Análisis de la reactividad del hollín emitido por un motor diésel operando con diferentes biocarburantes

Abstract

Las estrictas normativas anticontaminantes impuestas a los vehículos diésel (EURO 6) han obligado al uso de complejos sistemas de post-tratamiento para reducir la emisión de NOx y partículas. En relación a estas últimas, el uso de filtros de partículas (DPF) se ha establecido como la única técnica capaz de cumplir con las comentadas normativas, a pesar de los problemas derivados de la regeneración de los mismos. Dicha regeneración provoca tanto un aumento en el consumo del vehículo (y por tanto mayor emisión de CO2) como posibles problemas operacionales derivados de la acumulación excesiva de partículas en el filtro. Unido a lo anterior, la aparición de combustibles alternativos de elevado potencial, como el HVO (Hydrotreated Vegetable Oil), GTL (Gas-to-Liquid) y las mezclas de diésel con etanol (e-diésel), obligan a conocer las propiedades de las partículas emitidas con el objetivo de optimizar el diseño del DPF y determinar las necesidades térmicas requeridas para una correcta regeneración. En este trabajo se analiza la reactividad (temperaturas características del proceso de oxidación) de las partículas emitidas por un motor diésel operando tanto con combustible diésel como con diferentes biocarburantes (biodiésel convencional, HVO, GTL y e-diésel). Los ensayos para la recolección de partículas se han llevado a cabo sobre un motor comercial instalado en banco de ensayos, y se han evaluado varias modificaciones en el proceso de inyección. El análisis de reactividad de las partículas recogidas se ha efectuado empleando una balanza termogravimétrica (TGA) y un calorímetro diferencial de barrido (DSC), ambas técnicas habituales en bibliografía. Los resultados obtenidos muestran que ambas técnicas de caracterización (TGA y DSC) conducen a conclusiones similares y que los combustibles con oxígeno en su estructura molecular (biodiésel y e-diésel) generan partículas más reactivas que aquellos que no lo poseen. También se ha comprobado que la presencia de oxígeno en forma de alcohol (e-diésel) posibilita la regeneración a menor temperatura que cuando se emplea biodiésel convencional (oxígeno en forma de éster).