La contaminación y la combustión

Filtros antipartículas, que pueden ser montados en cualquier vehículo Diesel en funcionamiento – Man + Hummel.

Sabemos que las perspectiva de evolución de los filtros antipartículas son verdaderamente importantes, ya que las reglamentaciones que limitan las emisiones de gases contaminantes son cada día más estrictas.
Actualmente, ya existe la posibilidad de que cualquier vehículo Diesel pueda montar un filtro antipartículas.
Los motores Diesel se difunden cada día en el mundo debido a sus innegables ventajas, entre las cuales se nota su mayor eficiencia energética, que permite economías de consumo de gasoil. Debido a que las velocidades de funcionamiento son menores con respecto a otros motores, y su construcción es reforzada por su elevada relación de compresión, los motores gasoleros son especialmente confiables, con menor mantenimiento y más durables. El carbono particulado es reducido en los actuales motores Diesel que utilizan inyección directa “Common rail” de alta presión, pero no por completo. Para ello existen los filtros de partículas, cuyo objetivo es retener o quemar las mencionadas partículas.

En los modelos recientes, estos filtros antipar tículas son montados en las fábricas terminales, es decir, de origen. Pero la mayor parte del parque Diesel no está equipado con estos dispositivos. El filtro antipartículas es posicionado en el sistema de escape, después del pre- ca ta lizad or y, so lid ari o c on el mismo, la par te sensible es realizada en carburo de silicio con estructura porosa y canales pequeños, de manera tal de forzar el pasaje de los gases de escape a través de las paredes.

Esta estructura especial brinda una gran capacidad de filtrado, que puede alcanzar los 0,1 micrones.

Los sensores de control existen con la finalidad de conocer, en tiempo real, las con diciones de funcionamiento del tramo de escape relativo a las partículas de carbono, hay sensores de presión y de temperatura. Los sensores de temperatura, ubicados antes del catalizador, permiten al nodo de control del motor (dentro de la ECU del motor) conocer la temperatura del gas de escape inmediatamente después de la salida del turbo, antes del catalizador. Existen sensores que cumplen con la función de controlar el motor y de monitorear la temperatura de los gases de escape, después del catalizador, y como consecuencia el aumento de temperatura provocado por la combustión catalítica. Este tipo de sensor es colocado entre el catalizador y el filtro antipartículas.
Con respecto al sensor de presión diferencial, el mismo mide, en forma constante, la diferencia de presión entre la entrada y la salida del mismo catalizador – filtro antipartículas. Esta medición permite determinar el nivel de saturación del filtro. Las partículas retenidas sobre las paredes del filtro, junto al aditivo y a los otros residuos, aumentan naturalmente la pérdida de carga medida en los extremos del filtro antipartículas en el período de uso. Con relación a la regeneración del filtro antipartículas, la misma consiste en quemar periódicamente el particulado acumulado, y depende de la temperatura de los gases de escape, y se activa cuando los valores superan la temperatura de combustión del particulado, que gracias a la presencia de la celda se confirma cerca de los 450 grados C (menos de 100 grados C con respecto a la temperatura de combustión sin la celda). Una temperatura superior dañaría al filtro. La regeneración se puede dar de dos formas diferentes, de acuerdo con las condiciones relevadas por la central de control del motor: 1. La Regeneración Automática: que se activa naturalmente al alcanzar la citada temperatura de combustión. 2. La Regeneración Forzada: que se activa por la central de control del motor, en el caso de que un valor de presión diferencial revele una excesiva saturación del filtro. En este caso, la central de control del motor pone en práctica el aumento de la temperatura, hasta el límite de combustión del carbono particulado. Existe también una estrategia posterior de regeneración, que es activada sin necesidad de las dos condiciones citadas anteriormente, debido al constante cálculo, por medio de la central de control, del recorrido en kilómetros del vehículo. Es posible activar la regeneración forzada, independientemente de la información suministrada por el sensor de presión diferencial. El cálculo permite entender cuántos kilómetros se han recorrido desde la última regeneración, y generar otra nueva, en función del mapa tridimensional de la central de control. Esta estrategia permite limitar la masa de carbono particulado que debe quemar el filtro, debido a que una elevada cantidad de particulado podría aumentar excesivamente la temperatura del filtro, provocando su destrucción. En este caso, la activación es hecha en función de la distancia recorrida preestablecida, variable en función del envejecimiento del filtro y de las cantidades de óxidos acumulados. La regeneración forzada, si es activada por la presión diferencial –debido a la lógica relacionada con el recorrido realizado–, puede ser notada por el conductor, ya que se eleva el régimen de “ralentí”, condición esta que no debe confundirse con fallas de carácter funcional del motor.