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Motores con mezclas pobres más ecológicos

A menudo, al analizar la contaminación atmosférica y las emisiones de gases, el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) se denominan conjuntamente NOx. Un proyecto innovador realizado por investigadores financiados por la Unión Europea ha dado lugar al desarrollo de motores que funcionan con mezclas pobres y que son más respetuosos con el medio ambiente al reducir las emisiones de NOx procedentes de la quema del combustible.
Motores con mezclas pobres más ecológicos
Los NOx son productos intermedios de reacciones de combustión como las que tienen lugar durante la ignición del combustible en el motor de un automóvil. En concreto, el NO2 contribuye a la concentración de ozono a nivel del suelo, el principal componente del smog o niebla fotoquímica, y está relacionado con varios efectos adversos sobre el aparato respiratorio.

La Unión Europea se ha fijado objetivos ambiciosos conducentes a la reducción del 80 % de las emisiones de NOx para el 2020. El proyecto Intellect D.M. («Metodología de diseño integrado de combustores para mezclas pobres con bajas emisiones») tenía como objetivo desarrollar nuevas tecnologías de motores de combustión basadas en la combinación de la tecnología de combustión de mezclas pobres y de dispositivos de bajas emisiones y de enfriamiento por efusión, todo ello con el fin de obtener motores más ecológicos y con menor consumo.

Los motores para mezclas pobres utilizan menos combustible para una determinada cantidad de aire (de ahí que se les llame de mezclas pobres); son más rentables en términos de consumo de combustible y emiten menos gases de efecto invernadero (GEI). No obstante, al aumentar la presión y la temperatura necesarias, aumentan las emisiones de NOx.

El equipo de investigación buscaba capitalizar las ventajas de los motores para mezclas pobres y minimizar, simultáneamente, las emisiones de NOx. Aunque utilicen menos combustible, los motores para mezclas pobres son capaces de generar la misma potencia de salida que los de combustión estándar. Queman el combustible de forma eficiente gracias a una combinación de condiciones de turbulencia del aire en la admisión y a la inyección precisa del combustible, lo cual da lugar a una mezcla mejorada de combustible y aire.

Los investigadores desarrollaron una herramienta de ingeniería basada en el conocimiento (KBE) muy útil para aplicar la tecnología de diseño para mezclas pobres y con emisiones reducidas de NOx. Se incluyeron un combustor, un inyector paramétrico y simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD), así como optimizaciones para reducir el tiempo de computación necesario. Turbomeca, un fabricante francés de motores con turbina de gas, ya ha utilizado los resultados con el fin de mejorar el rendimiento de las tecnologías de inyección con emisiones reducidas de NOx aplicadas a pequeñas turbinas de gas.

En resumen, el proyecto Intellect D.M. ha aportado una herramienta importante de modelización y simulación para diseñar combustores para mezclas pobres con emisiones reducidas de NOx, capaz de reforzar la competitividad de la Unión Europa al reducir el tiempo y los costes de desarrollo. Además, los nuevos combustores, que tienen un menor consumo y a la vez son más ecológicos, deberían ser especialmente atractivos para una población de consumidores cada vez más sensible a las cuestiones medioambientales. Turbomeca puede ser de las primeras empresas en implantar los resultados del proyecto, pero ciertamente no será la última.

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