Se durante la combustione di un idrocarburo l'apporto di ossigeno è insufficiente, la reazione di combustione sarà incompleta e non si otterranno vari prodotti che tipicamente si formano durante la combustione completa. Invece, parte del combustibile idrocarburico rimarrà non reagito e, invece di anidride carbonica e acqua come prodotti primari, si formeranno vari composti parzialmente ossidati, come monossido di carbonio, fuliggine e idrocarburi incombusti.

Nello specifico, quando l'apporto di ossigeno è insufficiente, la reazione di combustione avverrà in un ambiente ricco di carburante, il che significa che è presente più carburante idrocarburico rispetto all'ossigeno disponibile per la combustione completa. Ciò porta a quanto segue:

1. Formazione di monossido di carbonio (CO): Invece di essere l’anidride carbonica (CO2) il prodotto principale della combustione del carbonio, il monossido di carbonio (CO) si forma a causa dell’ossidazione incompleta degli atomi di carbonio nel combustibile idrocarburico. La CO è un gas tossico che può causare asfissia ed è altamente pericoloso per la salute umana.

2. Formazione di fuliggine: Quando l'ossigeno è insufficiente, le particelle di carbonio prodotte durante la combustione non vengono completamente ossidate in anidride carbonica. Invece, si agglomerano e formano particelle di fuliggine, risultando in fumo nero.

3. Idrocarburi incombusti: Alcune molecole del combustibile idrocarburico non reagiscono affatto a causa della mancanza di ossigeno, con conseguente presenza di idrocarburi incombusti nei prodotti della combustione. Questi idrocarburi incombusti contribuiscono all’inquinamento atmosferico e possono essere pericolosi per l’ambiente e la salute umana.

4. Potenza termica inferiore: Il processo di combustione incompleta rilascia meno calore rispetto alla combustione completa. Ciò significa che il carburante non viene utilizzato in modo efficiente e la produzione energetica complessiva del processo di combustione diminuisce.

5. Combustione inefficiente: La presenza di prodotti parzialmente ossidati e di idrocarburi incombusti nei prodotti della combustione indica una combustione inefficiente. Ciò porta a emissioni più elevate e a una minore efficienza energetica.

6. Impatto ambientale: Il rilascio di monossido di carbonio, fuliggine e idrocarburi incombusti nell’atmosfera contribuisce all’inquinamento atmosferico e può avere effetti negativi sulla salute umana e sull’ambiente.

Per garantire una combustione completa e ridurre al minimo la formazione di questi sottoprodotti nocivi, è fondamentale disporre di un apporto sufficiente di ossigeno durante la combustione degli idrocarburi. Ciò può essere ottenuto progettando adeguatamente i sistemi di combustione per garantire un’adeguata aspirazione dell’aria e una miscelazione con il carburante e controllando il rapporto carburante/aria per mantenere un equilibrio ottimale per una combustione completa.