Estudio del sistema de reducción de emisiones diesel particulate filter (DPF) y realización del ensayo específico de turismos de motor diesel

Los vehículos a motor representan una de las principales fuentes de contaminación ambiental. En consecuencia la comunidad Económica Europea establece ley tras ley, valores de emisiones más reducidos. Este proyecto se centra en las emisiones de los motores diesel, en particular, las partículas de carbono sólidas. Como no es posible lograr una combustión ideal, normalmente obtenemos una combustión incompleta con sus respectivos subproductos nocivos. La normativa vigente (Euro 4) ya la de próxima entrada en vigor (Euro 5), establecen emisiones máximas para: el monóxido de carbono, los hidrocarburos no quemados, los óxidos de nitrógeno y las partículas sólidas. El desarrollo de sistemas como el common rail, permite controlar las diferentes fases de combustión y poder disminuir todos los contaminantes. Pero estos desarrollos tienen un límite técnico, más allá del cual es muy difícil avanzar. El sistema que ha optado la industria automovilística para reducir la cantidad de NOx y partículas, y por motivos puramente económicos, es por una parte el sistema EGR para reducir NOx e instalar un filtro de partículas en la línea de escape, con lo que por métodos externos podemos eliminar hasta un 99% de las partículas producidas y además aumentamos el margen de trabajo en el avance de la inyección y reducimos por lo tanto los NOx. Pero, como su capacidad no es ilimitada y para evitar la obstrucción del escape, es necesario proceder a si limpieza. Este proceso se denomina regeneración. Consiste en quemar periódicamente las partículas retenidas en fase de carga, gracias a su estructura que fuerza a los gases de escape a pasar por las paredes porosas del filtro. Para realizar una regeneración es necesario elevar la temperatura de los gases de escape en torno a los 650º C y asegurar % de O2. Por ello se realiza una post-inyección (no energizante) en la fase de regeneración. A causa de esta post-inyección nos encontramos con uno de los problemas de este sistema, la dilución de aceite en el cárter motor. Esto se debe a que el gasoil es inyectado al final de la fase de expansión, con lo cual la combustión de dicho gasoil no se utiliza para obtener un trabajo mecánico, sino solamente para incrementar la temperatura de los gases de escape. Por lo que este gasoil por falta de tiempo no llega a arder, saliendo mezclado con los gases de escape. Una parte, se queda fijado en las paredes de las cámaras de combustión y por arrastre de los aros del pistón, es llevado al cárter motor donde se mezcla con el aceite y reduce sus propiedades lubricantes. La norma de ensayo “clogging Test”, realizada en las pistas de Idiada, evalúa la fiabilidad de sistema DPF. Las cuestiones a evaluar son la calidad de las regeneraciones y cantidad de dilución de aceite en el cárter motor. Para ello se realiza un tipo de patrón de conducción. Una vez finalizado el ensayo, mediante el programa de adquisición de datos, se confeccionan unas gráficas y se aplica el criterio de evaluación específico de la norma. Una vez finalizada la vida útil del sistema DPF, se recicla el catalizador y el filtro de partículas. Hay empresas y transportistas que gestionan estos residuos. A pesar de que no hay una legislación al respecto de las emisiones de CO2, si hay un compromiso voluntario por parte de las tres asociaciones de fabricantes (ACEA, JAMA y KAMA), para reducir los g/Km. de emisiones de CO2. Una forma eficaz de reducir las emisiones a la atmósfera es utilizar combustibles alternativos, tales como los biocombustibles, el gas natural o el hidrógeno