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-(J.)(J.)
~ SOLUCIONES TECNOLÓGICAS EN LOS MOTORESCf) QUE PERMITEN CUMPLIR LOS NIVELES MÁs
ESTRICTOS DE LAS NORMAS ANTICONTAMINACIÓN
La entrada en vigor del nivel 1118 para lasemisiones en los gases de escape de losmotores agrícolas, y la proximidad delnivel IV (año 2014), está obligando a losfabricantes de tractores a buscar solucionesque se adapten a las características de losmismos, a partir de lo que ya se utiliza enel motor industrial y para el transporte porcarretera. Unos han resuelto el problemarecurriendo a la regeneración catalíticaselectiva (SCR) mediante la inyección deurea, otros han preferido la utilización deuna combinación de catalizadores diésel(DOC) y filtros de partículas (DPF).
34ABRIL 2012
LUIS MÁRQUEZ
Los fabricantes de motoresofrecen diferentes soluciones, con sus ventajase inconvenientes, que
tienen la capacidad de reducirlas emisiones hasta los nivelesestablecidos por la reglamentación. La elección de aquellasque mejor se adaptan a las particularidades de los tractoresagrícolas se hace teniendo encuenta su potencial para reducir el consumo de combustible,al conseguir la mayor eficienciade los motores, pero tambiénsu sencillez constructiva y el volumen necesario para que sea
factible su incorporación en untractor agrícola, especialmenteen los de tipo compacto.
A partir de la documentación técnica aportada por losdiferentes fabricantes de motores para usos agrícolas, yespecialmente la que suministraun fabricante como Deutz, cuyaoferta comercial incluye las diferentes alternativas posibles,seguidamente se analiza el estado de la técnica para reducirlas emisiones de los gases deescape de los motores, tantoen lo que afecta a los componentes integrados en el motor,como los que actúan directamente sobre los gases de escape.
IGases emitidos por elescape de los motores
La transformación de laenergía química del combustible en energía mecánica quese produce en los motores decombustión interna tiene comoconsecuencia la emisión de CO
2
a la atmósfera, cuantificable enaproximadamente 2.3 kg de CO2
por litro de gasolina y 2.6 kg porlitro de gasóleo. La reduccióndel consumo de combustiblepermite reducir las emisionesde COz' Los motores más eficientes, de menor consumode combustible, interesan a losfabricantes de los tractores ytambién a los usuarios.
agrotécnica
La producción de NOx aumenta cuando
la combustión se realiza a altas
temperaturas y con exceso de aire,
especialmente en los motores diésel
Con la combustión del gasóleo se produce CO2' no tóxico,un gas presente en la atmósferay que necesitan las plantas parasu función clorofílica, aunque elaumento de su porcentaje en laatmósfera puede incrementarla temperatura global, ya que setrata de un gas que actúa con'efecto invernadero'.
Pero los motores de combustión interna no solo emitenCO 2' sino que producen otroscompuestos químicos comoNOx, HC y ca, así como partículas (humos). especialmenteen los motores diésel. El tipo decombustible utilizado afecta alnivel de emisiones.
La producción de NOx aumenta cuando la combustiónse realiza a altas temperaturas ycon exceso de aire (mezcla rica).especialmente en los motoresde encendido por compresión(diésel) Se estima que el 50%de las emisiones a la atmósferade NOx son producidas por losvehículos de motor; de aquí laimportancia que han tomado laslimitaciones establecidas, tantoen la UE, como en USA y Japón,ya que su 'efecto invernadero'
es 300 veces mayor que el queprovoca el CO
2.
Con independencia del efecto que pueden tener los gasesde escape de los motores sobre la atmósfera, hay que tomaren consideración su influenciasobre la salud de las personas.Así, el monóxido de carbono(Ca) es inodoro e incoloro, perocausa adormecimiento, asfixia
y muerte eventual; los hidrocarburos sin quemar (HC) sonirritantes para los ojos y las fosas nasales; los NOx irritan lospulmones y producen náuseasy las partículas de carbono pequeñas (PM) son causantes deproblemas respiratorios (cáncerde pulmón).
ILímites establecidospara las emisiones
El control de las emisionesen el escape de los motorespara los tractores agrícolas (ymáquinas autopropulsadas).necesario para la homologación de tipo CE, se ha venidorealizando de acuerdo con laDirectiva 77/537/CEE, que sólo
consideraba la opacidad de losgases de escape (presencia dehumo) en los motores diésel delos tractores. La opacidad de losgases de escape está relacionada directamente con el consumo de combustible, por lo queel control de estas emisionesayuda a mantener un bajo nivel
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-
TABLA 1.- LíMITES MÁXIMOS ADMITIDOS EN EL NIVEL DE EMISIONES CONTAMINANTES(FASES lilA-IV)
Fose . -(P) Monóxidode Hidrocarburos yÓxidos de nitrógeno Parlkulos (PT)lilA llWL carbono (CO)- (HC) +(MOl) -[g/kWh] [g/kWh]
[lJIkWh]H 130 ~ P:d60 3.5 4.0 0.2I 75 ~ P< 130 5.0 4.0 0.3J 37 ~ Pd5 5.0 4.7 0.4
Fose Potenda neta (P) Monóxido de corbono Hidrocarburos (HC) Óxidos de nitrógeno Particulas (PT)1118 [lWJ (CO) -{g/kWh] [g/kWh] (MOx) [g/kWh] [g/kWh]L 130 ~ P< 560 3.5 0.19 2.0 0.025M 75s P:s 130 5.0 0.19 3.3 0.025N 56s Pd5 5.0 0.19 3.3 0.025
Fose IV Potencia neII (P) Mon6xido de carbono Hidromrburos (HC) ÓXiIosdenilrógeno ParticuIas (PT)EkWJ ((~) - [g/kWh] [g/kWh] (MOl) [g/kWh] [a/kWh]
Q 130 ~ P< 560 3.5 0.19 0.4 0.025R 56 ~ P~ 130 5.0 0.19 0.4 0.025
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FIGURA 1.- LIMITES DE EMISIONES DE NOX y PM EN ELPERIODO 1999-2014 (DEUTZ)
con lo que aparece una molécula de anhídrido carbónico, otrade monóxido de carbono (CO)y 4 de agua (H
20), pero, ade
más, la parte del combustiblesin quemar, las partículas procedente de la combustión y losóxidos de nitrógeno (NOx). estos últimos como consecuenciade la reacción del nitrógeno delaire por las altas temperaturasque se alcanzan en la combustión. Dado que la temperaturaes más elevada a medida queaumenta le eficiencia de los mo-
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EU IV56-130kW
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FIGURA 2.- MOTOR CON TURBO DE GEOMETRíA VARIABLE YRECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE
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de consumo, lo que favorece alusuario, además del efecto de lamedida sobre el ambiente.
Posteriormente, con la directiva 97/68/CE se establecesmedidas específicas contra laemisión de gases y de partículas contaminantes en los motores que se instalen en máquinasmóviles no de carretera, conunos niveles de emisiones quese indican en la Tabla 1 (solo seincluyen motores diésel entre37 y 560 kW).
Esto significa que para cumplir la normativa que entrará envigor en 2014 se tendrán quereducir las emisiones de NOxen los gases de escape del95.7% y de partículas (PM) del96.7% con respecto a los niveles admitidos en 1999. Mientrasque los límites impuestos en elnivel lilA de emisiones podíancumplirse con modificacionestecnológicas que afectan solo alos motores, para las siguientesfases hay que recurrir además atecnologías para el tratamientoposterior de los gases de escape.
ILa combustión enmotores diésel y lasemisiones de NOx
Tomando como referenciala combustión de un hidrocarburo tan simple como el metano(CH 4 ), cuya molécula necesitados moléculas de oxígeno (02).
si la combustión es perfecta,se produciría una molécula deanhídrido carbónico (C02) y dosmoléculas de agua (H 20). Entérminos de masa, para quemar 16 kg de metano se necesitarían 64 kg de oxígeno, quese encuentran en 276.8 kg deaire. En principio, el nitrógeno,que forma parte en un elevadoporcentaje del aire que entra enel motor, debería quedar inalterado.
Sin embargo, dada la rapidez en la que se realiza la mezcla y el proceso de combustión,la reacción no es tan perfecta.Así, en el caso del metano senecesitan 3.5 moléculas de oxígeno por cada dos de metano,
tores, los óxidos de nitrógenosiempre tendrían que ir unidosa aquellos que ofrecen las mejores prestaciones (bajo consumoespecífico).
Si se utilizan hidrocarburosde cadena larga y en mezcla, como sucede en el gasóleo (conbase cetano -C'2H261. la situación se complica, y resulta másdifícil realizar una combustióncompleta para reducir las emisiones contaminantes de losgases de escape.
Además, hay que tener encuenta que:• La temperatura de vaporiza
ción del gasóleo es más elevada que la de la gasolina.
• El encendido por compresión
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rado (exceso de aire mínimodel 10 al 20%).
Como alternativa para sustituir el aire en exceso, que senecesita en los motores diésel,se puede recurrir a la retroalimentación parcial de los gasesde escape:• Si el aire aspirado se mezcla
con gases de escape, se reduce la entrada de oxígenode la sobrealimentación y seeleva su calor específico, loque reduce la temperaturade combustión (menor formación de NOx) y la cantidadde gases de escape expulsados.
• Si se recupera una cantidadexcesiva de gases de escape se aumenta la emisiónde partículas y CO por la insuficiencia de aire (oxígeno),por lo que hay que estableceruna limitación de la cantidadde gases recuperados.
Por otra parte, la temperatura del aire aspirado afecta a laemisión de gases, de maneraque:• Si aumenta, se eleva la tem
peratura de combustión y laemisión de NOx.
• El enfriamiento del aire comprimido en los motores turboalimentados es efectivopara reducir las emisiones deNOx.
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favorece la
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FIGURA 3.- DIFERENCIAS EN EL SISTEMA DE INYECCiÓN COMMONRAIL CON RESPECTO ALA INYECCiÓN CONVENCIONAL
ción se mide directamente enla válvula de inyección (sensoren la aguja del inyector).
• El combustible que llega ala cámara de combustión,después de que finaliza lacombustión, puede pasar altubo de escape sin quemarse, aumentando la emisiónde HC, por lo que se necesitaque las válvulas de inyecciónacumulen, entre el asiento deestanqueidad y el extremo delorificio de inyección, el menorvolumen de combustible posible.
• El combustible finamente pulverizado favorece la mezclade aire y combustible (muyalta presión y forma de losorificios), lo que contribuyea reducir la emisión de HC ypartículas (PM).
• Se necesita limitar la cantidadde combustible en relacióncon la cantidad de aire aspi-
Sobre la inyección del combustible, ya que:• La pulverización del combus
tible influye en la emisión desustancias contaminantes;una inyección retardada disminuye la emisión de óxidos denitrógeno y el mayor retardoaumenta la emisión de HC yel consumo de combustible.
• La variación de lOen el ángulo del cigüeñal sobre el valornominal de comienzo de la inyección puede elevar las emisiones de NOx y HC entre el5yeI15%.
• La elevada sensibilidad obligaa una regulación muy precisa de los ciclos de inyección(preferentemente regulaciónelectrónica y marca en el cigüeñal); se consigue gran precisión si el inicio de la inyec-
Para conseguir una purificación de los gases de escape sepuede actuar:
Sobre la forma de la cámara de combustión, de maneraque:• Los motores con precámara
expulsan menos NOx que losmotores de inyección directa,aunque estos consumen menos combustible.
• El movimiento del aire en contra de la inyección del combustible favorece la mezcla yuna combustión completa. Lainflamación precisa alta temperatura.
exige una mezcla muy rápidade aire y gasóleo, y ésta espoco homogénea.
• Si el exceso de aire no es suficiente, aumentan las emisiones de hollín, monóxido decarbono (CO) e hidrocarburos(HC).
• La combustión se inicia conun ligero retardo respecto ala inyección y afecta al rendimiento del motor.
• La temperatura de combustión influye en la formación deóxidos de nitrógeno (NOX).
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CI)
Q.caQ.
FIGURA 5.- ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO DE LOSGASES DE ESCAPE (DEUTZ)
escape, filtrados y refrigerados,mediante una válvula de control electrónico (EGR externo- Exhaust Gas Recirculation). Elretorno de los gases de escapea la cámara de combustión habitualmente se encuentra en elintervalo de 5-15%.
En motores de muy altapotencia también se utilizansistemas de bomba inyectoraindependiente para cada cilindro, con presiones de inyecciónde superiores a los 2 000 bar,junto con sobrealimentacióncon doble turbo en serie.
Gestión dela temperatura
en escapeSI,teme
El sistema common rail permite que la inyección y la presión a la que se produce seanindependientes entre si y en cada punto de funcionamiento delmotor. La inyección se realizaal menos en dos etapas: la primera tiene lugar con un anticipohasta de 900 del punto muertosuperior, yen ella se suministrauna pequeña cantidad de combustible para el acondicionamiento previo de la cámara decombustión, con lo que aumenta ligeramente la compresión ymejora el rendimiento. Así, se
Procedimiento
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Nivel deemisiones
En consecuencia, para reducir las emisiones de los gases que salen de los cilindros serecurre al sistema de inyecciónpor 'common rail' con muy altaspresiones de inyección e inyectores electrónicos, cámaras decombustión que facilitan la mezcla del aire con el combustibleinyectado, turbo alimentacióndoble en serie y con geometríavariable en motores con cuatro válvulas por cilindro, y unidad de control electrónico dealta potencia de procesado dela información para ajustar losparámetros de funcionamientodel motor a las condiciones detrabajo.
Además, se puede remplazar parte del aire en exceso enlos motores diésel, cuyo oxígeno no se utiliza en la combustión, por gases de escape, conseguidos dando entrada por lasválvulas de admisión de partede los gases que salen por lasde escape (cruce de válvulas).lo que se conoce como 'EGR'interno, o bien dosificando deforma más precisa los gasesprocedentes del colector de
ITecnoloQíasincorporadas a losmo~o~es para reducir lasemisiones
-
FIGURA 4.- ELEMENTOS QUE PERMITEN REDUCIR LASEMISIONES DE ESCAPE EN LOS MOTORES
•
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cornmon rail• muy alta presión• baja emisión de partículas• mejora de la combustión
cámara de combustión• geometrfa de pistones• reducción de PM y NO.en ongen
•
central de control• mayor velocidad proceso• mayor capacidad de memoria• inclu~ gestión de gases
produce un retraso de la combustión en la fase principal ylos valores punta de la presión;disminuye el ruido, el consumode combustible y las emisionesde gases.
En la fase principal de la inyección se aporta la mayor partedel combustible, manteniendoinalterada la presión de inyección. Normalmente, a la inyección principal sigue una inyección complementaria durante lafase de expansión y que puedellegar hasta la fase de escape(hasta 2000 después del PMS).Así se introduce combustibleque se evapora y actúa comoreductor para que con un cata-
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IQ)
Q.caQ.
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formado por un tamiz muy finode material refractario que retiene las partículas con mayoresdimensiones que las de la malladel filtro.
Como sucede en todos losfiltros, se colmata progresivamente, disminuyendo la superficie de filtración y oponiendomayor resistencia al paso delos gases de escape hacia la atmósfera. Esto da lugar a menorrendimiento del motor a medida que el filtro se colmata, loque obligaría a sustituir el filtro.Como esto no es posible porcriterios económicos, se debeproceder periódicamente a suregeneración.
La regeneración activa seproduce cuando la diferenciade presión entre la entrada y lasalida del filtro, detectada porsensores situados en ambos extremos, supera un determinadonivel. Para realizarla se inyectauna cierta cantidad de gasóleoen el filtro, lo que provoca lacombustión de las partículascarbonosas que lo obstruyen,con lo que recupera su capacidad de filtración.
Durante la regeneración seproduce un aumento del consumo del motor derivada del gasóleo inyectado en el filtro departículas, que hace que la temperatura del filtro pase de 300
EID e reduce
la fracción más
fina de PM (con
dimensiones
inferiores a 2.5 11m)
y evita la formación
de ozono
Retención de partículas
Fuente: Deutz
FIGURA 7.- REGENERACiÓNCATALíTICA
• Regeneración Catalítica(DPF)
El filtro de partículas, denominado internacionalmente DPF(Diesel Particulate Filter), está
Está formado por una matriz cerámica saturada en panalde abejas, sobre la que se aplica una fina capa de metales nobles (platino, paladio, rodio), queson los que realizan el procesomediante una reacción químicamuy rápida.
Desde una perspectiva ambiental, el DOC reduce la fracciónmás fina de PM (con dimensiones inferiores a 2.5 ¡Jm) y evitala formación de ozono. Uno delos potenciales problemas quese derivan de su utilización es laliberación de partículas ultrafinascuando recibe humos de escapeproducidos con gasóleo de altocontenido de azufre (> 15 ppm),algo que sucede frecuentemente con los gasóleos utilizados enla agricultura.
Se puede resumir indicando que el DOC, conocido comotambién como 'catalizador diésel', hace que el monóxido decarbono (CO) con más oxígenose transforme en CO
2y que los
hidrocarburos sin quemar (HC)se queman totalmente.
NO,
CO,
H,O
FIGURA 6.- OXIDACiÓNCATAlÍTICA
Estos sistemas incorporados a partir de los colectores deescape de los motores reducenlas emisiones gaseosas (NOx,HC y COl o retiene las partículas(PM), o ambas en determinadoscasos.
Catalizadores disponibles
• Oxidación Catalítica (DOC)Este catalizador oxidante,
denominado internacionalmente como DOC (Diese! Oxydation Cata!yst) se encarga decapturar una parte de las partículas más finas producidasen la combustión de los motores diese!. Retiene entre el20 y el 40% de las partículasno carbonosas, que constituyen la fracción soluble derivada de hidrocarburos y aceite nocompletamente quemado. Esmuy eficiente para eliminar loshidrocarburos poliaromáticos,que son muy tóxicos.
lizador disminuya el NOx. Lostiempos y las fases de inyecciónson diferentes en los distintospuntos de funcionamiento delmotor.
Fuente: Oeulz
IAlternativas para eltratamiento de los gasesde escape
agrotécnica ABRIL 2012
La ducción catalítica selectiva SeR
ermite reducir muy eficazmente el nivel
de NOx presente en los gases de escape
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a 600°C durante un periodo de30 a 40 minutos; el proceso serealiza, en condiciones de trabajo normal de un tractor agrícola,cada 25 horas. Aunque los fabricantes no ofrecen por el momento datos técnicos precisos,se estima que el incremento delconsumo de combustible paraun tractor con consumo mediode 35 L/h, sería inferior a 0.20.3 L/h. Cuando el motor trabajacon alto nivel de carga la temperatura en el escape es elevada,lo que permite la regeneraciónpasiva del filtro sin tener queinyectarle gasóleo.
Se puede resumir indicandoque el DPF retiene las partículascarbonosas (PM), y en sus utilización se necesita aumentarperiódicamente la temperatura,inyectando combustible sobreel filtro, para que se quemen laspartículas (con oxigeno del aire)que lo obstruyen, con lo que elfiltro adquiere de nuevo la capacidad de filtrado.
• Reducción Catalítica Selectiva (SCR)
La reducción catalítica selectiva SCR (Selective CatalyticReduction) permite reducir muyeficazmente el nivel de NOxpresente en los gases de escape (más del 95%), y se realizauna vez que los gases de escape salen de la cámara de combustión.
Para ello se incorpora enel flujo de gases de escape uncompuesto, previamente nebulizado, denominado comercialmente como AdBlue; es unasolución acuosa al 32.5% deurea, que a alta temperatura sedisocia despendiendo amoniaco (no se utiliza directamenteel amoniaco por su toxicidad yla necesidad de transportarlo endepósitos presurizados).
El amoniaco se combina enel catalizador con el monóxidode nitrógeno dando lugar a laformación a nitrógeno atmosférico (no tóxico) y vapor de agua.
Para minimizar la cantidad deurea necesaria, en la entradadel catalizador se sitúa un sensor que detecta la entrada deNOx, modulando la centralitadel motor la cantidad de ureaque se inyecta. Otro sensordetecta la temperatura de losgases de escape, ya que a bajatemperatura no se produce elproceso catalítico. La soluciónde urea se solidifica a -11°C,por lo que hay que calentar eldepósito que la contiene en losperiodos fríos. El consumo desolución de urea se estima entre el 3 y el 8% del consumode gasóleo.
En resumen, la SCR se consigue pulverizando una soluciónde urea (AdBlue) sobre los gases de escape para que el NOxse transforme en nitrógeno molecular (N2) y vapor de agua (notóxicos). El control de la temperatura es necesario para que seproduzca la reacción.
Combinación de sistemas parael control de las emisiones
Los sistemas utilizados parala reducción de las emisiones deescape en los motores puedenser simples o combinados a partir de diferentes alternativas detransformación de los gases.
FIGURA 8.- REDUCCiÓNCATALíTICA SELECTIVA
FIGURA 9.- RELACiÓN ENTRE EL CONSUMO ESPECíFICO YLAS EMISIONES DE NOX
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motor con SCR2 \
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Fuente: DeutzConsumo específico (glkWh)
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FIGURA 10.- REGENERACiÓN DEL FilTRO DE PARTíCULASCON QUEMADOR (DEUTZ)
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regeneración térmicadel filtro de particulas
• e
reactióneltotérmica
• Gestión de la temperaturaen el escape con DOC+DPF
La regeneración del filtro departículas se puede combinarcon el control de la temperatura en el escape. La cantidad departículas retenidas en el filtroaumenta si el motor trabaja conbajo nivel de carga, de formaque no se superan los 250 oCen el escape. Cuando el sensorde presión detecta cierto gradode obstrucción del filtro, induceun sistema de gestión del caloren el mismo. Los parámetrosde control para modificar latemperatura son el tiempo deinyección, la recirculación degases de escape (válvula EGR)y la presión de sobrecarga. Es-
te sistema de gestión hace quela temperatura aumente hastasuperar los 310 oC, optimizando la relación entre NOx y PM(>50:1).
Otra alternativa es la regeneración activa del filtro de partículas utilizando un quemador,que permite la regeneración delfiltro en cualquier condición detrabajo y climáticas, con unainstalación totalmente integrada en el DPF Para poder utilizareste sistema se necesita combustible con bajo contenido deazufre; se produce una elevadatemperatura en el escape durante la regeneración.
salida delquemador
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tractores agrícolas de alta potencia, porque aumenta la eficiencia del motor (bajo consumode combustible) con un nivel deemisiones reducido, admitiendoelevada densidad de potenciaen los motores. Ha sido unatecnología muy probada en eltransporte industrial (camión),que no requiere más mantenimiento que el llenado periódicodel depósito de urea. Son elementos necesarios para su instalación el sistema de bombeode la solución de urea, la unidadde dosificación y el sistema decalentamiento del depósito quecontiene la urea.
• Sistemas simplesUtilizando solamente un
catalizador oxidante (DOC) sepueden reducir la emisión demonóxido de carbono (CO) yde hidrocarburos sin quemar(HC). Además, es un sistemaabierto que no produce ningún impedimento a la salidade los gases de escape. Limita la densidad de potenciade los motores «25 kW/L).Ofrece buenas posibilidadespara incorporarse en motoresde baja potencia que cumplanel nivel 4 de emisiones, comoconsecuencia de ser un tratamiento totalmente pasivo, sinmantenimiento y más fácil deinstalar que un filtro de partículas (DPF) y que no necesitaningún cambio en sistema decontrol del motor.
Con un filtro de partículas(DPF) se consigue la reducciónmás eficaz de partículas PM, superando el 99% de cantidad departículas retenidas, así comola mayor reducción del númerode partículas. Necesita regeneración y la utilización de aceitesy combustibles con bajos contenidos de fósforo y azufre «1015 ppm de azufre). Se recurrea este sistema por ser el máseficaz para reducir el contenidode partículas, siendo una solución aplicable en cualquier condición, que no necesita contarcon un segundo fluido (soluciónde urea) y se puede instalar enespacios reducidos.
Con el sistema de reducción catalítica selectiva SCR seconsigue la mayor eficiencia enla eliminación del NOx (más del95%), siendo un sistema abierto que no reduce el paso de losgases de escape, y tolerantea la presencia de azufre en elcombustible. Como inconveniente hay que indicar la necesidad de contar con un depósitoauxiliar para la solución de ureay el módulo de dosificación. Esun procedimiento de control deemisiones muy utilizado en los
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Q.caQ.
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• Sistemas combinadosCon la combinación en el
escape de los motores del catalizador oxidante seguido delsistema de reducción catalíticaselectiva (DOC+SCR) se consigue la más alta eficiencia en laeliminación del NOx (>90%) yel flujo de los gases de escapeno tiene interrupciones, ni senecesita limpiar la ceniza en losfiltros, aunque tiene algunas limitaciones relacionadas con elnúmero de partículas retenidasque imponen algunas legislaciones (Suiza). La potencia es-
pecífica de estos motores nopueden superar los 25 kW/Lde cilindrada. Hay que procurarque el motor emita un bajo nivel de partículas, y requiere uncontrol de la temperatura en elescape para que se vaporice laurea inyectada y se produzca elproceso catalítico que reducelos NOx. El sistema combinasimplicidad y flujo directo de losgases de escape, necesitandocomo único mantenimiento adicional el abastecimiento periódico del depósito de urea.
La otra alternativa es lacombinación del catalizadordiesel y filtro de partículas con
un sistema de reducción catalítica selectiva (DPF+SCR), queofrece la mayor reducción departículas (>99%) y de NOx(>90%). incluso en motores conelevada densidad de potencia.El sistema requiere la gestiónde la temperatura en el escapey la regeneración del filtro con laeliminación de las cenizas (partículas). El sistema ofrece unagran eficacia, con emisión degases de escape prácticamentelimpios, asegurando la máximaeficiencia en el aprovechamiento del combustible.
IAlgunas conclusiones
La entrada en vigor de losniveles más estrictos para emisiones en los gases de escapede los motores extra-viarios haobligado a los fabricantes a intensificar su investigación parapoder ajustar sus productos enlos plazos establecidos.
Las inversiones realizadasen un tiempo muy corto han sido muy elevadas, y ahora pueden ofrecer soluciones que seadaptan a las particularidadesde los tractores agrícolas, aunque todavía queda mucho porhacer, especialmente en lo que
se relaciona con tractores debaja potencia.
Durante un tiempo, se haproducido una diversificación dela oferta con soluciones en apariencia opuestas. Unas marcashan resuelto el problema recurriendo a la regeneración catalítica selectiva (SCR) mediante lainyección de urea, siendo estala solución que mejor se adaptapara minimizar las emisionesde óxidos de nitrógeno. Otros,por el contrario, han preferido lautilización de una combinaciónde catalizadores diésel (DOC) yfiltros de partículas (DPF), queresulta la mejor opción para limitar la masa de partículas y elnúmero de éstas, junto con larecirculación de los gases deescape en el motor.
La llegada del nivel IV puede obligar, al menos en los motores de más potencia, a combinar los sistemas de filtro departículas con la regeneracióncatalítica selectiva antes de laexpulsión de los gases de escape a la atmósfera, pero todavíano está todo dicho en relacióncon los tractores compactos yde baja potencia, por la limitación en el espacio disponible yel incremento del coste que supone la incorporación de estossistemas.
Los avances en la tecnologíaen determinados componentesdel propio motor, especialmenteen lo que se refiera a los sistemas de inyección y diseño delas cámaras de combustión,puede facilitar el post-tratamiento de los gases de escape.
Por el momento, lo quequeda de manifiesto es que,por primera vez, un incrementode los costes de fabricación delos tractores agrícolas no repercutirá directamente en mejorasde las prestaciones de las quese benefician directamente losusuarios. Hay mejoras para el'medio ambiente', que benefician a todos, pero que pagaránlos agricultores.•
agrotécnica