Introducción

El hombre ha vivido mucho tiempo con la idea de que la naturaleza es un bien inagotable, gratuito y eterno. Hoy, por el contrario, descubre que la naturaleza no es inagotable sino temporal, pues es muy frágil y corre el riesgo de desaparecer llevándose consigo en esta extinción a la humanidad entera. Por esta razón es que el tema de la conservación ambiental ha pasado a formar parte de los objetivos fundamentales de la humanidad.

Los agentes contaminantes pueden afectar el aire, las aguas, el suelo, las estructuras y la vida animal y vegetal que se encuentran en ellos. La causa principal de toda la contaminación del aire es la combustión, principalmente de los combustibles fósiles. Teóricamente, cuando ocurre la combustión, el hidrógeno y el carbono del combustible se combinan con el oxígeno del aire para producir calor, luz, dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O), sin embargo las impurezas del combustible, una incorrecta relación de mezcla entre el aire y el combustible o temperaturas de combustión demasiado altas o bajas son causa de la formación de productos secundarios, tales como monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrógeno (NOx), partículas (MP), hidrocarburos no quemados (HC), plomo y otros. Siendo éstas, las emisiones más importantes de los motores automotrices. En investigaciones realizadas en algunas ciudades de Europa, se ha estimado que el 80% de la contaminación atmosférica causada por el hombre, se debe a la combustión de carburantes fósiles y que de esta porción, el 50% lo aporta el transporte, con una participación del 73.7% de CO, 53% de HC y 47% de NOx de los totales emitidos en atmósferas urbanas. En las ciudades de Centro América, según indica el Dr. Jürg Grütter, la contaminación atmosférica está aumentando y ya ha alcanzado límites peligrosos para la salud humana y el medio ambiente, siendo los vehículos motorizados los principales causantes de esta contaminación.

No existen en el mundo dos refinerías que produzcan gasolinas exactamente iguales, sin embargo éstas pueden clasificarse de la siguiente manera:

• Gasolina con plomo

• Gasolina sin plomo con alto contenido de hidrocarburos aromáticos

• Gasolina sin plomo con alto contenido de isoparafinas

• Gasolinas con aditivos oxigenados (alcoholes y éteres): metanol, etanol, MTBE y ETBE.

Desde los años 20, se ha utilizado el plomo como aditivo para aumentar la calidad de combustión (antidetonante) de la gasolina, medida por su índice de octano, ya que el plomo ha sido la forma menos costosa, desde el punto de vista económico y energético para obtener calidad octanal en una refinería. En la actualidad, los autos requieren el uso de gasolinas con altos índices de octano por dos razones básicas: la primera es que si el índice de octano de la gasolina no es el adecuado para el índice de compresión del motor, ocurrirá lo que se conoce como golpeteo del motor debido al autoencendido de la gasolina, lo cual ocasiona pérdidas en el rendimiento y puede dañar el motor de forma catastrófica y la segunda es que mientras más elevado sea el octanaje, mayores serán los índices de compresión permitidos en los motores, con lo cual, aumentan el rendimiento y la economía de combustible de los mismos. La combustión del carburante en un motor de combustión interna genera una serie de emisiones contaminantes, las cuales dependerán del tipo y calidad del combustible utilizado, de la relación aire/combustible, del sistema de suministro del combustible, del sistema y tiempo de encendido, de la energía del encendido, de la relación de compresión, de la temperatura de combustión, del régimen de carga y del tratamiento ulterior de los gases de escape. Sin embargo, un estricto programa de inspección y mantenimiento del motor puede lograr disminuciones de las emisiones contaminantes hasta en un 40%, aún así esta disminución no es suficiente en las grandes ciudades, caracterizadas por enormes flotas vehiculares. De esta manera, surgió la idea del diseño de vehículos con control de emisiones, caracterizados por un dispositivo denominado convertidor catalítico, cuya función básica es la transformación de HC, CO y NOx en CO2, vapor de agua, N2 y O2, sin embargo, este dispositivo no puede operar en presencia de plomo, por lo que surgió la necesidad de eliminar el plomo de las gasolinas.

Estos contaminantes son conocidos como los causantes de varios problemas de salud en chicos y adultos.

Dióxido de Carbono : Es generado principalmente por combustión industrial, vehicular y agrícola. El exceso de CO2 es responsable del "Efecto de Invernadero", por el cual, la temperatura en el globo terrestre tiende a aumentar y a no ser estable, lo que podrá ocasionar crecimiento de los desiertos, aumento del nivel del mar, inmersión de islas y costas, y otras catástrofes climatológicas.

Monóxido de Carbono: Es un gas venenoso, incoloro, inodoro e insípido, que al ser inhalado, obstaculiza la capacidad de la sangre para absorber el oxígeno, lo cual afecta la facultad de ver , percibir y pensar, los reflejos se tornan más lentos, causa somnolencia e incluso inconsciencia y a veces puede causar la muerte a los humanos cuando son expuestos a concentraciones mayores a 750 ppm (partes por millón), ya que la sangre tiene una afinidad por el CO de 210 a 240 veces mayor que por el oxígeno. En las embarazadas pone en peligro el crecimiento y desarrollo mental del feto.

Se obtiene por combustión incompleta y se acumula en las urbes metropolitanas por ausencia de corrientes de aire, por alta concentración de fuentes emisoras y por la baja densidad de vegetación y suelo descubierto.

Hidrocarburos no quemados : Son una gran cantidad de compuestos diferentes, dentro de éstos, según estudios hechos por el Instituto de Oncología en el Castelo Bentivoglio, Italia, se ha demostrado que el benceno es un agente carcinógeno causante de tumores, tanto cuando es ingerido como inhalado en todas las especies de animales estudiadas. Producen irritación de ojos, cansancio y tos, y reaccionan con otras sustancias en el aire y en presencia de luz produciendo oxidantes fotoquímicos, responsables de neblina y disminución de la visibilidad en las urbes metropolitanas. Se producen por combustión incompleta, evaporación y problemas de encendido.

Partículas : Pueden ser sólidas y/o líquidas, se muestran en el aire como neblinas y/o humos. En parte se obtienen por combustión de combustibles contaminados o por deficiencia de oxígeno. Pueden ser causantes de enfermedades respiratorias y de cáncer en los pulmones.

Oxidos de nitrógeno : Son producidos por combustión a elevadas temperaturas. Puede incrementar la susceptibilidad a las infecciones virulentas como la gripe, irrita los pulmones y causa bronquitis y neumonía. En unión con el SO2 ( dióxido de azufre, formado por combustión de combustibles con contenido de azufre ), provocan lluvia ácida con daños a bosques, sistemas acuáticos, agricultura u obras civiles.

Ozono: Irrita las membranas mucosas del sistema respiratorio. Produce tos, asfixia y mal funcionamiento de los pulmones. Reduce la resistencia contra resfriados y neumonía. Puede agravar las enfermedades crónicas del corazón, asma, bronquitis, y enfisema.

Plomo: En el organismo humano son cuatro los principales sistemas sensitivos al plomo, éstos son:

Sistema hemopoyético : El plomo afecta la producción de hemoglobina en diversas etapas de su síntesis. Cuando el nivel de plomo en la sangre alcanza los 50 ug/dl los niveles de producción de hemoglobina son mínimos y se presentan casos de anemia si el nivel de plomo supera los 80 ug/dl en la sangre.

Sistema renal: Se pueden presentar daños en los riñones como consecuencia de la exposición a niveles de plomo muy altos.

Sistema cardiovascular : Algunos estudios han mostrado posibles relaciones estadísticas entre la presencia de plomo en la sangre y la alta presión sanguínea, sin embargo otros estudios realizados en el Reino Unido, no han encontrado evidencia alguna para apoyar la creencia de que moderados aumentos en la carga corporal de plomo tienen relevancia en los riesgos de enfermedad cardiovascular.

Efectos neurocomportamentales : Se piensa que afecta el desarrollo intelectual y el comportamiento de los niños. Puede causar daños neurológicos. Estudios hechos en Inglaterra han concluido que no existen pruebas evidentes lo suficientemente significantes sobre la relación causal entre diferentes niveles de presencia de plomo y el desarrollo intelectual o comportamental en niños. Este elemento afecta los sistemas circulatorios, reproductivos, urinarios y nervioso. Se estima que es el causante de la hiperactividad y reducción de la capacidad de aprendizaje de los niños. Se acumula en los huesos y otros tejidos teniendo efectos duraderos.

El uso de las gasolinas sin plomo puede lograr bajos niveles de emisiones tóxicas, siempre y cuando el motor esté diseñado para su consumo y tenga todos sus dispositivos de control de combustión y de emisiones en buen estado. Sin embargo, si estas gasolinas sin plomo son utilizadas en motores convencionales sin convertidor catalítico se generarán serias implicaciones para la salud, el medio ambiente y el motor, ya que éstos emitirán mayor cantidad de contaminantes a la atmósfera, que cuando usan gasolina con plomo, además de sufrir daños mecánicos, como lo son: la recesión de los asientos de válvulas y el incremento del requerimiento de octano. Esto se debe a que en la formulación de gasolina sin plomo, para sustituir el efecto antidetonante de éste (índice de octano), se utilizan proporciones mucho mayores de ciertos hidrocarburos aromáticos, isoparafinas, y compuestos oxigenados, cuyo exceso deberá ser recirculado al motor y/o transformado en el convertidor catalítico, de manera tal que si el motor no posee estos dispositivos, dicho exceso saldrá a la atmósfera como hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno ( debido a las altas temperaturas de combustión de los aromáticos ). Existen diferentes formas de obtener gasolina sin plomo, cada una de ellas presenta características tóxicas y formas diferentes de obtención:

• Sustancias aromáticas : Investigaciones realizadas han indicado que el benceno es una peligrosa sustancia cancerígena y causa una variedad de desordenes sanguíneos tales como la leucemia. En orden de peligrosidad le siguen el tolueno y el xileno. Todas estas substancias están presentes en las gasolinas sin plomo "aromáticas" en composiciones que oscilan, en el caso de Europa, entre 29 y 55% por volumen, en donde el contenido de benceno es de 5%. Sin embargo, aún cuando la cantidad de benceno fuese muy baja, éste se produce también durante la combustión a través de procesos de demetilación de otras sustancias aromáticas tales como el tolueno y el xileno, encontrados en mayor proporción. En experimentos de carcinogenicidad en ratas, realizados por el Instituto de Oncología y Ciencias Ambientales de Bolonia, Italia, se demostró que la exposición a gasolinas con alto contenido aromático conduce a la formación de tumores generalmente malignos, especialmente tumores del útero.

• Isoparafinas: Investigaciones apoyadas por el American Petroleum Institute(API) demostraron que la exposición de inhalación de 344 ratas Fischer machos a los vapores de gasolina con alto contenido de isoparafina produce tumores renales benignos y malignos, además de un aumento de los tumores del hígado en ratones femeninos expuestos a inhalación del mismo tipo de gasolina.

• Compuestos oxigenados : Para mejorar la calidad octanal de la gasolina sin plomo se pueden añadir también compuestos oxigenados, tales como alcoholes (metanol y etanol) y éteres (MTBE y ETBE). En el proceso de combustión, estas sustancias pueden producir formaldehído, el cual es irritante y cancerígeno.

A pesar de todo, los avances de la tecnología han podido reducir la emisiones de los vehículos e incrementar la economía de combustible, sin embargo la polución, hoy en día, continua siendo el mayor inconveniente para el incremento del número de autos y camiones en la calle.Combustibles alternativos más limpios ofrecen una solución atractiva para este problema ambiental