integrante de esta tecnología el catalizador es un reactor que contiene cámaras formadas por una gran cantidad de pequeños ductos compuestos de rodio y paladio, por los cuales al pasar los gases de escape muy calientes, a unos 700 ºC, se activan las reacciones químicas que permiten la recombinación de los gases de escape, para reducir a niveles insignificantes el contenido de monóxido de carbono, partículas de hidrocarburos no quemados y óxidos de nitrógeno, generándose como residuos en este proceso vapor de agua y anhídrido carbónico, dos elementos no nocivos para la salud ni para el ambiente.

Sin embargo, para que el sensor de oxígeno y el catalizador puedan ejecutar convenientemente su trabajo deben estar en un ambiente totalmente libre de plomo, caso contrario se dañan irreversiblemente y dejan de hacer su función.

El problema entonces es que el plomo es uno de los principales elementos del aditivo antidetonante que usa nuestra tradicional gasolina, por lo que para poder aplicar esta tecnología automotor se requiere una gasolina totalmente libre de plomo. La necesidad de un combustible menos contaminante obligó la llegada de la gasolina reformulada, sustituto actual de la gasolina con plomo, lograda a través de un complicado proceso de refinación donde por alquilación se obtienen gasolinas con alto número de octano, lo que evita así el uso del tetraetilo de plomo. Esta gasolina es menos volátil por su bajo contenido de butano, que reduce la contaminación ambiental por evaporación, tiene bajo contenido de aromáticos tóxicos, como el benceno, y de otros compuestos productores de ozono fotorreactivo; el uso de oxigenantes como el MTBE no está previsto en los actuales momentos.

La gasolina verde, como también se le llama a esta gasolina, permite utilizar la tecnología de los sensores de oxígeno y catalizadores para reducir las emanaciones contaminantes de los vehículos.

El uso de esta gasolina verde en vehículos no equipados con dichos elementos no genera ningún beneficio, salvo evitar la contaminación por plomo; sin embargo, hay que tener sumo cuidado con su uso en motores viejos no diseñados para trabajar con este tipo de gasolina, ya que el plomo actúa como un lubricante dentro del motor. En los motores diseñados para usar gasolina verde alguno de sus elementos son fabricados con aleaciones y diseñados para trabajar en condiciones de mayor temperatura y roce, sin producirse daños por desgaste de sus piezas en movimiento, sobre todo al nivel de las válvulas.
Para evitar que por descuido se le coloque gasolina con plomo a vehículos equipados con catalizadores, se ha dispuesto que éstos vengan equipados con una boca de llenado del tanque de combustible de diámetro reducido, que impide la entrada del pico de llenado de los surtidores de gasolina con plomo, los cuales son de mayor diámetro que los de gasolina verde.

Todo este movimiento en el ámbito de la industria automotriz, de la industria petrolera nacional y de entes gubernamentales, como los ministerios del Ambiente, de Energía y Minas, Gobernaciones y Alcaldías forman parte del plan de aplicación de las aprobadas leyes nacionales sobre regulación de contaminación ambiental de automotores, que arrancará con la etapa de supervisión y chequeo del parque automotor nacional previsto para el primer trimestre del año 2000. Para esto se deben instalar los centros de chequeo y los talleres especializados, con lo cual se dará comienzo, aunque un poco tarde, a la salida de nuestro país del cada vez más escaso grupo de países que no controlan la calidad del aire que respiran sus ciudadanos.

Por esta razón, si anteriormente se le eliminaba el convertidor catalítico a un vehículo sin ningún problema, a partir de ahora esta práctica ya no será posible, salvo el riesgo de que al pasar por un centro de revisión obligatoria quedar de por ley impedido de circular libremente, hasta tanto no sea repuesto el sistema de control de contaminación ambiental. Los centros de chequeo y los talleres especializados estarán equipados con analizadores de gases de escape automotor aprobados por nuestras normas, que permiten medir con precisión y seguridad los niveles de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono, dióxido de carbono y oxígeno, determinándose así la calidad de la combustión y la operación de los sistemas de control de contaminación ambiental del vehículo.

Para nuestro beneficio y el del planeta, con el cumplimiento de estas leyes y la colaboración de cada uno de nosotros, a partir de ahora en nuestro país todos podremos comenzar a respirar un aire cada vez más limpio y saludable.

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