lunes, 27 de febrero de 2012

Filtros Antipartículas (DPF) y Catalizadores de Reducción Selectiva (SCR)


                Los gases del escape que descarga el motor contienen una mezcla componentes altamente nocivos para la salud humana y el medio ambiente. Los principales componentes tóxicos presentes en los humos de escape son: Monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SO2), así como hidrocarburos y aldehídos (HC) y material articulado del diesel (MPD). Debido a esta mezcla toxica del humo de escape, todos los motores Diesel están sometidos a las regulaciones de emisiones, donde se especifican los umbrales máximos de emisiones contaminantes permitidas en los gases de escape.
                Para cumplir las actuales normativas de reducción de partículas potencialmente contaminantes de la atmósfera, los fabricantes de automóviles  instalaron filtros antipartículas (DPF) que captan las partículas de hidrocarburos sin quemar (causantes de las humaredas que vemos salir de los tubos de escape al acelerar) que genera la combustión en los turbodiésel.
                Estos filtros están fabricados en carburo de silicio impregnado con platino y paladio en el que los canales están alternativamente abiertos y cerrados; el gas que entra en el filtro es forzado a circular por la particular geometría de las paredes sumamente porosas, donde deja las partículas de carbonilla, saliendo limpio.

 Figura 1: Filtro de partículas. Fuente: www.doctorchip.com

                Para impedir la saturación de partículas de este tipo de filtro, se eleva la temperatura de los gases de escape por medio de una post-inyección en la cámara de combustión, de forma automática, cuando se detecta que el filtro está al 20 o 30% de su capacidad, haciendo que los gases de escape lleguen con mayor temperatura al filtro, que provoca la oxidación de las partículas retenidas en él, gracias al oxígeno que todavía contienen, regenerando así el filtro de forma que no necesita mantenimiento.
                Ante la nueva normativa con unos umbrales de emisiones de partículas mucho más restrictivos, los fabricantes deben buscar nuevos sistemas para adaptarse a esta nueva regulación y conseguir un mayor respeto hacia el medioambiente sin disminuir el rendimiento de los motores.
                La actual norma Euro 5 permite emitir 180 mg/km de óxidos de nitrógeno[1], altamente perjudiciales para la salud y para el medio ambiente.  Por ello la nueva normativa Euro 6 restringe la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos a la atmósfera en más de un 50% respecto a la Euro 5, dejándolo en 80 mg/km.
                Esta nueva situación propone nuevos retos a los fabricantes de automóviles que están empezando a implantar los Catalizadores de Reducción Selectiva (SCR) basados en el suministro de pequeñas dosis de una disolución de urea, para transformar los óxidos de nitrógeno, altamente contaminantes, mediante la reducción de NOx a nitrógeno (gas inerte) y oxígeno, dos componentes inocuos.


 Figura 2: Esquema de un catalizador con filtro de partículas integrado. Fuente: www.mazda.es 

                Estos catalizadores  van instalados a continuación del filtro antipartículas (Figura 2). El proceso de reducción catalítica selectiva se basa en la reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx) con amoniaco (NH3) en presencia de exceso de oxígeno (O2) y un catalizador apropiado para transformarse en sustancias inocuas tales como el nitrógeno (N2) y el agua (H2O).
                El amoniaco necesario para la reducción se obtiene de una disolución de urea llamada Adblue (urea al 32,5%).
                Dentro de este tipo de catalizadores ocurren tres procesos (figura 3):
1.       Mediante una reacción química en la que la disolución de urea se hidrata, obtenemos el amoniaco que necesitamos para la siguiente transformación.
2.       El amoniaco obtenido se utiliza en la transformación (reducción) de los óxidos de nitrógeno para la obtención de Nitrógeno y Agua.
3.       El amoniaco sobrante se oxida (se quema) obteniéndose en el proceso nitrógeno y agua.


Figura 3: Reacciones químicas que ocurren en el proceso. Fuente: www.tallerdemecanica.com

                La adopción del uso combinado del filtro de partículas (DPF) y el catalizador de reducción selectiva (SCR) durante el proceso de salida de gases de escape, permite reducir las emisiones de gases contaminantes o altamente contaminantes en torno a un 80%, logrando así el doble objetivo marcado, el cumplimiento de los umbrales permitidos por la normativa aplicable, sin verse mermado el rendimiento del motor.



[1] Óxidos de nitrógeno (NOx): Se forman en procesos de combustión por dos vías: la oxidación del nitrógeno del aire a alta temperatura o por la oxidación de los compuestos de nitrógeno contenidos en los combustibles.

3 comentarios:

  1. La mejor manera de su limpieza cuando esta odturado es desmontarlo y llevarlo a una Empresa que lo desobture en seco, sin productos contaminantes, y oxidantes.
    Ademas tambien se limpian otras partes tan importantes como el DPF que son el turbo y el colector de salida, la ERG. etc. aprovechando que esta en el taller.
    Si se limpia con liquidos y ademas sin desmontar
    QUE ES LO QUE CREES QUE LIMPIAS ??????

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  2. La mejor manera de su limpieza cuando esta odturado es desmontarlo y llevarlo a una Empresa que lo desobture en seco, sin productos contaminantes, y oxidantes.
    Ademas tambien se limpian otras partes tan importantes como el DPF que son el turbo y el colector de salida, la ERG. etc. aprovechando que esta en el taller.
    Si se limpia con liquidos y ademas sin desmontar
    QUE ES LO QUE CREES QUE LIMPIAS ??????

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  3. Muy buena recomendacion, siempre es bueno tener consejos cuando se trata de Limpieza filtro de partículas.

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