Análisis de las emisiones de gases de escape en un automóvil Chevrolet forsa 1.3 año 2003, al implementar un filtro a base de carbón activado para mitigar el impacto ambiental

PERFIL DEL PROYECTO INTEGRADOR

1. Título del proyecto

Análisis de las emisiones de gases de escape en un automóvil Chevrolet forsa 1.3 año 2003, al implementar un filtro a base de carbón activado para mitigar el impacto ambiental.

1. Definición y Justificación del Problema

El proceso de combustión interna de un vehículo produce cierto tipo de gases que son perjudiciales y al mismo tiempo son liberados a través del tubo de escape del mismo, entre los más conocidos tenemos: nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos nítricos.

 Al ser contaminantes que son liberados sin ningún tipo de tratamiento hacia el medio ambiente, se ha visto la necesidad de implementar un elemento capaz de reducir la contaminación generada por el proceso de combustión interna de un vehículo, esto implica la investigación,  elaboración de graficas porcentuales, análisis de gases y la implementación de un filtro a base de carbón activado en el tubo de escape en el  vehículo mencionado, el carbón activado es un material que se caracteriza por poseer una cantidad numerosa de micro-poros. Estos generan la filtración de los gases en cierto porcentaje logrando un impacto positivo en la reducción de los contaminantes generados por el vehículo hacia el medio ambiente.

1. Objeto de estudio

El principal inconveniente en el mundo son las emisiones en el trabajo que realizan los motores de combustión interna por lo que nuestro estudio propone reducir las emisiones contaminantes del vehículo Chevrolet forsa 1.3 año  2003, presentando un enfoque principal en los gases como el monóxido de carbón (CO) y los óxidos de nitrógeno (NOx) al ser los más nocivos para el medio ambiente como para la salud humana los mismos que son producto de la combustión de la mezcla aire-combustible. Para lo cual se analizará los gases de escape del vehiculo en cuestión de manera porcentual y gráfica, antes y después de la implementación del filtro  para poder observar, avaluar y determinar si las emanaciones del auto una vez en funcionamiento  reducen sus niveles de contaminación.

1. Campo de investigación

Líneas de investigación

• Materiales y Técnicas de Producción
• Ambiente
• Energía

                Sub líneas de investigación

• Materiales y Técnicas de Producción

• Procesos Tecnológicos
• Comportamiento de materiales
• Prueba de materiales

• Ambiente

• Análisis químico ambiental
• Prevención y remediación ambiental

• Energía

• Energías no renovables

1. Sistema de Objetivos

Objetivo General

Analizar las emisiones de gases de escape de un automóvil Chevrolet forsa 1.3 año 2003 al implementar un filtro a base de carbón activado para mitigar los gases contaminantes que emanan en el proceso de la combustión interna, para así reducir el impacto ambiental.

Objetivos Específicos

• Investigar fuentes bibliográficas relacionadas sobre los filtros de carbón activado y cuál es su beneficio frente al impacto ambiental.
• Adquirir el filtro a base de  carbón activado.
•  Realizar las pruebas de contaminación en los gases de escape  antes de colocar el filtro.
• Implementar el filtro a base de carbón activado en el tubo de escape del vehículo Chevrolet Forsa 1.3 año 2003.
• Describir los resultados de la contaminación referente a la  Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2 204:2004-2002 Gestión ambiental. Aire. Vehículos automotores una vez colocado el filtro y entablarlos de manera sistemática.
• Describir las ventajas y desventajas en la implementación del filtro a base de carbón activado en el tubo de escape del vehículo en cuestión.
• Realizar un croquis de la  estructura final (Tubo de escape-filtro) una vez terminado el trabajo e implementado el filtro, utilizando el programa Inventor Autodesk.

1. Hipótesis/ Idea a defender

Al implementar el filtro a base de carbón activado en un vehículo Chevrolet Forsa 1.3 año 2003 disminuirán los niveles de contaminación.

1. Metodología  

La presente investigación se realizará por el método experimental, debido a que nos concentraremos en el  equipamiento de un filtro a base de carbón activado en un automóvil Chevrolet Forsa 1.3 del año 2003; además de emplear un método descriptivo para analizar y describir las emisiones de los gases de escape con el filtro y sin el mismo.

Utilizaremos el método de  investigación bibliográfica debido a que nos basaremos en información de  libros, en donde podamos adquirir información vital y estructuras conceptuales necesarias para el desarrollo de nuestro proyecto.

Realizaremos pruebas de laboratorio con el analizador de gases antes y después de la implementación del filtro a base de carbón activado  para observar, analizar y documentar la variación en los niveles porcentuales de contaminación y si nuestro objetivo se ha cumplido.

1. Marco teórico

Reinoso, R. F., & Sabio, M. M. (2002). El carbón activado en procesos de descontaminación. Departamento de Química Inorgánica. Universidad de Alicante. España. CARBÓN ACTIVADO. El carbón activado es un material de carbón que se prepara en la industria para que tenga una elevada superficie interna y así poder adsorber (retener sobre su superficie) una gran cantidad de compuestos muy diversos, tanto en fase gaseosa como en disolución. Son dos las características fundamentales en las que se basan las aplicaciones del carbón activado: elevada capacidad y baja selectividad de retención. La elevada capacidad de eliminación de sustancias se debe a la alta superficie interna que posee, si bien porosidad y distribución de tamaño de poros juegan un papel importante.

Castillo-Cervantes, Morán-Pineda, Flores-Ramos, Sánchez-Rubio, & González-Cruz, l. (1995). CONVERTIDOR CATALÍTICO DUAL-IMP A BASE DE METALES NO NOBLES. Revista Internacional de Contaminación Ambiental, El convertidor catalítico dual-IMP es oxidante del tipo panal cerámico a base de metales no preciosos, el cual oxida los hidrocarburos y el monóxido-de carbono sin la necesidad de adición de aire, así como una leve reducción de óxidos de nitrógeno; estas reacciones se llevan a cabo en una etapa y en un solo lecho catalítico. Su eficiencia en la reducción de los contaminantes antes citados depende del control de la relación estequiométrica aire/combustible; es por ello que en el uso de este convertidor es necesaria la adaptación de un sistema regulador aire/combustible en el vehículo en el que se va a instalar.

Miranda Vizuete, D. C. (2016). Metodología de pruebas y su aplicación, para el diagnóstico de convertidores catalíticos, mediante ciclo ASM, en vehículos con motores de encendido provocado (Master's thesis, Quito, 2016.) (Pagina10). EMISIONES CONTAMINANTES DE LOS MOTORES DE ENCENDIDO PROVOCADO. Los procesos de combustión que toman lugar dentro de los motores de encendido provocado producen gases tanto contaminantes como no contaminantes. Cuando la combustión es completa, los gases de escape que se producen son el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de agua (H2O). Cuando la combustión es incompleta, los gases contaminantes que se producen son el monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC) y óxidos de nitrógeno (NOx). Adicionalmente, se producen emisiones contaminantes evaporativas (HC), las cuales son producto de la evaporación de los fluidos del vehículo (Fig.1.).

 Figura 1. Emisiones contaminantes de vehículos

[pic 2]

Las emisiones contaminantes gaseosas son las producidas por el proceso de combustión del motor de encendido provocado. Estos gases de escape representan el 60% de las emisiones totales del vehículo.

Según Aficionados a la Mecánica (2014). Página creada por Dani meganeboy. GASES DE ESCAPE Y SISTEMAS ANTICONTAMINACIÓN. El aire está compuesto básicamente por dos gases: nitrógeno (N2) y oxígeno (02). En un volumen determinado de aire se encuentra una proporción de nitrógeno (N2) del 79 % mientras que el contenido de oxígeno es aproximadamente de un 21 %.

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