Descubrimos las claves en el postratamiento de los gases con el webinar de ASEPA

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La Asociación Española de Profesionales de Automoción realizó un webinar con más de 750 asistentes a cargo de un auténtico experto de la materia como el catedrático Jesús Casanova Kindelán.
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Siguiendo las tendencias propiciadas por toda esta situación sanitaria, entidades como ASEPA han potenciado sus actividades por el canal online, ya que es un práctico, seguro y efectivo método de comunicación. MRyT ha podido asistir a un interesantísimo webinar organizado por ASEPA acerca el postratamiento de los gases de escape.

A este webinar asistieron cerca de 750 profesionales del sector, siendo dos tercios de ellos españoles y el resto de varios países del mercado Iberoamericano y otros lares. Tal como apuntó Francisco Aparicio, presidente de ASEPA, este fue el primer evento de estas características realizado conjuntamente con la FeIbIm, Federación Iberoamericana de Ingeniería Mecánica y por eso hubo tanta presencia internacional.

Los asistentes al webinar pudimos recibir una breve introducción a la temática inteligentemente simplificada gracias al enorme conocimiento del ponente, el catedrático de motores térmicos y profesor de la Universidad Politécnica de Madrid Jesús Casanova Kindelán. En una era en que los motores de combustión están alcanzando una reducción de emisiones altísima, los retos tecnológicos son cada vez más complejos y costosos.

Contaminación, normativas y tendencias

Evidentemente, la contaminación ocasionada por los motores de combustión, tanto diésel como gasolina, va más allá de los gases y partículas emitidas por el tubo de escape en las que no vamos a entrar. El impacto del automóvil en el medio ambiente, es decir, el de las emisiones a la atmósfera, tiene dos campos de afectación principales: por un lado la salud pública y, por otro, el calentamiento global. Asimismo y para complicar un poco las cosas, se debe tener claro que una vez estas emisiones salen del tubo, la radiación solar altera las emisiones y crea nuevas. La suma de estos dos componentes contaminantes se denomina inmisión de contaminantes.

La más reciente normativa europea, la Euro 6d, y su nuevo ciclo de homologación WLTP con prueba en conducción real, son los encargados de marcar los límites contaminantes de los vehículos ligeros nuevos, y son una serie de regulaciones que reducen a, prácticamente cero, las emisiones de los vehículos. Es importante recalcar que, de ahora en adelante, será menos viable tecnológica y financieramente seguir desarrollando motores convencionales. La proliferación masiva de mecánicas micro-híbridas es una prueba irrefutable de ello. Es necesario involucrar nuevas tecnologías pues los sistemas de postratamiento son cada vez más complejos. En palabras de nuestro ponente, “Un escape de un motor diésel actual es una planta química”.

Tanto los propulsores diésel como los de gasolina tienen sus propias soluciones tecnológicas para reducir las emisiones del motor. Conseguir estos objetivos es una tarea cada vez más ardua para la que se necesita un autentico despliegue tecnológico en avanzados sistemas de postratamiento de gran tamaño. Sin ello, el motor es incapaz de cumplir la normativa. El fabricante debe jugar con las técnicas de escape para controlar las cifras para que lo que salga del motor llegue minimizado a la atmósfera.

Sistemas de postratamiento de gases

Algunos de estos elementos diseñados para controlar las emisiones son los convertidores catalíticos o catalizadores, ya sean de oxidación, de tres vías o de reducción, los filtros químicos, los reactores químicos y los filtros físicos. Dependiendo del tipo de propulsor, varios de estos elementos deberán funcionar de forma coordinada y bajo unas condiciones específicas. Cada elemento filtrante de emisiones tiene sus propias características y requieren de distintos condicionantes y cuidados.

Los catalizadores son elementos, tal como su nombre indica, que aceleran las reacciones químicas de oxidación o reducción. Estos monolitos de matriz de celdillas de cerámica porosa o base metálica cuentan con uno o varios materiales activos (platino, rodio, iridio, cobre…) para realizar la reacción. Estos necesitan de una temperatura mínima del material o de los gases para funcionar.

Otro sistema postratamiento muy extendido es el filtro químico, un elemento que absorbe y acumula el NOx. Estos filtros tienen una capacidad de almacenamiento limitada y se deben regenerar regularmente. Técnicamente denominado como reactores químicos y popularmente conocido como el Adblue o SCR, este método basado en la reducción catalítica selectiva usa amoniaco a partir de la urea diluida en agua desionizada. El producto se inyecta en la mezcla de diésel para conseguir la reducción de emisiones.

Los filtros de partículas retienen estos elementos flotantes y altamente nocivos para el ser humano. Usados tanto en diésel (DPF) como en gasolina (GPF), estos elementos se suelen componer por materiales de cerámica porosa y carburo de silicio. Su eficiencia depende de muchos factores como el tamaño del poro, el espesor de las paredes del material poroso, la densidad del poro o por el volumen del filtro. Si se acumula demasiada suciedad, se debe regenerar el filtro ya sea por combustión de partículas, necesitando una temperatura mínima, o con herramientas específicas.

El envejecimiento de los sistemas de postratamiento es uno de los grandes enemigos y potenciales causantes de graves averías en los vehículos modernos. Este tipo de degradación puede tener diversas índoles tales como el ensuciamiento con cenizas o el envenenamiento por productos de la combustión en los mecanismos químicos. Los problemas térmicos como la alta temperatura por fallos de combustión pueden conducir a sinterizaciones, oxidaciones, calcinaciones y otras fatales consecuencias. Las pérdidas de material activo, la coquización de productos carbonosos o las simples roturas mecánicas pueden ser otros causantes de pérdidas de eficiencia en estos sistemas.

Conclusiones

Actualmente, no se plantean ideas rompedoras acerca de este tipo de sistemas. Sin embargo, la industria vive inmersa en una constante evolución que, dependiendo de las necesidades energéticas requeridas pueden no continuar. Es decir, es más que probable que en vehículos ligeros dejen de existir las mecánicas diésel. Esto es debido al alto coste de los elementos filtrantes de emisiones, superiores a los que requieren los gasolina. El coste de estos sistemas postratamiento de emisiones en motores gasolina ha crecido a lo largo de los últimos años, pero sigue siendo inferior al diésel. Pese a todo, los sistemas de postratamiento seguirán evolucionando a medida que las nuevas Euro sigan reduciendo los límites contaminantes. En cualquier caso, vale la pena destacar los enormes éxitos conseguidos en cuanto a reducción de emisiones teniendo en cuenta que, cada vez y de forma exponencial, serán más difíciles de reducir.

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