laboratorio de motores

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN
ENSAYO DE MOTORES N 9
ENSAYO N° 9: PRUEBAS DE TOXICIDAD DE GASES DE ESCAPE DE LOS MOTORES DE
COMBUSTIÓN INTERNA
I.- OBJETIVOS
• Conocer los equipos básicos para determinar el nivel de contaminación de los gases
de escape de motores petroleros.
• Conocer los equipos básicos para determinar el nivel de contaminación de los gases
de escape de motores gasolineros.
• Conocer los niveles permisibles de contaminación dependiendo del tipo de gas de
escape.
• Conocer los principales problemas la salud que ocasiona los gases de escape de
los motores de combustión interna.
II.- FUNDAMENTO TEORICO
Los factores que influyen en el nivel de contaminación vehicular son básicamente:
• Estado de las vías
• Velocidad de movilización
• Mantenimiento de los vehículos.
• Practicas de conducción.
• Altimetría (condiciones ambientales)
• Tecnología automotriz
• Calidad del combustible
Humos de vehículos con MCI
Los contaminantes alojados en la atmósfera tienen un efecto directo sobre la salud humana
de acuerdo con sus proporciones y nivel de exposición de cada organismo:
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Hidrocarburos (HC): Los hidrocarburos parafínicos tienen efecto narcótico e irritan las
mucosas en conjunto con los óxidos de nitrógeno. Son responsables del "smog químico".
Oxidos de Nitrógeno (NOx): son causantes del smog fotoquímico y éste a su vez causa
irritación en los ojos, nariz, garganta y pulmones. Agrava enfermedades respiratorias.
Monóxido de carbono (CO): es responsable de dolores de cabeza, incomodidad, cansancio,
palpitaciones cardiacas, vértigo y disminución de los reflejos. En ambientes cerrados puede
causar la muerte, ya que al combinarse con la hemoglobina de la sangre no permite la
fijación del oxigeno, impidiendo que este último circule por el organismo.
Humo (material en partículas): algunos compuestos de las partículas tienen acción
cancerígena. Irrita los ojos y vías respiratorias. Produce efectos indeseables en la atmósfera,
como la reducción de la visibilidad y del contraste por el fenómeno de difracción de la luz en
partículas.
Óxidos de azufre (SOx): producen daños en las vías respiratorias.
Aldehídos (CnHm-CHO): es irritante para ojos y vías respiratorias. Tiene efectos
cancerígenos. Es uno de los principales responsables de los olores en los gases de escape.
Plomo: produce saturnismo, envenenamiento del sistema nervioso central y padecimientos
óseos. Principalmente en los niños puede provocar la muerte.
Se considera de manera aproximada que la composición de los gases de escape de un
vehículo con motor de combustión interna posee los siguientes rangos
Componente de los gases de
escape
Contenido máximo en volumen
(%)
Observación
Gasolina Diesel
- Nitrógeno 74- 77 76- 78 no tóxico
- Oxigeno 0.3 - 0.8 2.0 - 18.0 no tóxico
- Vapor de agua 3.0-5.5 0.5 -4.0 no tóxico
- Dióxido de carbono 5.0- 12.0 1.0 - 10.0 no tóxico
- Monóxido de Carbono 0.1 - 10.0 0.01 -0.5 tóxico
- Oxidos nítricos 0.1 - 0.5 0.001 - 0.4 tóxico
- Hidrocarburos no
Cancerígenos
0.2 - 3.0 0.009 - 0.5 tóxico
- Aldehidos 0-0.2 0.001 -0.009 tóxico
- Dióxido de asufre 0 - 0.002 0 - 0.03 tóxico
- Hollín (en g/rn
3
) 0 - 0.04 0.01 - 1.1 tóxico
- Benzopireno (en mkg/m
3
) hasta 20.0 hasta 10.0 cancerígeno
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3. Según el análisis de la OMS, difundido recientemente en Londres, el número de víctimas por
problemas respiratorios causados por el humo de autos, es mucho mayor que el número de
muertos por accidentes en carreteras y autopistas. Los resultados del estudio muestran que
una tercera parte del aire contaminado es causado por las emisiones de gas del transporte y
su inhalación por espacio prolongado causa, según la OMS, cerca de 21 mil muertes
prematuras al año, en tres de los países europeos más limpios.
Un fenómeno de las últimas décadas es el explosivo crecimiento del parque automotor y la
escasa adecuación de las calles del área metropolitana a esa realidad. La consecuencia: más
contaminación, embotellamientos, estrés, en fin, deterioro de la calidad de vida en zonas
urbanas.
Para disminuir el nivel de emisiones tóxicas de recomienda el cumplimiento de las siguientes
recomendaciones:
1. Perfeccionamiento del ciclo de trabajo de los motores
2. Perfeccionamiento de la construcción y de la tecnología de fabricación de los
motores
3. Desarrollo de métodos complementarios y dispositivos que disminuyen la toxicidad y
el humeado de los gases de escape
4. Empleo de combustibles alternativos y aditivos
5. Uso correcto, con un buen mantenimiento, de las plantas de fuerza. - aplicación de
diferentes métodos y medios combinados
III.- EQUIPOS E INTRUMENTOS
Los instrumentos para medir la concentración de gases de escape en el aire son del tipo de
analizador de gases por absorción infrarroja:
La energía infrarroja IR es una forma de luz. La longitud de onda de esta energía es más larga
que la de la luz que nosotros podemos llegar a ver, de todas maneras el ser humano no
puede ver la energía infrarroja directamente desde sus ojos. De hecho existen algunos
dispositivos que pueden detectar la presencia de ondas de luz infrarroja. Muchos gases
tienen la propiedad de absorber ondas de luz específicas. Los gases principales en el campo
de trabajo automotriz como lo son: CO, HC, CO2 tienden a absorber las bandas estrechas de
longitudes de ondas infrarrojas 5 ó 6 veces más largas que la luz visible. La absorción del
ancho de las bandas de cada uno de los componentes de un gas es relativamente estrecha.
Afortunadamente hay un muy pequeño lapso de absorción de bandas en varios gases
presentes en una corriente de gases.
Es posible detectar la presencia de un gas, por medición del equivalente de la luz infrarroja
absorbida en una onda particular de energía infrarroja que pasa a través de las células
contenidas en la mezcla de un gas. Si un gas absorbe un espectro de luz infrarroja, y este
espectro es característico y específico de dicho gas, entonces la indicación de esta
absorción puede ser usado como indicación de la concentración de dicho gas.
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4. Esquema de medidor de absorción infrarroja
La concentración de un gas que se quiere medir puede ser expresada porcentualmente de
acuerdo a la absorción de IR que pasa a través de una celda que contenga ese gas en una
mezcla de gases. El método frecuentemente usado en analizadores de gases de escape para
poder medir la concentración de los gases presentes en la mezcla, consiste en hacer pasar
luz infrarroja por una celda que contiene el gas, y detectar la energía absorbida por cada uno
de los gases con detectores apropiados. Estos detectores consisten en un filtro óptico
formando por un lente que permite solo pasar las longitudes de onda del espectro infrarrojo
correspondientes al gas cuya concentración se quiere medir.
Analizador de Gases: La combustión real da lugar también a la formación de productos sin
quemar y otros residuos. Puesto que en la combustión influyen varios factores, algunos de
tipo mecánico y otros dependientes de las características del combustible, mediante el
análisis de los gases es posible determinar el tipo de combustible y la influencia que sobre
aquélla tienen los factores indicados. Permite analizar la concentración de gases tales como:
CO, HC, CO2 y O2 contenidas en las emisiones de los motores que usan gasolina, GLP o GNV
Vista exterior e interior de un Analizador de Gases
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Opacímetro: instrumento de fotometría que se emplea para medir el grado de opacidad de

5. las radiografías, fotografías, humos industriales, Sirve para determinar la concentración de
partículas en suspensión contenidas en las emisiones de los motores Diesel (Hollín)
Opacímetro: analizador (Izquierda), filtro (derecha)
IV.- CONCLUSIONES
1. Se puede concluir que los equipos de medición de gases contaminantes operan bajo
el principio de medición de absorción infrarroja, dicho proceso requiere un
determinado número de fuentes luminosas de una determinada longitudes de onda
para los diversos gases a medir.
2. Es importante realizar estas mediciones para determinar si un determinado vehículo
cumple con las normas establecidas en el país acerca de los límites permisibles de
contaminación.
3. En el Perú solamente se controla los niveles de CO, CO2 y HC para los motores de
tipo gasolinero, y el Hollín para los motores diesel, los límites permisibles varían en
función del número de años de antigüedad del vehículo, siendo la norma mas estricta
para los vehículos modernos, además también depende si existe turbocompresor en
el motor, si este existiese también la norma es más estricta dando límites permisibles
menores.
4. Un buen control de tráfico eficiente, de revisiones técnicas a los vehículos conforma
parte de las soluciones más factibles para reducir el problema de humos en la ciudad
de Arequipa
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V.- BIBLIOGRAFIA

6. • Motores de Automóvil, M. S. Jovac Doctor en ciencias técnicas, Moscú 1982
• Manual de la técnica del automóvil BOSCH, 3ra edición Buenos Aires 1995
• Experimentación y calculo de Motores de Combustión interna, Luis Lastra, Guillermo
lira, Andrés Valderrama, Elizabeth vera; Universidad Nacional de Ingeniería; Lima
Perú 1995
• Manual de laboratorios Universidad de Don Bosco; Motores de Combustión interna I
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7. • Motores de Automóvil, M. S. Jovac Doctor en ciencias técnicas, Moscú 1982
• Manual de la técnica del automóvil BOSCH, 3ra edición Buenos Aires 1995
• Experimentación y calculo de Motores de Combustión interna, Luis Lastra, Guillermo
lira, Andrés Valderrama, Elizabeth vera; Universidad Nacional de Ingeniería; Lima
Perú 1995
• Manual de laboratorios Universidad de Don Bosco; Motores de Combustión interna I
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