El poder de las tecnologías limpias para medidas de mitigación

Innovación de tecnologías limpias

¿Cómo lograr mitigar estos impactos negativos en el ambiente? Gracias a los diversos estudios científicos y evidencias que respaldan los impactos causados por la contaminación atmosférica en el ambiente y la salud de las personas, hoy somos más conscientes de los desafíos que enfrentamos para mitigar el cambio climático. En este sentido, las soluciones científicas y de ingeniería que nos permiten mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero han sido clave para la producción y uso de energías renovables, así como para alcanzar alternativas de transporte sostenible durante los últimos años.

 

Hoy podemos reducir las emisiones de vehículos que utilizan gasóleo (comúnmente llamado diésel) gracias a este tipo de tecnología, tal como se muestra en el siguiente esquema:

Unidad de Control Electrónico (ECU) Computadora principal del vehículo que se encarga de controlar parámetros del motor, como son los tiempos de encendido, la inyección de combustible, el monitoreo de aire de escape para determinar ajustes de combustión y emisiones, entre otros.
Filtro de Partículas Diésel (DPF) Captura el material particulado sólido de los gases de escape, depositándolos en su estructura para luego proceder a oxidarlos dando como resultado CO2. El proceso de oxidación consiste en un mecanismo en donde el DPF quema periódicamente el material particulado atrapado en el filtro, proceso conocido como regeneración.
Oxidación Catalítica Diésel (DOC) Por medio de metales que ayudan a las reacciones de oxidación, proporciona una elevada actividad para contaminantes como CO e hidrocarburos no quemados. también SO2, como oxidación no deseada e hidrocarburos líquidos (componentes de la fracción orgánica soluble (SOF) que, a su vez, da lugar a la reducción de las emisiones de MP.
Reducción Catalítica Selectiva (SCR)

Convierte los óxidos de nitrógeno (NOx) en agua y nitrógeno. Este proceso se realiza mediante la aplicación de urea acuosa (CO(NH2)2), también conocida como DEF (Fluido de Escape Diésel), sobre un catalizador especial en donde la urea es administrada por un módulo que es controlado por la ECU. La mezcla desencadena una reacción química en el escape gracias al catalizador, convirtiendo así los óxidos de nitrógeno en nitrógeno, agua y pequeñas cantidades de dióxido de carbono. Químicamente, la urea se descompone en dos moléculas de amoníaco (NH3) y una molécula de dióxido de carbono. Luego, en el convertidor catalítico SCR, el NH3 reacciona con el NOx para formar nitrógeno molecular.

Las reacciones secundarias más importantes incluyen la formación de nitrato de amoníaco (NH4NO3), favorecido a temperaturas inferiores a 200°C, y la oxidación catalítica selectiva de amoníaco a temperaturas superiores a 400°C, resultando en la formación de nitrógeno. La reacción química de la urea en presencia del catalizador se muestra a continuación:

4𝑁𝑂+2(𝑁𝐻2)2𝐶𝑂+ 𝑂2→4𝑁2+4𝐻2𝑂+2𝐶𝑂2

Circulación de Gases de Escape (EGR) Este sistema toma parte de los gases que salen por el escape del auto y los vuelve a meter al motor, mezclándolos con aire limpio. ¿Para qué? Para que la combustión (la quema del combustible) sea más suave y ocurra a menor temperatura. Eso ayuda a que se generen menos gases contaminantes, como el NOx, que daña el medio ambiente. Es común que exista un sistema EGR de alta presión (EGR AP) a la salida de los gases de escape antes del turbocompresor, dado que a baja carga del motor el EGR AP es más efectivo, mientras que en altas cargas, se puede implementar un sistema EGR de baja presión (EGR BP) que complemente el sistema.