En la presente entrega, continuaremos comentando respecto a las nuevas tendencias de los motores para carros de pasajeros (motor gasolina y Diesel) y los factores que generan estos cambios, modificando las formulaciones en los lubricantes, centrándonos en los conceptos de “Economía de Combustible y Emisiones de Gases”.
La economía de combustible y las bajas emisiones están relacionadas. En general, una mejora en la economía de combustible, irá de la mano con una reducción de emisiones en el escape, sin embargo, esto es específico de cada fabricante automotor.
Por ello, el desarrollo inicial en cualquier tecnología de reducción de emisiones, busca primero una reducción del consumo de combustible y el aceite puede ayudar a conseguir esto, migrando a menores grados de viscosidad (tendencia actual en vehículos de modelos recientes, lo cual muchas veces no se respeta en nuestro país, ya que se sigue aplicando en general el famoso “20W50” para carros nuevos).
Sin embargo, sin un desarrollo cuidadoso por parte de los fabricantes de autos y el proveedor de lubricantes, se podría originar una reducción en la durabilidad del motor. La migración hacia una mayor proporción de sintéticos y grados de aceite de menor viscosidad es un indicador de que este desarrollo está teniendo lugar. Existen (fuera del país) legislaciones muy exigentes con relación a las emisiones, donde se requiere una reducción en los niveles permitidos de C0 (monóxido de carbono), NOx (óxidos nitrosos) y HC (ácido clorhídrico), además de partículas sólidas (hollín), principalmente en vehículos europeos.
Las legislaciones sobre emisiones están siendo cada vez más exigentes, forzando a los fabricantes de autos a reducir los niveles de: Hollín (motores Diesel) NOx (motores Diesel y gasolina con
mezclas pobres los cuales contribuyen al smog) CO/CO2 (motores Diesel y gasolina, contribuyentes al efecto invernadero) Para conseguir estos objetivos, los fabricantes de autos tienen que trabajar conjuntamente con los fabricantes de lubricantes.
El desarrollo de motores de inyección directa y equipos de reducción de emisiones (postratamiento), generan demandas especiales en el aceite.
En casos donde se seleccione un lubricante inapropiado, se pueden originar daños severos e irreversibles, por lo que el cumplimiento al pie de la letra de la viscosidad y las especificaciones correctas indicadas por el fabricante del automotor se vuelve vital.
Por ello, para automotores modernos (gasolina o Diesel) con consideración especial a los autos europeos, debe respetarse además de las especificaciones ACEA o API (de las cuales ya comentamos) las especificaciones de marca del OEM (Fabricantes Original del Motor por sus siglas en inglés).
Un dispositivo de postratamiento es algo como una unidad conectada con el tubo de escape, usada para alterar químicamente la composición de los gases de combustión ya quemados y liberados. Los dispositivos más conocidos de este tipo son el convertidor catalítico y, más recientemente, el filtro de partículas diesel (DPF), trampas de NOX (como EGR) y reductores catalíticos selectivos (SCR). Comentaremos uno a uno cada dispositivo…
Dispositivo Postratamiento
Gasolina y diesel tienen diferentes requerimientos:
Tipos comunes:
- Catalizadores (Oxidación, De-NOx)
- Filtros (Particulares)
- Algunos sistemas tiene ambos (DPNR, SCR)
CATALIZADOR DE OXIDACIÓN DE TRES VÍAS:
El catalizador de oxidación de tres vías es la principal tecnología utilizada para controlar las emisiones de los motores a gasolina. El catalizador utiliza un sustrato de cerámica o metal con una incorporación de capa activa a base de alúmina, óxido de cerio y otros óxidos, así como combinaciones de los metales preciosos – platino, paladio y rodio. El catalizador de tres vías opera en un sistema de circuito cerrado, incluyendo un sensor lambda de oxígeno para regular la relación aire / combustible. El catalizador puede simultáneamente oxidar CO (monóxido de carbono) y los hidrocarburos en CO2 (dióxido de carbono) y agua al tiempo que reduce el NOx (óxido nitroso) en nitrógeno.
Catalizador de Oxidación de Tres Vías (TWC)
- Tecnología dominante en Gasolina
- Estructura sólida de maya en el escape
– Metales preciosos actúan como catalizadores
– CO +HC -CO2 + H2O
– NOx + N2
El catalizador de tres vías es sensible al fósforo y azufre Los niveles de azufre en la gasolina, así como de azufre y fósforo en los aditivos detergentes de los lubricantes se han reducido para disminuir el desgaste que se genera en el catalizador (lubricantes con bajos niveles de SAPS -Sulfur Ash, Phosphorus, Sulfur según siglas en inglés -ceniza sulfatada, fósforo, azufre). ACEA, API e ILSAC tienen límites químicos para los lubricantes en sus categorías de especificación más actualizadas.
Para cumplir estos nuevos requerimientos los formuladores de lubricantes deben:
- Utilizar aceites base con niveles mínimos de azufre (tales como lubricantes base grupo II, III y IV) de mejor calidad que antes.
- Utilizar menor cantidad de aditivos que contienen azufre y fósforo (detergentes, antidesgaste y antioxidantes) introduciendo nuevas tecnologías de aditivos que cumplan las mismas funciones pero sin los elementos dañinos.
Catalizador de Oxidación de Tres Vías (TWC)
Impacto en el lubricante
- Sensible a contaminación con azufre y fósforo
- Fuentes de azufre y fósforo:
– Detergentes
– Anti desgaste
– Anti oxidante
– Base lubricante
– Combustible
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Saúl Ramírez
