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El ocaso de los diésel: el filtro de partículas

El ocaso de los diésel: el filtro de partículas
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Comenzaba esta serie especial de artículos sobre los motores diésel hablando de su origen, de su evolución y popularización, introducíamos el problema de las emisiones de partículas y de óxidos de nitrógeno de este tipo de motores y os emplazábamos a esta segunda parte para hablar del filtro de partículas.

La solución a esa emisión de partículas, al menos al 99% aproximadamente, es incorporar un filtro de partículas en el sistema de escape. También puede llamarse filtro antipartículas, y que en siglas se puede ver referenciado como FAP (Filtro Anti Partículas), o DPF (Diesel Particulate Filter), da un poco igual el nombre porque en cualquier caso estamos hablando de lo mismo. Vamos a ver cómo funciona, y qué debemos saber de él para saber a qué atenernos y evitar problemas.

Humo negro coche diésel sin filtro de partículas
Coche diésel sin filtro de partículas, que además debía de estar en muy mal estado de mantenimiento

El filtro retiene las partículas en suspensión

Todos los coches diésel que cumplen Euro 5, es decir a partir de enero de 2011, vienen con filtro de partículas. Antes de esto, los motores diésel Euro 4 y anteriores, no llevaban filtro de partículas. Hubo unos años antes de 2011 en el que algunas marcas ofrecían como opción, con sobreprecio, el filtro de partículas.

A simple vista se puede distinguir un coche diésel con filtro de partículas de uno que no lo tiene: basta con dar un pisotón al acelerador, sobre todo cuando el motor está a un régimen bajo de vueltas, por ejemplo al salir desde parado, al incorporarse a una autopista o al tener que subir una pendiente, y ver que por el escape el coche diésel sin filtro echa una humareda negra, tanto peor cuanto peor sea el mantenimiento y el gasóleo, mientras que el coche diésel con filtro no echará esa humareda.

No hay que confundir un filtro de partículas con un catalizador, o convertidor catalítico. Los coches diésel llevan los dos, y en teoría tienen que durar muchos años y kilómetros. En según qué marcas se pueden encontrar por separado, o bien se pueden encontrar combinados en un único elemento, normalmente el catalizador sería la primera mitad del elemento y el filtro de partículas la segunda mitad.

DPF

De hecho, si no sufren corrosión exterior, y se lleva puntualmente el mantenimiento periódico del coche, pueden durar bastante más de los 120.000 km, o del orden de 8 años, que se comentan como vida útil orientativa, incluso toda la vida del coche (depende también del tipo de filtro de que se trate, lo veremos más adelante).

El convertidor catalítico de doble vía en un motor diésel neutraliza las emisiones de monóxido de carbono y de hidrocarburos, convirtiéndolos en dióxido de carbono y vapor de agua, gracias a los metales que contiene en su interior y la alta temperatura de funcionamiento, del orden de unos 500 grados centígrados. Las emisiones de CO y HC suelen ser de por sí bajas en un motor diésel.

Para reducir en parte las emisiones de óxidos de nitrógeno (aunque no totalmente), se emplean otras estrategias, como la recirculación de los gases de escape (hablaremos de ello en la última parte), y también se suele incorporar un catalizador específico para NOx.

El filtro de partículas es una trampa para las partículas sólidas en suspensión que hay en los gases de escape, el hollín o carbonilla, humo negro que en ocasiones es perfectamente visible. Se quedan retenidas en una especie de panal de cerámica porosa de muy finos conductos que hace de tapiz. Estas partículas irán acumulándose y saturando (taponando) esos conductos, y finalmente el filtro.

Filtro de partículas diésel con catalizador
Catalizador y filtro "2 en 1"

La regeneración hace que el filtro siga funcionando

Para evitar que el filtro se sature tanto que se obture el escape, y por tanto el motor no pueda "respirar", cada cierto tiempo se tiene que regenerar. Esto es en pocas palabras quemar las partículas expondiéndolas a una alta temperatura, por lo que se limpia el filtro. Ese quemado implica la oxidación de las mismas, transformándolas en gases no perjudiciales para la salud.

La regeneración se hace de manera automática y está controlada por un complejo sistema electrónico. El primer elemento es el sensor que detecta que el filtro de partículas está saturado, es un medidor de diferencia de presión entre la entrada y la salida del filtro. Si la presión sube a cierto nivel, se entiende que se ha saturado y que toca la regeneración.

Para la regeneración el motor tiene que subir la temperatura de los gases de escape para que se quemen las partículas, y para ello la gestión electrónica suele inyectar además algo más de gasóleo a la cámara, a modo de post-inyecciones, para que se incendie en el escape.

La regeneración necesita un tiempo, del orden de unos 15 a 20 minutos, en los que el motor no se debe parar y a la vez es necesario que gire a un régimen no demasiado bajo, al menos por encima de las 2.000 o 2.500 rpm, para favorecer la alta temperatura en los gases de escape. Durante la regeneración el consumo de gasóleo sube del orden de un 10 a un 15%.

Regeneración del filtro de partículas diésel

Dos tipos de filtro: con aditivo y sin él

Hay dos tipos de filtros de partículas: los que no utilizan ningún tipo de aditivo para la regeneración, y los que sí lo utilizan. Ojo, no se debe confundir este aditivo con el aditivo de urea tipo AdBlue para cumplir la norma Euro 6, que se utiliza para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno todavía más en la reducción catalítica selectiva. Son cosas diferentes.

Los filtros de partículas sin aditivo suelen colocarse muy cerca del motor, justo después del colector de escape, pegados al turbo, para que estén expuestos a la temperatura más alta de los gases recién salidos del motor. Suelen necesitar de 650 a 750 grados centígrados. De este tipo son la mayoría de los que emplean los fabricantes y en teoría su vida útil es la del coche.

Los filtros de partículas con aditivo de cerina suelen colocarse algo más alejados en la línea de escape, porque el aditivo que utilizan hace que se rebaje la temperatura necesaria para que se quemen las partículas acumuladas (a unos 550 a 650 grados centígrados), así que no es necesario que estén tan cerca del colector. Estos suelen ser los que emplean los motores diésel de PSA Peugeot Citroën.

El depósito de este aditivo se suele rellenar en el taller cada 80.000 o 120.000 km, depende del modelo, y puede costar entre 100 y 120 euros. El aditivo se inyecta en el filtro cuando se va a realizar una regeneración, y no se recupera, por eso se va gastando. Este tipo de filtro tiene una vida limitada (del orden de 120.000 a 150.000 km aproximadamente, aunque dependerá también del uso).

En la siguiente parte hablaremos de los problemas que puede presentar el filtro de partículas, y los cuidados que hay que tener para evitarlos.

Continuará...

En Motorpasión | El ocaso de los diésel: origen y popularización

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