Los problemas de cumplir la normativa anticontaminación

Para cumplir las normativas medioambientales, los fabricantes se han visto obligados a implantar avanzados sistemas anticontaminación en los motores de sus vehículos.

Las exigentes condiciones de funcionamiento de los sistemas anticontaminación, especialmente en los motores diésel, inauguraron una nueva sintomatología: las averías relacionadas con el filtrado de gases de escape.

Las primeras medidas para reducir las emisiones contaminantes se establecieron en California en la década de los 60, con la utilización de los primeros catalizadores en los motores de gasolina.

Durante décadas, el mercado europeo fue a la zaga del estadounidense en materia de anticontaminación; en los motores de gasolina, la mejora de la eficiencia de la combustión se consiguió con la evolución de los sistemas de encendido electrónico y mediante la transición de carburador a inyección. En el caso de los motores diésel, se logró con la adopción del sistema de recirculación de gases de escape EGR, que reduce sustancialmente las emisiones de óxidos de nitrógeno.

En 1993, se instaura la normativa Euro 1, con la que se inicia una escalada en la exigencia medioambiental en la que, unos años después, la Euro 5 prácticamente equiparó las normativas europea y estadounidense. En poco tiempo, la utilización de la EGR y del catalizador de oxidación ya no fue suficiente para superar la normativa en los motores diésel: aparece el filtro antipartículas (FAP), que retiene la mayor parte de las partículas sólidas de hollín o carbonilla y las reduce a sustancias menos contaminantes tras sucesivos procesos de regeneración a elevada temperatura.

La utilización del FAP es imprescindible en algunos modelos para superar la normativa a partir de la Euro 5. Existen dos tipos de FAP: los que utilizan una inyección de aditivo para la regeneración y los que consiguen elevar la temperatura de los gases de escape para la regeneración mediante una cartografía de inyección específica o con la ayuda de un inyector situado en el tramo final de escape.

En los últimos años, la necesidad de reducir aún más las emisiones de óxidos de nitrógeno impulsó el desarrollo de dos nuevos dispositivos de filtrado en la línea de escape:

• El catalizador NOX, que es capaz de neutralizar por sí mismo los óxidos de nitrógeno.
• El catalizador de reducción catalítica selectiva, que emplea un aditivo de urea conocido como AdBlue. Se trata de un sistema muy utilizado en el transporte pesado.

Las emisiones de óxidos de nitrógeno permitidas en la normativa Euro 6 se reducen en más de un 50 % respecto a la norma Euro 5. Para cumplirla, en la última generación demotores diesel se incorporan sistemas como la distribución variable, la combinación de la recirculación de gases de escape de alta presión, la convencional, con la recirculación de baja presión que añade una segunda EGR posterior al catalizador, el sistema common rail de muy alta presión, superior a 2000 bares, la regulación de la combustión gestionada por sensores de presión incluidos en las bujías de precalentamiento, etc.

En el caso de los motores de gasolina, para superar la normativa Euro 1, se universalizó la utilización del catalizador de gases de escape de tres vías con regulación lambda. La sonda lambda transmitía una información de riqueza de mezcla en función del contenido de oxígeno a la unidad de control del motor, y ésta se encargaba de ajustar la mezcla de combustible/aire a una proporción estequiométrica.

Los avances que siguieron a la normativa Euro 1 se centraron en la consecución de una combustión más eficiente, para lo que se utilizaron la distribución y admisión variables, y las cuatro válvulas por cilindro. A partir de la Euro 4, se popularizó la inyección directa de gasolina, en ocasiones auxiliada por la sobrealimentación, lo que acarrea problemas derivados de una mezcla estratificada muy pobre; esto es, la elevada temperatura de combustión propicia unos altos valores de óxidos de nitrógeno en los gases de escape, por lo que se precisa la utilización de la EGR, e incluso del catalizador de NOx, para cumplir las últimas normativas.

Los problemas más habituales relacionados con el sistema de filtrado de sustancias contaminantes son los siguientes:

• Dificultades en la ejecución de los procedimientos de puesta a cero de los contadores de filtro de partículas con el terminal de diagnóstico. Estos procedimientos se deben realizar tras la sustitución de alguno de los componentes o después del rellenado de aditivo.
• Defectos internos o de comunicación en la unidad de control que gestiona el sistema de filtrado de partículas en el caso de los motores diésel.
• Anomalías en los sensores del sistema de filtrado de partículas, sea en los de oxígeno o de temperatura, o de presión diferencial en el caso de los motores diésel.
• Atascamiento del FAP como consecuencia de un tipo de conducción inadecuada. La función de regeneración exige unas condiciones de funcionamiento del motor a carga constante durante un tiempo determinado, las cuales no se cumplen en la utilizacion del vehículo en ciclo urbano o en trayectos cortos.
• Atascamiento de los catalizadores o filtros de partículas como consecuencia de un problema ajeno al filtrado de gases de escape, como puede ser un defecto de combustión, un problema funcional de un inyector, una avería en el sistema de encendido, falta de aire debido a un problema de sobrealimentación, en la recirculación EGR, etc.

En los siguientes enlaces se facilitan algunos ejemplos representativos, obtenidos en la actividad diaria de asistencia y documentación de la plataforma https://www.averiasresueltas.com:

• https://www.averiasresueltas.com/riesgo-de-obstruccion-del-fap/
• https://www.averiasresueltas.com/elevada-temperatura-en-el-tramo-de-escape-y-en-el-vano-motor/
• https://www.averiasresueltas.com/falta-de-potencia-y-motor-en-emergencia/

Tanto en el caso de los motores de gasolina, como, sobre todo, en los diésel, se ha llegado a tal exigencia en el cumplimiento de la normativa medioambiental que el número y la complejidad de los componentes necesarios para superar las restricciones se han tornado excesivos y, con ello, aumenta la probabilidad de que alguno de éstos falle. Asimismo, conviente resaltar que la presencia de tantos dispositivos de filtrado dificulta seriamente la evacuación de los gases de escape, aumentando de consumo y limitando las prestaciones del motor.

El escándalo Dieselgate ha puesto de manifiesto las dificultades de los fabricantes para superar las exigentes normativas. A pesar de la relajación que va a sufrir la próxima normativa europea a consecuencia de las presiones ejercidas por los fabricantes tras dicho escándalo, parece evidente que la tecnología diésel ha llegado al límite de su desarrollo.

Ni siquiera los motores de gasolina parecen tener un futuro halagüeño, a pesar de la breve tregua que parecía habérseles dado con la tecnología híbrida. A los catalizadores de NOx que ya incorporan algunos motores de gasolina de última generación, se unirá próximamente el problemático filtro de partículas.

No solo las normativas comunitarias, sino también las políticas ambientales de algunas ciudades, como París o Londres, ya han puesto fecha final a los efectos perniciosos de las emisiones de los vehículos diésel. El ejemplo más extremo de esta tendencia no lo representa una ciudad, sino un país: Noruega anuncia que impedirá la circulación de vehículos diésel y gasolina a partir del 2025.

La evolución de las normativas de los automóviles en el ámbito medioambiental en los años venideros impondrá una doble exigencia al taller: por un lado, afrontar con solvencia las averías relacionadas con el filtrado de gases de escape de las últimas generaciones de motores diésel y gasolina, y, por otro lado, la necesidad de dominar la tecnología de los sistemas híbridos, eléctricos y de pila de combustible que los sustituirán.