Los catalizadores y los filtros antipartículas

Los catalizadores y los filtros antipartículas




Este filtro o “trampa de partículas” (hollin o polvo de carbón), se está difundiendo sobre numerosos modelos de automóviles y es el encargado de retener a los mismos, para quemarlas y concretar su “regeneración”.


El motor Diesel, sin duda, combustiona una mezcla –aire/gasoil– considerablemente pobre, con un gran excedente de aire y de oxígeno y, por consecuencia, muy económica. La producción de CO2 es muy reducida, lo que hace que el motor gasolero pueda respetar las normas anticontaminación más rígidas del mundo.
Como lo mencionáramos en alguna oportunidad, el motor de ciclo Diesel es una fuente de energía, que ya no genera grandes cantidades de humo, de hollín y de malos olores. Esto significa que, en los últimos tiempos, el mismo ha experimenta- do una gran evolución. La aplicación del sistema de inyección directa de gasoil, comandado electrónicamente, le ha permitido gestionar una combustión mejor y más completa.
A esto se le agrega la tecnología “Common rail”, o “Inyector/bomba” de altísima presión, con inyectores comandados por solenoide de alto rendimiento, y los inyectores piezoeléctricos.
A esta altura del partido, la técnica de post-tratamiento de los gases de escape se ha optimizado, y actualmente es más eficaz que nunca. Los filtros anti-partículas de hollín, son montados en lugar de los catalizadores tradicionales de oxidación, y se considera que la evolución más reciente es el catalizador que reduce los óxidos de nitrógeno, de muy difícil control.
Las emisiones de un motor Diesel, significan un bajo porcentaje de sustancias nocivas. La gran mayoría de las emisiones del motor Diesel, son realmente inofensivos, y están compuestos de nitrógeno (N2), de vapor de agua (H2O), de dióxido de carbono (CO2), de oxígeno (O), y de gases nobles.
Sin embargo, esto no significó que no se hicieran esfuerzos para limitar las sustancias nocivas, y para reducir el consumo de combustible.
Con respecto al consumo de gasoil, sabemos que el CO2 no es tóxico, pero genera un efecto invernadero o diente de sierra, que afecta generando cambios climáticos, de recalentamiento global.
Las reglamentaciones internacionales de importancia –generadas por varios países– apuntan a limitar la producción de CO2.
El consumo de gasoil es, de alguna manera, proporcional a la producción de CO2. El motor Diesel, que por naturaleza de ciclo, funciona con mezcla pobre, y con un gran excedente de aire y de oxígeno, es particularmente económico.
La producción de CO2 es sin embargo reducida, lo que permite describir al motor gasolero como una fuente de energía que cumple con las normas anticontaminación.
El consumo del motor Diesel, fue reducido considerablemente cuando la inyección indirecta fue siendo reemplazada por la inyección aplicada directamente dentro de la cámara de combustión. Esta tendencia comenzó a fines de la década del ’80.
Otro aporte de importancia, sin duda, es la inyección electrónica, que permite aplicar la tecnología “Common rail” e “Inyector/bomba”. En cuanto a los gases y a las sustancias tóxicas, que representan un bajísimo porcentaje –cerca del 1 por ciento– de la contaminación total, se distinguen básicamente: el dióxido de azufre (SO2), el monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos incombustos (HC), los óxidos de nitrógeno (NOx), y las partículas de hollín (carbono particulado).




Post tratamiento de los gases de escape, con filtro antipartículas para el hollín, sin aditivos: 1. Sonda de temperatura. 2. Gases de escape tratados sin hollín. 3. Depósito de partículas. 4. Gases de escape con hollín. 5. Catalizador. 6. Gases de escape con hollín. 7. Sensor de caída de presión.


La reducción de estas sustancias es posible gracias a las medidas tomadas: antes, durante y después de la combustión. El SO2, por ejemplo, se disminuye con la utilización de un combustible destilado sin presencia de azufre.
La limitación del SO2 es un beneficio en cuanto a la reducción del hollín, que permite el uso de catalizadores, para el tratamiento de los gases de escape. El azufre deteriora a los catalizadores. Los restos de CO, de HC, de NOx, y de partículas de hollín son limitados por las diferentes normas o reglamentos internacionales.




La reducción de las emisiones nocivas no depende solamente del post-tratamiento de los gases de escape, sino también de la calidad de la combustión, en donde los inyectores piezoeléctricos hacen su aporte positivo: 1. Bobina piezoeléctrica. 2. Electrodo interior. 3. Conducción exterior. 4. Electro inyector piezo. 5. Pistón.




Los inyectores piezoeléctricos permiten repartir la inyección en 5 partes o etapas, también denominada inyección múltiple.


Con relación al dióxido de carbono y a los hidrocarburos, sabemos que el motor Diesel funciona con una mezcla (aire/gasoil), particularmente pobre, es decir algo bastante diferente al motor de ciclo Otto de nafta/gasolina. Esto explica por qué el motor gasolero, al compararlo con un motor naftero, produce poco CO y HC. La producción de estos dos gases nocivos, es disminuida por los nuevos sistemas de inyección electrónica de gasoil, y por el uso de inyectores de alto rendimiento, incluyendo a los piezoeléctricos. Estos últimos han llegado a un grado tal de desarrollo, que actúan 5 veces más rápido que los inyectores electromagnéticos clásicos.
Esto permite, en cada carrera útil, repartir la inyección en 5 fases o etapas, y en cuanto a la presión de inyección, la misma rondaría los 1.800 bares, cosa que permite tener un alto grado de pulverización del gasoil. Como consecuencia, hay una combustión más completa, y por lo tanto una reducción de los tenores contaminantes: CO y HC. Estos residuos son tratados con los denominados catalizadores de oxidación, también llamados de 2 vías, y dentro de estos dispositivos, la mayor parte del CO y de los HC son transformados en agua, y en dióxido de carbono.