1. Sistema de extracción de gases o sistema de escape
A primeravistapodíaparecerque el dispositivode evacuaciónde losgasesde escape de
losautomóviles debíaserunsimple tuboque desecharalosgasesala atmósfera,peroenla
práctica, ese concepto estábienlejosde larealidad,y,de hecho,este sistemaesmuyimportante
y tiene susparticularidadesque veremosacontinuación.
El sistemade escape se puede dividirendospartes:
1.- Las que correspondenal motor.
2.- Las que correspondenal tubode escape que conduce losgasesal ambiente.
En la figurase muestraun diagramade bloquesde unsistemade escape.Enél se podrá observar
que laspartes que loconstituyensonlassiguientes:
Se observaráque losgasesmuy calientes,(hasta700ºC), que abandonanel motorse hacen
convergerenel múltiplede escape,yse conducenatravésde tuberíasa losdistintosdispositivos
que componenel sistema,hastaterminarenlaatmósferaatravésdel tubode cola.Note que la
temperaturade losgasesva decreciendoamedidaque se mueve porel sistema,perosiempre se
tratará de que salgana la atmósferaauna más de 100ºC.
Las partes de este sistemason:
Válvulas de escape
Estas válvulastienenuntrabajomuysevero,se muevenaaltavelocidadcuandoel motorgira
rápido,tiene laresponsabilidadde cerrarherméticamentelasalidade la cámara de combustión y
estánenel mediodel pasode gasesa más de 700ºC cuando el motortrabaja con carga y velocidad
elevadas.Estascondicioneshacenque lasválvulasde escape seanunapiezadel motorde altas
exigenciasconstructivasyde material.
Desde el puntode vistade funcionamiento,lasválvulasse abrenycierranpor el empuje de una
leva,de este modo,laaperturay cierre noson instantáneasydemoranalgúntiempo;tiempoenel
que se mantiene el movimientodel pistón.Si se esperahastaque el pistónesté abajo,al final de la
carrera de fuerza,ensumovimiento,el pistónse habráelevadounadistancianotable mientrasse
abre completamente laválvulade escape,durante estaelevacióntendráque oponerse ala
2. presiónresidual que quedaenel cilindro,unasuerte de compresiónde losgasesquemados,y
esto,evidentemente,vaencontrade la eficienciadel motor.Teniendoencuentaese asunto,la
válvulade escape comienzaaabrirse antesde que el pistónalcance el puntomuertoinferior,ylos
gasesde escape,auna presióndentrode cilindro,comienzanafluiratravésde laabertura
formadaentre la cabezade la válvulaysu asiento,aberturaque crece conel tiempo.Literalmente
fluye "fuego"que envuelvelacabezade laválvula. Más tarde cuando el pistóncomience asubir
podrá "barrer"losgasesquemadosconmucha menoroposicióndadoque laválvulayaestará
abierta.
Constructivamentelasválvulasestánhechasde acerosmuyespeciales,que soncapacesde resistir
por largotiempolaacción emocionante ycorrosivade losgasesde salidaytambiénlasaltas
temperaturasde trabajo,peroaunasí, la temperaturade lacabeza de lasválvulaspuede llegara
valoresmuyaltosy nosoportablesporlosmaterialesde que estánhechas,si nose lesdotade una
vía de enfriamiento.
El múltiple de escape.
Esta piezaesalgo más que un conjuntode conductosque hacenconvergerlosgasesquemadosa
un tuboúnicodotado de unplatillode acople donde se une el tubode escape.Loprimeroque
debe cumplirel múltiple de escape estenersuficienteresistenciaalacorrosiónpara ser duradero
a las altastemperaturasde funcionamiento,loque generalmente se lograconunproceso
de aluminación,silicación,cromización olacombinaciónde estosprocesossobre untubode
acero,o bienutilizando hierrofundido aleado,ademásdebe impedirunelevadoenfriamientode
losgasescalientes,poreso,escomúnque seande paredesmetálicasgruesas. Másadelante
cuandotratemoslas partesdel tubode escape veremosporqué esimportanteconservarla
temperaturade lamezclaquemada.
La formay longitudde lostubosdel múltiple de escape puedenjugarunpapel notable alahora de
favorecerlalimpiezadel cilindro,ysudiseñoenparticularestárelacionadoconlascaracterísticas
del motor.
Cuandose abre la válvulade escape,losgasesenel interiordel cilindro aúnestánaelevada
presión,porloque se expandenenformade una onda mecánicade choque dentrodel espacio
3. más ampliodel tuboal que desembocan,estaondamecánicadebe viajarporlostubosque
componenel múltiple de escape conlibertad,si durante sutrayectoria,laondade expansión
tropiezacontrauna superficie,porejemploconuncodo muypronunciado,puede rebotarenél
(reflexión) ytomarunmovimientoenreversaque se opone al libre pasodel restode losgases,por
loque el cilindronose limpiaráadecuadamente.Incluso,si se dael caso, la ondade retornopuede
llegara laválvulade escape abiertacuandoel pistónestácasi enel punto muertosuperioryyano
realizaempuje de losgases,conlaconsecuenciade que entrangasesquemadosporesaválvulaa
alimentarlacámara de combustión.Nohayque explicarque estoesmuynocivopara laeficiencia
del motor.
El sensor de oxígeno.
Ya este asuntose ha tratadoen el artículo correspondiente,estosdispositivossolose usanenlos
automóvilesdotadosde inyecciónde gasolinayel algunos Diésel,ynosiempre estarápresente el
sensorsecundario.
El convertidor catalítico o catalizador
El convertidorcatalíticoesunade lasnumerosaspiezascarasque tienenlosautomóvilesyque no
son imprescindibles parasufuncionamiento.Lautilizaciónde este dispositivose debeala
necesidadde eliminarhastaunaltoporcentaje losgasestóxicosque acompañanal escape del
motor.Soloestáreglamentadosuusoobligatorioenalgunospaíses,dondeel tránsitovial es
intensoypor consiguiente lacontaminaciónambiental elevada.Ladinámicade sufuncionamiento
4. escomplejaydependiente de diversosfactoresque debensercontroladosconexactitudpara
lograr el objetivoperseguido,lamodernaformade alimentarlos motoresporinyecciónde
gasolinaasistidaporordenador,yel usode sensoresde precisiónhanhechoposible que el trabajo
eficientedel convertidorcatalíticoseaunarealidad.
A este dispositivoentranlosgasesauncalientesprocedentesdel motory ensuinteriorse
producenlasreaccionesquímicasque conviertenlosgasestóxicos,engasesnotóxicosalasalida.
Las reaccionesse producende forma catalítica por loque de elloderivasunombre.
En losconvertidoresmodernos(de tripleacción) las transformacionesse producencambiandoel
monóxidode carbono(CO),losóxidosde nitrógeno(No)yloshidrocarburos sinquemar(CnHm)
que vienendel motor,adióxidode carbono(CO2),nitrógenomolecular(N2) yagua(H2O).
Anteriormente losconvertidores solotransformabanloshidrocarburossinquemaryel monóxido
de carbono y se lesllamade doble acción,peroenla actualidadse lesconsideraobsoletoso
tienenuncampode utilizaciónlimitada.
Comocatalizadoresse empleanmetalespreciososque sonescasosycaros, entre elloslosmás
utilizadossonel platino,el paladioyel rodio,especialmenteel primero.
Para que el trabajodel convertidorpuedallevarse acabodebe haberciertacantidad
de oxígenosobrante enlosgasesde escape y una elevadatemperatura(se dice que másde
400ºC), por tal motivoenlos5-10 minutosinicialesdel arranque del motorfríolaeficaciadel
convertidoresprácticamente nula.
El usode estosaparatosestablece altasexigenciasencuantoa ciertoselementosque son
frecuentesenlasgasolinas,de hecho,el plomo,que fue utilizadopormuchotiempocomo
mejoradordel octanaje de lagasolinaenformade tetra etilode plomo nopuede utilizarse,yaque
resultamuytóxicopara losmaterialescatalíticos.Otrocomponenteindeseable enlagasolinaes
el azufre,debidoaque enel convertidorse produce sulfurode hidrógenoque tiene unolor
desagradable.Existenotrasreaccionesadversasenel catalizadorperoel diseñocadavezmejorde
estosva resolviendoesosproblemas.
El silenciador
Este elementotiene el objetivode amortiguarel ruidoque se produciríasi laonda mecánicade
choque generadacuandose abre la válvulade escape llegasedirectamenteal exterior.El
silenciadortampocoesimprescindible,peropuedenimaginarse unavíade tráfico intensosi todos
losautomóvilesprodujeranruidointenso,poreso,enlamayoría de lospaíseses de uso
obligatorioeste dispositivo.
Hay infinidadde diseñosde silenciadoresconmejoropeoreficienciaacústica,perotodossin
excepción,loque buscanesconvertirel flujopulsantede ondasde choque de losgasesde escape
a un flujocontinuoysilencioso.Paraellose utilizalacualidadde lasondas
de reflejarse he interferirse,veamoscómofunciona.
5. La clave para sufuncionamientoradicaenconducirlosgasesde escape que salendel motor,como
ondasde choque desde cadaunode los cilindros,aunacámara donde estasondaschoqueny se
reflejendesdelasparedesyactúende maneradestructivasobre lasondasentrantes.
El resonador
El resonadornoes más que otro dispositivoconunfuncionamientoanálogoal silenciador,yque
refuerzael trabajode eliminaciónde ruidosparaobtenerunescape mássilencioso.Notodoslos
vehículostienenel resonador, másbienestáreservadoparalosautomóviles máscarosy
silenciosos.
Hay una variante del resonadorque hace todolocontrario,loque busca escambiar el patrónde
ruidoy hacerlode mayor volumenyconuna frecuenciamodificadaque dalaimpresiónsicológica
de un motor máspotente.Estosresonadoresnovienennuncade fábricaenlosautomóviles,se
compran y montanpor losamantesa esosruidos,generalmente jóvenes.Lo máscomúnes que se
coloquenenel lugardel tubode cola.
El tubo de cola.
Durante su trayectoriaa lolargo de todo el laberintoanteriorenel tubode escape,losgasesse
han enfriado,este enfriamiento,enciertoscasosde funcionamientoapocapotencia,permite que
losgasespuedanllegarauna temperaturamenorde 100ºC dentrodel tubode escape,loque
implicaque el abundante vaporde aguaque contienenpuedacondensarse comoagualíquida,
más probablemente enel tubode colaque estáal final.El agua en este estadopuede formar
7. MODULO: MANTENIMIENTO A PLANTAS ELÉCTRICAS
DE EMERGENCIA
PROFESOR: ING. ROBERTO ALCÁNTARA PULIDO
TEMA: SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE GASES
ALUMNO: CARLOS JESÚS GONZÁLEZ PARRALES
GRUPO: 505 TURNO: VESPERTINO
FECHA: 01/12/2015
PERIODO ESCOLAR
1.15.16
