Màquines Tèrmiques: Motors, Combustió i Impacte Ambiental

Màquines Tèrmiques i Motors: Una Visió General

Les màquines tèrmiques són aquelles que transformen l’energia tèrmica en energia mecànica. Un motor tèrmic és una màquina motriu que transforma l’energia tèrmica o calor en energia mecànica.

Tipus de Màquines Tèrmiques (Motors)

• Combustió externa: Alternatives i rotatives (ex: màquines de vapor i turbines).
• Combustió interna: Alternatives i rotatives (ex: Otto, dièsel i motor Wankel).

Motor d'Encesa per Guspira (Otto)

1. 1r temps (Admissió): S’obre la vàlvula i entra l’aire-gasolina per mètode d’injecció.
2. 2n temps (Compressió): La vàlvula es tanca i el pistó comprimeix la mescla.
3. 3r temps (Explosió): La guspira de la bugia inflama la mescla i provoca l’explosió.
4. 4t temps (Escapament): S’obre la vàlvula i marxen els gasos.

Motor de 2 temps: Utilitzen gasolina mesclada amb oli. L’admissió i la compressió es duen a terme al mateix temps, i l’explosió i l’escapament també.

Motor d'Encesa per Compressió (Dièsel)

Sistemes auxiliars:

• Alimentació: Encarregat de subministrar la mescla d’aire-combustible al motor.
• Refrigeració: Circuit tancat de líquid refrigerant que circula per les parets del cilindre i l’interior de la culata, extraient la calor.
• Sistema d’encesa: Encarregat de subministrar la guspira a la bugia en el moment oportú perquè es produeixi l’explosió.
• Lubrificació: Encarregat de disminuir el fregament que existeix entre les parets mòbils del motor.

Combustibles: Gasoils i Gasolines

Gasoils: Són més densos i menys volàtils. S'inflamen quan se sotmeten a pressions i temperatures elevades. No són combustibles d'inferior qualitat a la gasolina. Han d'estar molt ben filtrats, ja que qualsevol impuresa o partícula que continguin podria malmetre les bombes.

Gasolines: Són líquids molt inflamables i molt volàtils. Hi ha dos tipus de gasolina: la 95 i la 98. Aquestes quantitats fan referència a l'índex d'octà, que mesura la resistència a la detonació del combustible.

Impacte Ambiental i Solucions

Emissions Contaminants

• Òxids de carboni: El monòxid (CO) és molt tòxic i el diòxid (CO2) produeix l'efecte hivernacle, responsable del canvi climàtic i l'escalfament del planeta.
• Òxids de sofre i de nitrogen: Provoquen problemes respiratoris i la pluja àcida quan precipiten al terra per condensació o arrossegats per la pluja.
• Hidrocarburs i partícules sòlides: Quan es troben en excés a l'atmosfera, formen núvols contaminants (boires fotoquímiques) que perjudiquen la salut dels éssers vius.

Tecnologies per Reduir la Contaminació

• Catalitzadors: Són dispositius instal·lats en el sistema d'escapament de gasos que afavoreixen determinades reaccions químiques per tal de reduir la perillositat dels gasos de combustió abans que surtin a l'atmosfera.
• Dessulfuració: Consisteix en aplicar diferents tècniques en el procés d'elaboració de combustibles per tal de reduir el seu contingut de sofre.

Combustibles Alternatius

• Biodièsels: S'obtenen a partir d'olis vegetals de procedències molt diverses, com per exemple els olis de cuina.
• Bioalcohol: Es poden obtenir a partir de la transformació de la biomassa (canya de sucre, remolatxa, colza...). Els bioalcohols més utilitzats són el metanol i l'etanol.

Alternatives de Mobilitat Sostenible

• Cotxes elèctrics: Silenciosos, no contaminen, cost baix, estalvies diners per aparcar i carregar. Desavantatges: Moltes bateries, molt pes, poca autonomia, temps de càrrega massa llarg.
• Piles de combustió: Alt rendiment, silenciós, alta autonomia. Desavantatges: Inflamable i perillós, cost elevat, producció d'hidrogen.
• Híbrids: Funcionen amb gasolina i bateria, millor funcionament, millor rendiment. Desavantatges: Pesen molt, preu molt alt, no hi ha molts tallers, difícil trobar recanvis.