MOTORES DIESEL Y CONTAMINACIÓN

MOTORES DIESEL Y
CONTAMINACIÓN
Descripción preliminar
Partes fundamentales de los motores diesel
Acciones escenciales en el interior de un motor diesel
Diferencias entre los motores diesel y de explosión
Algunas aplicaciones de los motores diesel
Contaminación de los motores diesel
Referencias
Volver a página principal
DESCRIPCIÓN PRELIMINAR
El motor diesel es una máquina productora de fuerza al quemar un
combustible en un volumen de aire, el cual se ha comprimido previamente a
una presión elevada mediante el movimiento de un émbolo. Por ser un
máquina que produce una fuerza se denomina motor, y como en su interior
tiene lugar una combustión, son conocidos como motores de combustión
interna. La máquinas de vapor, al emplear un vapor que es producido en
calderas exteriores al motor, serán por lo tanto motores de combustión
externa.
Nueva generación de motores diesel.
Volver a menú
Partes Fundamentales: Para la compresión del aire que se pondra en
contacto con el combustible y producirá una potencia, cada motor diesel
deberá constar de ciertas partes fundamentales. Debe tener una pieza
cilindrica hueca o cilindro, en el interior del cual se deslizará un
movimiento de vaivén una pieza llamada émbolo y que se adapta
perfectamente a las paredes internas del cilindro. El movimiento del émbolo
realiza carreras. Este émbolo debe estar conectado a un mecanismo que
controle su deslizamiento. Para este propósito el motor tiene un árbol o eje
que gira en unas guías circulares o cojinetes. Este eje tiene una parte
doblemente acodada o manivela articulada a otra pieza recta o biela, la cual
a su vez se articula el émbolo. La manivela es un mecanismo también
utilizado en otras máquinarias y que tiene por objeto transformar un
movimiento rectilinio de vaivén en movimiento circular. O sea, que el
émbolo produce la rotación del eje por intermedio de la biela y la manivela.
Este eje puede constar de una o más manivelas según sea el número de
cilindros a que atiende, y se denomina así, por su forma cigueñal. Son
además necesarias otras partes fundamentales. Son precisas unas valvulas o
lumbreras para permitir la entrada del aire en el interior del cilindro y
también para la expulsión de los gases quemados una vez que han realizado
su trabajo. También es necesario un pulverizador o inyector de combustible
para suministrar el combustible en forma de chorro muy dividido antes de
quemarse. El pulverizador trabaja de un modo semejante a los
pulverizadores que se emplean en el riego de jardines. Para conseguir que el
combustible entre a presión se utiliza una bomba llamada bombs inyectora
de combustible.
Cabe consignar que las partes mencionadas anteriormente son las más
esenciales de un motor diesel.
Volver a menú
Acciones esenciales en el interior de un motor Diesel
Primera: debe ser previamente inyectado aire en el interior del cilindro, ya
que ningún combustible se quemaría sin un comburente.
Segundo: Una vez en el interior del cilindro, el aire debe ser reducido de
volumen mediante compresión y a una presión elevada. Existen dos razones
para la compresión del aire; una es que esta compresión antes de que entre
el combustible produce mayor potencia que si no fuese comprimido. La otra
razón es que cuando el aire o un gas cualquiera es comprimido se eleva su
temperatura, o sea, a mayor presión mayor temperatura. En un motor
diesel el aire es comprimido hasta alcanzar la temperatura del hierro al
rojo, tan alta que produce el encendido automático del combustible que a
continuación penetra pulverizado en el interior del cilindro.
Tercero: El combustible debe ser alimentado al cilindro en forma de un
chorrito pulverizado e inyectado después que el aire ha sido comprimido y
por tanto calentado a elevada temperatura. Entrará el combustible
pulverizado para que se forme una nube de gotitas que se extenderá en el
seno del aire, necesaria para un rápida y completa combustión .
Cuarto: La combustión sucede inmediatamente después de ser inyectado el
combustible dentro del cilindro, generando una gran cantidad de calor. Y la
mezcla gaseosa encontrándose a elevada temperatura se dilatará o
expansionara, dando como resultado la impulsión del émbolo, y la fuerza
producida se transmitira al árbol cigueñal por intermedio de la biela y
manivela. El árbol girará produciendose un potencial para cuya aplicación
se ha puesto en marcha el motor.
Quinto y último: Cuando el émbolo ha terminado su carrera impulsada y los
gases en cilindro han perdido su presión, es necesario librarse de los gases
mediante una acción de expulsión o escape.
Volver a menú
Diferencias entre los motores diesel y los motores de explosión
Antes de estudiar las diferencias consideraremos las semejanzas. Ambos
tipos de motores (diesel y de explosión) utilizan combustibles líquidos. En
ciertos casos especiales pueden también emplear el mismo combustible, ya
que motores de explosión han sido diseñados para usar queroseno o gasoil
como los motores diesel. La gasolina usada casi generalmente en los
motores de explosión, así como el queroseno, gasoil y fueloil se extraen del
petróleo natural y se distinguen principalmente por su diferente volatilidad
. Ambos tipos de motores son de combustión interna, esto es, queman el
combustible en el interior de sus cilindros.
Diferencias :
Primera: El motor diesel carece de sistema auxiliar de encendido, como
asimismo de bujías para producir la chispa encendedora , sistema que es
alimentado por electricidad a alta tensión, mediante un delco, y una batería
de acumuladores, o bien el sistema de magneto. Nada de esto precisa en un
motor diesel, porque el combustible se inflama simplemente al ponerse en
contacto con el aire muy caliente que ha sido intensamente comprimido en
el cilindro.
Segunda: El motor diesel empieza por alimentar en su cilindro solamente
aire, que es comprimido antes de penetrar el combustible dentro del
cilindro, mientras que en el motor de explosión se realiza una mezcla de
gasolina y aire en el exterior del cilindro, en el carburador, antes de
introducirse en el cilindro por la válvula de admisión en el tiempo de
aspiración.
Tercera: Los motores diesel aplican una mayor compresión que los motores
de explosión.
Cuarta: Los motores diesel emplean combustibles líquidos menos volátiles
que la gasolina, y estos combustibles, más pesados generalmente, son más
baratos que la gasolina.
Quinta : Los motores diesel utilizan bombas inyectoras para el combustible
y pulverizador, para que su introducción se realice en forma de pequeñas
partículas . En los de explosión la mezcla combustible-aire se efectúa en el
carburador.
Sexta: Los motores diesel, debido a tener que trabajar a mayores presiones,
son más pesados que los de explosión del mismo tamaño, por lo que sus
elementos tiene que ser más robustos, de mayores dimensiones y por la
tanto más pesados.
Volver a menú
Algunas aplicaciones de los motores diesel:
Camiones, Autobuses, tractores, excabadoras , plantas de construcción de
maquinaria y equipos mineros: Los motores diesel tiene todas estas
aplicaciones. La razón principal es el ahorro de combustible, ya que estos
motores gastan menos combustible y a un precio más económico que los
combustibles utilizados en los motores de
explosión.
Intalaciones Fijas de fuerza: se utilizan en elavadoras de agua, servicios
ferroviarios, intalaciones de fuerza en minas, perforación de pozos
petrolíferos e intalaciones provisionales de emergencia.
Usos navales: Los motores diesel son muy utilizados en servicios marítimos
de varias clases, tales como propusión de barcos de pasajeros, lanchas
rápidas a motor, transbordadores, remolcadores, barcos de guerra y
rompehielos. Las principales razones para emplear estos motores es como
siempre el bajo costo de sus combustibles en comparación con el vapor.
Volver a menú
Contaminación de los motores diesel
El principal agente contaminante que emite un motor diesel corresponde al
material particulado, el cual es de bajo micronaje, con diámetros promedio
del orden de dos micras, siendo así perfectamente respirable. Además su
composición mayoritaria es de hidrocarburos policíclicos aromáticos de alto
poder cancerígeno, asociados a partículas de carbón por estar absorbidos a
éstos
Composición de los gases de escape y la razón de estos contaminantes:
Los productos normales de una combustión completa, como la que debería
desarrollarse en el interior de un motor diesel, son el bióxido de carbono
CO2 y el agua H2O. Sin embargo, existen una serie de productos
contaminantes que se emiten debido a la combustión incompleta y a efectos
secundarios.
Productos de la combustión incompleta. Los productos son:
-Hidrocarburos no quemados: Parafinas, olefinas, materias arómaticas.
-Hidrocarburos parcialmente quemados: aldehidos, cetonas , ácidos
carbónicos, monóxido de carbono.
-Productos térmicos de craqueo y productos resultantes: Acetileno, etileno,
hidrógeno, hollín, hidrogenos de carbono policiclicos.
Productos secundarios de la combustión:
-Del nitrógeno del aire : óxidos azoicos.
-De los aditivos del combustible: Oxidos de plomo, haluros de plomo .
-De las impurezas del combustible: óxidos de azufre.
Oxidantes:
Mediante la reacción secundaria fotoquímica se forman, bajo la acción de la
luz solar y a partir de los componentes de los gases de escape, los llamados
oxidantes: próxidos orgánicos, ozono, nitratos de peroxiacilo.
Volver a menú
Referencias-Motores diesel y de gas de alta compresión.- Edgar J. Kates
Editorial Reverté
- Captación y medición de particulas en un motor diesel.- Osses Mauricio
Tesis 1992. Universidad de Chile . Departamento de Ingenieria Civil
Mecanica
Volver a menú