REDUCCIÓN DE NOX EN MACI DIÉSEL EN AUTOMOCIÓN

1 ¿Qué es el NOx?

Los óxidos de nitrógeno son un grupo de gases compuestos por óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2). El término NOX se refiere a la combinación de ambas sustancias.

El dióxido de nitrógeno es el principal contaminante de los óxidos de nitrógeno, y se forma como subproducto en todas las combustiones llevadas a cabo a altas temperaturas. Es un gas tóxico, irritante y que forma partículas de nitrato, que conllevan la producción de ácidos y elevados niveles de partículas en suspensión en el ambiente. Presenta buena solubilidad en agua, reacciona y forma ácido nítrico (HNO3) según la reacción: NO2 + H2O -> 2 HNO3 + NO. Esta sustancia es un oxidante fuerte y reacciona violentamente con materiales combustibles y reductores, pudiendo atacar materiales metálicos en presencia de agua.

Las fuentes más comunes de óxidos de nitrógeno en la naturaleza, son la descomposición bacteriana de nitratos orgánicos, los incendios forestales, quema de rastrojos y la actividad volcánica. Mientras que las principales fuentes antropogénicas de emisión se producen en los escapes de los vehículos motorizados y en la quema de combustibles fósiles. [5]

2 ¿Qué es un MACI diésel?

Los motores alternativos de combustión interna son motores térmicos en los que los gases generados en la reacción exotérmica que resultan de un proceso de combustión, empujan a un pistón en un movimiento alternativo, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, obteniendo finalmente un movimiento de rotación.

Un motor diésel funciona mediante la ignición del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, por ello se produce la combustión al entra en contacto el aire con el combustible sin necesidad de chispa como si es necesario en los motores de gasolina. [4]

Al ascender el pistón, el aire se comprime lo que provoca un notable aumento en la presión y la temperatura. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificios muy pequeños que tiene el inyector, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura (entre 700 y 900 °C) y alta presión. Al entrar en contacto se produce la combustión que ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia fuera. [1]

Esta expansión, a diferencia del motor de gasolina, es adiabática, generando un movimiento rectilíneo a través de la carrera del pistón. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilíneo alternativo (de va y viene, ida y vuelta) del pistón en un movimiento de rotación. [2] [8]

3 Normativa y límite de emisiones

3.1 Normativa EURO

3.1.1 ¿Qué es?

De momento, desde la Normativa EURO 0, se han legislado un total de siete, hasta la Normativa EURO 6, la actual y vigente, que ya ha sufrido diversas modificaciones en sus escritos y edictos actuales.

Al referirnos a esta normativa, nos estamos centrando en las diversas legislaciones que ha puesto en marcha la Unión Europea desde 1988 para reducir las emisiones contaminantes de los vehículos que se fabrican y se comercializan en el territorio de los países que forman la UE, tanto en el siglo XX como en los que se han unido durante el siglo XXI y los que podrían hacerlo próximamente. [11]

Tabla 1. Evolución de la normativa Euro [6]

Tipo Fecha CO (g/km) Hidrocarburos + NOx (g/km) NOx (g/km) PM (g/km)

Euro 1 Julio 1992 2.72 0.97 - 0.14

Euro 2 Enero 1996 1 0.7 - 0.08

Euro 3 Enero 2000 0.64 0.56 0.50 0.05

Euro 4 Enero 2005 0.50 0.30 0.25 0.025

Euro 5 Septiembre 2009 0.50 0.23 0.18 0.005

Euro 6 Septiembre 2014 0.50 0.17 0.08 0.005

Ilustración 1. Evolución de la tecnología con la normativa EURO [7]

3.1.2 EURO 6

Es la normativa que actualmente está en vigor, ya está en su fase C, aunque la D entrará en vigor en 2020. Se promulgó en 2014 y ha sufrido ya varias revisiones, cada cual más dura que la anterior.

Pero el futuro se espera todavía más restrictivo. Con la Normativa EURO 6C y 6D se pretende reducir drásticamente los cinco marcadores de emisiones más preocupantes, que son el monóxido de carbono, los hidrocarburos, los hidrocarburos con óxido de nitrógeno, los propios óxidos de nitrógeno y las partículas sólidas o aerosoles. [6] [11]

3.2 Normativa China

Aunque el programa de control de emisiones de vehículos de China se remonta a principios de la década de 1980, el programa de control moderno a nivel nacional comenzó a fines de la década de 1990, en ese momento China a implementar estándares de emisión de escape siguiendo el modelo europeo. Las normas de emisiones de China, son casi idénticas a las de Europa en términos de valores límite, ciclos de prueba y otros parámetros, se conocen como China I (equivalente a Euro 1), China II (equivalente a Euro 2), etc.

Tabla 2. Evolución de la normativa China. [6]

Tipo CO (g/km) Hidrocarburos + NOx (g/km) NOx (g/km) PM (g/km)

China III 0.64 0.56 0.50 0.05

China IV 0.50 0.30 0.25 0.025

China 5 0.50 0.23 0.18 0.0045

China 6a 0.70 - 0.06 0.0045

China 6b 0.50 - 0.035 0.003

Tabla 3. Fechas de implementación de la normativa China. [6]

La actual normativa es la China 5, ya que la China 6a y 6b no entrarán en vigor hasta 2020 y 2023 respectivamente.

3.3 Normativa Japón

En Japón se establecen dos tipos de estándares de emisión de gases de escape, que se indican como "media" y "máxima". Los estándares de "media" son los que deben de cumplir todos los vehículos producidos, mientas que los estándares "máximos" se deben cumplir en los vehículos cuyas ventas sean menores a 2000 por modelo de vehículo al año. Los estándares

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