Control de emisiones en motores: gases contaminantes, sistema EVAP y sonda lambda

Gases Perjudiciales y su Impacto

Existen diversos gases contaminantes para la atmósfera emitidos por los vehículos. A continuación, se detallan los más relevantes y sus efectos:

• Anhídrido carbónico (CO₂): Aunque no es tóxico para el ser humano de forma directa en bajas concentraciones, es uno de los principales gases de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global.
• Monóxido de carbono (CO): Es un gas tóxico y muy perjudicial para el ser humano, ya que puede producir la muerte si se respira en altas concentraciones en un espacio cerrado.
• Hidrocarburos (HC): Pueden producir irritación y, en algunos casos, están relacionados con el desarrollo de cáncer en los seres humanos.
• Óxidos de nitrógeno (NOx): Irritan las vías respiratorias y pueden ocasionar daños graves en el sistema respiratorio.
• Óxidos de azufre (SOx): Afectan a la atmósfera, siendo uno de los principales causantes de la lluvia ácida.
• Partículas sólidas: Generadas principalmente por los motores diésel, estas partículas perjudican al ser humano provocando alergias, asma y otras dificultades respiratorias.

Sistemas de Control de Emisiones

Sistema de Recirculación de Vapores de Combustible (EVAP)

Este sistema, montado exclusivamente en motores de gasolina, tiene como objetivo controlar las emisiones producidas por la evaporación del combustible. Su funcionamiento se basa en los siguientes componentes y procesos:

Componentes Principales

• Filtro de carbón activo (Canister): Su función es almacenar los gases procedentes del depósito de combustible.
• Electroválvula de purga: Controla el paso de los vapores almacenados hacia el motor.
• Centralita (ECU): Gestiona el funcionamiento del sistema.

Funcionamiento

Los vapores generados en el depósito se dirigen y almacenan en el filtro de carbón activo, también conocido como cánister. Cuando la centralita del motor (ECU) detecta que el conductor desea acelerar, envía una señal a la electroválvula del cánister para que se abra. Esto permite que los vapores de combustible almacenados sean succionados hacia el colector de admisión para ser quemados en la combustión junto con la mezcla de aire y combustible.

De esta manera, se aprovechan estos vapores como un aporte extra de combustible durante la aceleración. En caso de que el filtro esté muy saturado, la centralita puede ajustar la estrategia, por ejemplo, acortando el tiempo de apertura de los inyectores mientras abre la electroválvula del cánister para compensar.

Sonda Lambda (Sensor de Oxígeno)

La función principal de la sonda lambda es medir la cantidad de oxígeno presente en los gases de escape. Esta información permite a la centralita del motor determinar si la mezcla de aire y combustible es pobre (exceso de oxígeno) o rica (falta de oxígeno) en cada momento, ajustándola para optimizar la combustión y reducir las emisiones.

Principio de Funcionamiento

La sonda funciona comparando la cantidad de oxígeno en los gases de escape con el oxígeno del aire exterior (atmósfera). En función de esta diferencia, genera una señal de voltaje que envía a la centralita:

• Mezcla pobre (mucho oxígeno): La señal es de aproximadamente 0,1 voltios.
• Mezcla estequiométrica (oxígeno adecuado): La señal es de unos 0,45 voltios.
• Mezcla rica (oxígeno mínimo): La señal se acerca a los 0,90 voltios.

Para operar correctamente, la sonda lambda necesita alcanzar una temperatura de trabajo de unos 600 °C, por lo que a menudo incorporan una resistencia calefactora interna.

Ubicación en el Vehículo

Dependiendo del vehículo, puede haber una o dos sondas lambda:

• Sonda 1 (principal): Se encuentra siempre a la salida del colector de escape, antes del catalizador. Es la que mide el oxígeno sin quemar y regula la mezcla.
• Sonda 2 (de diagnóstico): Si el vehículo lleva una segunda sonda, esta se ubica después del catalizador. Su función es verificar el correcto funcionamiento del catalizador, comparando su lectura con la de la primera sonda.