Para cumplir los elevados requisitos de las normas actuales sobre emisiones, es necesario reducir, entre otras cosas, la proporción de óxidos de nitrógeno nocivos en los gases de escape. Esto se consigue mediante un proceso químico que utiliza un agente reductor para disminuir selectivamente los óxidos de nitrógeno NOx en los gases de escape mediante la eliminación de oxígeno. Veamos de la mano de Febi, marca de Bilstein Group, cómo los sensores de NOx pueden ayudar a esta tarea.
NOx es un término colectivo para los óxidos de nitrógeno monóxido de nitrógeno (NO), dióxido de nitrógeno (NO₂) y otros gases nitrosos. El proceso químico para reducir los óxidos de nitrógeno se denomina reducción catalítica selectiva (SCR). El amoníaco NH₃ ha demostrado ser el mejor agente reductor, ya que consigue la mayor selectividad.
El amoniaco se transporta en forma de solución de urea y agua, también conocida como AdBlue, en un depósito independiente. La solución de urea y agua se inyecta en el sistema de escape, donde se convierte en amoniaco por la alta temperatura de los gases de escape y en un catalizador de hidrólisis. Posteriormente, los óxidos de nitrógeno nocivos se reducen a nitrógeno inocuo y agua en el catalizador SCR.
El principio de medición
La tecnología actual de medición de los NOx se basa en sensores electroquímicos con dióxido de circonio estabilizado con itrio ZrO₂, cuyo diseño y modo de funcionamiento es similar al de las sondas de oxígeno de banda ancha (sondas lambda). El sensor suele utilizar dos cámaras de medición adyacentes con dos celdas electroquímicas, también llamadas celdas de bombeo.
Los gases de escape fluyen hacia la primera cámara, donde se elimina electroquímicamente el oxígeno O₂. Esto es necesario porque, de lo contrario, la medición del óxido de nitrógeno en la segunda cámara se vería afectada. Con la ayuda de una tensión eléctrica aplicada a la célula de bombeo, las moléculas de O₂ se descomponen en iones.
Penetran en el electrolito sólido compuesto de dióxido de circonio y se eliminan así de la cámara de medición. La potencia eléctrica que debe aplicarse para ello es inversamente proporcional a la relación aire-combustible. Este valor también se pone a disposición de la unidad de control del motor, que entonces cumple adicionalmente la función de una sonda lambda para medir el contenido de oxígeno en los gases de escape.
En la segunda cámara se determina el contenido de NOx en los gases de escape. Para ello, el óxido de nitrógeno restante NOx se reduce a nitrógeno y oxígeno mediante el material catalítico de un electrodo de platino-rodio. A continuación, el oxígeno producido se bombea fuera de la cámara de medición a través de este electrodo. Para lograr esto, fluye una corriente a través del electrodo que es proporcional a la concentración de óxido de nitrógeno NOx en los gases de escape. Es precisamente esta corriente de bombeo necesaria la que se mide para el contenido de NOx en los gases de escape.
A posteriori, se utiliza para calcular si es necesario regenerar el catalizador de almacenamiento de NOx, ajustar la cantidad de inyección de AdBlue® y si el sistema SCR funciona correctamente.
Sobre la marcha
En los vehículos actuales que cumplen normas estrictas sobre emisiones de gases de escape, la gestión de los gases de escape se controla en tiempo real. El nivel, la calidad y el consumo de AdBlue, así como el sistema de inyección y los valores de NOx, se supervisan permanentemente. En caso de error en el sistema SCR o de desviaciones de los valores objetivo, se envían advertencias al conductor. Si el conductor no reacciona, se reduce la potencia del motor de acuerdo con las especificaciones del fabricante del vehículo y, en el peor de los casos, el conductor sólo puede conducir a velocidad de paseo hasta el siguiente taller.
Los sensores de NOx tienen una vida útil limitada. Debido al envejecimiento de los materiales del sensor, la fiabilidad de las mediciones disminuye al cabo de cierto tiempo y el conductor recibe un mensaje de error. Febi soluciona este inconveniente con sensores NOx para posventa con la alta calidad habitual de los equipos originales. Además de los sensores de NOx, Febi también ofrece muchas otras piezas de repuesto para los sistemas SCR, como el líquido AdBlue, los filtros correspondientes y las tapas de los depósitos, los módulos de medición y los sensores de temperatura de los gases de escape.
Toda la gama de sistemas SCR se puede encontrar en: partsfinder.bilsteingroup.com
