Aplicación de urea en motores diésel

As normas ambientais modernas establecen límites estritos sobre os valores de emisión de contaminantes nos gases de escape dun motor diésel. Isto obriga aos enxeñeiros a buscar novas solucións para cumprir cos estándares. Un deles foi o uso de urea para o gasóleo no sistema de tratamento posterior dos gases de escape SCR (Redución Catalítica Selectiva). Os motores Daimler que usan esta tecnoloxía chámanse Bluetec.

Que é o sistema SCR

O protocolo ambiental Euro 6 está en vigor en 28 países da UE desde 2015. Segundo a nova norma, os fabricantes de automóbiles diésel están suxeitos a requisitos estritos porque os motores diésel causan un enorme dano ao medio ambiente e á saúde humana ao liberar hollín e óxidos de nitróxeno á atmosfera.

Aínda que o uso dun conversor catalítico de tres vías é suficiente para limpar os gases de escape dun motor de gasolina, un dispositivo máis sofisticado para neutralizar os compostos tóxicos nos gases de escape é necesario para un motor diésel. A eficiencia da limpeza de CO (monóxido de carbono), CH (hidrocarburos) e partículas de hollín dos gases de escape dos motores diésel aumenta a altas temperaturas de combustión, mentres que os NOx, pola contra, diminúen. A solución a este problema foi a introdución dun catalizador SCR no sistema de escape, que utiliza urea diésel como base para a descomposición de compostos tóxicos de óxido de nitróxeno (NOx).

Para reducir as emisións nocivas, os enxeñeiros desenvolveron un sistema especial de limpeza diésel: Bluetec. O complexo consta de tres sistemas completos, cada un dos cales filtra os compostos tóxicos e descompón os compostos químicos nocivos:

• Catalizador - neutraliza CO e CH.
• Filtro de partículas: atrapa partículas de hollín.
• Convertidor catalítico SCR - Reduce as emisións de NOx con urea.

O primeiro sistema de limpeza utilizouse en camións e coches Mercedes-Benz. Hoxe, moitos fabricantes están a converter os seus coches a un novo sistema de limpeza e a utilizar a urea nos motores diésel para cumprir os estrictos requisitos de control ambiental.

Urea técnica AdBlue

O produto final do metabolismo dos mamíferos, a urea, coñécese dende o século XIX. A diomida do ácido carbónico sintetízase a partir de compostos inorgánicos e úsase amplamente na agricultura. Na industria do automóbil, unha solución de fluído técnico Adblue como axente activo na purificación dos gases de escape tóxicos dos óxidos de nitróxeno.

Adblue é un 40% de urea e un 60% de auga destilada. A composición inxéctase no sistema SCR na boquilla pola que pasan os gases de escape. Prodúcese unha reacción de descomposición, na que o óxido nítrico descompónse en moléculas de nitróxeno e auga inofensivas.

Urea técnica para gasóleo - O Adblue non ten nada que ver coa urea urea, que se utiliza no sector agroindustrial e na farmacoloxía.

Edblue en motor diésel

Un sistema de postratamento de gases de escape líquidos, ou conversor SCR, é un sistema pechado polo cal flúe o escape diésel sen hollín. O líquido Adblue vértese nun tanque autónomo e inxéctase no tubo de escape nunha dose medida antes de entrar no conversor.

O gas mesturado entra na unidade de neutralización SCR, onde ten lugar unha reacción química para descompoñer o óxido nítrico a costa do amoníaco na urea. En combinación co óxido nítrico, as moléculas de amoníaco descompoñen en compoñentes inofensivos para os humanos e o medio ambiente.

Despois dun ciclo completo de limpeza, emítese á atmosfera a cantidade mínima de contaminantes, o parámetro de emisión cumpre cos protocolos Euro-5 e Euro-6.

O principio de funcionamento do sistema de limpeza de gases de escape diésel

Un sistema completo de postratamento de motores diésel consta dun catalizador, un filtro de partículas e un sistema SCR. O principio de funcionamento da limpeza por etapas:

1. Os gases de escape entran no catalizador e no filtro de partículas. O hollín fíltase, as partículas de combustible queimanse e elimínanse o monóxido de carbono e os hidrocarburos.
2. O inxector úsase para inxectar unha certa cantidade de AdBlue na conexión entre o filtro de partículas diésel e o convertidor catalítico SCR. As moléculas de urea descompoñen en amoníaco e ácido isociánico.
3. O amoníaco combínase co óxido de nitróxeno, o compoñente máis nocivo do gasóleo usado. As moléculas están divididas, o que leva á formación de auga e nitróxeno. Os gases de escape inofensivos son liberados á atmosfera.

Composición da urea para o gasóleo

A pesar da aparente simplicidade do fluído do motor diésel, é imposible preparar a urea por conta propia usando fertilizantes orgánicos. A fórmula da molécula de urea (NH2) 2CO, é fisicamente un cristal branco inodoro, soluble en auga e disolventes polares (amoníaco líquido, metanol, cloroformo, etc.).

Para o mercado europeo, o fluído prodúcese baixo a supervisión da VDA (Asociación Alemá da Industria do Automóbil), que concede licenzas ás empresas de fabricación, algunhas das cales fornecen fluído para o mercado doméstico.

En Rusia, a falsificación baixo a marca AdBlue supera o 50%. Polo tanto, ao mercar urea para un motor diésel de fabricación rusa, debes guiarte pola marca "Conformidade coa norma ISO 22241-2-2009".

Pros e contras

As vantaxes do uso de urea son obvias: só con este reactivo o sistema de tratamento de gases de escape do motor diésel SCR pode funcionar plenamente e cumprir os requisitos da norma Euro 6.

Ademais de protexer o medio ambiente, os beneficios da purificación da urea inclúen os seguintes puntos:

• o seu consumo para os coches é de só 100 g por 1000 km;
• o sistema SCR está integrado nos modernos vehículos diésel;
• nalgúns países o imposto sobre o uso do vehículo redúcese se se instala un sistema de limpeza con urea, e non hai risco de multa.

Desafortunadamente, o sistema tamén ten desvantaxes:

• o punto de conxelación da urea é de aproximadamente -11 °C;
• a necesidade de reabastecemento regular;
• o custo do coche aumenta;
• unha gran cantidade de líquido Adblue falso;
• aumento dos requisitos para a calidade do combustible;
• costosas reparacións dos compoñentes do sistema.

O sistema integrado de lavado de urea integrado nos vehículos diésel segue sendo o único xeito de reducir as emisións tóxicas. As dificultades de funcionamento, o alto custo dos reactivos dos camións, o fluído de mala calidade e o gasóleo fan que moitos condutores prefiran desactivar o sistema e instalar emuladores.

Non obstante, é importante entender que a urea segue sendo o único produto químico diésel que impide a liberación de óxido nítrico ao medio ambiente, o que pode provocar cancro.