Urea para gasóleo: para qué se necesita y cómo funciona

Una de las características desagradables de los motores diésel es el alto nivel de emisión de sustancias nocivas a la atmósfera, en particular óxidos de nitrógeno. A medida que la normativa medioambiental se ha ido haciendo más estricta, los ingenieros han tenido que idear nuevas formas de neutralizar estos compuestos. Tras los sistemas de depuración, se creó la tecnología de reducción catalítica selectiva (SCR) de los óxidos de nitrógeno, que requiere una solución de urea. O, lo que es lo mismo, AdBlue. Entendamos qué es y por qué lo necesita un coche moderno.

Por qué se necesita el reactivo AdBlue (urea)

¿Qué es la urea para diésel? A menudo se denomina AdBlue, aunque se trata simplemente de una marca registrada utilizada para referirse a una solución de urea en agua desmineralizada. El AdBlue sólo se utiliza en la tecnología SCR para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno en los gases de escape diésel, como uno de los componentes de una reacción para reducir el nitrógeno inofensivo de sus óxidos.

El reactivo líquido se introduce en el sistema de escape del vehículo donde, al reaccionar con los gases de escape (GE), ayuda a convertir los óxidos de nitrógeno en sustancias inocuas como vapor de agua y nitrógeno. Hoy en día, sin esta tecnología, los coches con motores diésel no son capaces de cumplir las normas medioambientales por encima del protocolo Euro-5.

La marca AdBlue, cuyos derechos pertenecen a la Asociación Alemana de la Industria del Automóvil (VDA), produce una solución acuosa de urea. Por un lado, la composición de la urea para gasóleo es sencilla: 32,5% de urea purificada (el nombre químico correcto es diamida de ácido carbónico) y 67,5% de agua desmineralizada.

Sin embargo, la tecnología para producir la solución es compleja y no está al alcance de todos los fabricantes. El proceso exige purificar escrupulosamente el líquido de impurezas extrañas. Y es posible obtener el nombre AdBlue en el bidón sólo después de comprobar el cumplimiento de las características según los documentos VDA y la norma internacional ISO 22241 (en Alemania – DIN 70070, en Rusia – GOST R ISO).

Uno de los primeros en utilizar la solución de urea para motores diésel de vehículos de serie (primero en camiones y autobuses, y luego en turismos) a principios de la década de 2000 fue Daimler AG, que introdujo un sistema patentado para la limpieza de los gases de escape de los motores diésel BlueTec.

En Rusia, en 2022, sólo había cuatro fabricantes de AdBlue, que producían un producto legal y de alta calidad. El reactivo AdBlue no debe confundirse con la urea ordinaria, utilizada como fertilizante, aditivo alimentario para animales o en farmacología.

Diseño y principios básicos del sistema SCR

En los coches modernos para reducir al máximo las emisiones nocivas (hidrocarburos, azufre, hollín, óxidos de nitrógeno y otros), se utiliza todo un complejo de soluciones de ingeniería en el sistema de escape.

Su nombre común es elementos catalíticos. Entre ellos se encuentran los catalizadores del sistema de escape, así como los filtros de partículas que se utilizan exclusivamente en los coches diésel.

Y qué decir de la urea para diésel: ¿para qué sirve? La tecnología de neutralización SCR basada en el uso de urea está diseñada para hacer que los gases de escape sean aún más respetuosos con el medio ambiente mediante una purificación adicional de los gases.

El sistema de neutralización SCR consta de pocos componentes. Sin embargo, no sólo requiere un repostaje regular y un control del nivel de urea en un depósito especial, sino también un mantenimiento periódico.

El siguiente ejemplo de diseño y funcionamiento del sistema es totalmente válido para el sistema BlueTec de Daimler AG. Los sistemas de otros fabricantes pueden diferir en los detalles, pero en general funcionan según el mismo principio.

El líquido AdBlue se vierte en un depósito especial, cuyo volumen varía de 5 a 35 litros en los coches. Por regla general, el depósito está equipado con un calentador que impide que la solución de urea se congele en el frío (su cristalización se produce a una temperatura de 11 grados Celsius bajo cero).

La boca de llenado del depósito de AdBlue en los coches se encuentra en diferentes lugares: bajo la trampilla del depósito de gasolina, en el maletero o bajo el capó. La urea fluye por los tubos de suministro hasta el sistema de escape, delante del catalizador.

Con la ayuda de boquilla y mezclador (mezclador) el reactivo bajo presión de 4,5 a 8,5 bar se atomiza en un catalizador de diseño complejo (catalizador SCR-convertidor), donde en varias etapas y desactivación de óxidos de nitrógeno al estado de sustancias seguras – vapor de agua y nitrógeno libre.

El proceso es guiado por la electrónica – el control de SCR-bloque, que, guiado por las lecturas del sensor de control de óxido de nitrógeno NOx, dosifica la solución.

El consumo de urea para gasóleo es individual para los distintos tipos de coches. En los turismos, un repostaje es suficiente para una distancia de hasta 20.000 kilómetros, y el mantenimiento programado y, en caso necesario, el rellenado de AdBlue se realiza una vez cada 10.000 kilómetros.

En porcentaje del consumo de gasóleo, el consumo de AdBlue es el siguiente: desde el 4% del consumo de combustible para turismos y hasta el 6% para camiones pesados. En general, es tolerable, aunque el coste de un bidón de 5 litros de AdBlue es comparable al precio de un volumen similar de, por ejemplo, refrigerante.

Pros y contras de la urea para diesel

Los pros de este tipo de sistemas pueden formularse en varios puntos, que son totalmente válidos para los países con normativas y restricciones medioambientales estrictas.

Los pros del uso de urea para motores diésel:

• Misión medioambiental: la posibilidad de reducir las emisiones a las normas Euro-6 y más estrictas.
• Reducción del impuesto sobre el uso de vehículos y minimización de las sanciones por incumplimiento de las normas medioambientales para los países en los que esta práctica es aplicable (de ahí la liquidez en el mercado secundario).
• Recepción de beneficios al circular por autopistas de peaje, así como al entrar en una serie de asentamientos (relevante para los propietarios de vehículos comerciales).
• Conexión relativamente sencilla de los módulos SCR, lo que aumenta ligeramente el coste de los coches diésel.
• Compatibilidad con los convertidores catalíticos, ERG-sistema y sistema de filtración de partículas.
• Aumento de la potencia del motor y reducción del consumo de combustible.

También hay desventajas objetivas, que a menudo complican seriamente el funcionamiento del coche. Especialmente en el frío clima ruso.

Las desventajas del uso de urea:

1. Alto punto de congelación. En heladas severas la urea puede cristalizar en el sistema, interrumpiendo así el funcionamiento del motor. Cuando se interrumpe el suministro de AdBlue (incluso si se acaba de agotar en el depósito), los motores diésel entran en modo de emergencia, limitando la potencia o no arrancando en absoluto. Por cierto, después de la descongelación, las propiedades de trabajo de AdBlue durante algún tiempo permanecen.
2. La necesidad de tener un suministro de urea en el maletero o garaje. El almacenamiento de urea es un asunto responsable. Es importante observar no sólo un estricto régimen de temperatura en el rango estrictamente plus. El reactivo es activo, es capaz de interactuar con hierro fundido, cobre, aluminio y una serie de otros metales. AdBlue está contraindicado el contacto con combustibles y lubricantes, disolventes y otros productos químicos de automoción. Y la vida útil – no más de un año.
3. Significativo coste de reparación y mantenimiento de los elementos del sistema.
4. En Rusia, hay muchas falsificaciones de reactivo AdBlue, entre los que es difícil identificar el producto original y seguro. De la calidad del reactivo depende a menudo no sólo la vida útil del sistema de limpieza en su conjunto, sino también la salud del propio motor.
5. Altas exigencias a la calidad del combustible diesel. Tal vez la principal contraindicación para los sistemas de neutralización SCR en Rusia.

Resumen de resultados

• La urea en el diesel se utiliza para mejorar su rendimiento medioambiental, y el reactivo basado en ella se llama AdBlue.
• El principio de funcionamiento de AdBlue es la interacción con los óxidos de nitrógeno en los gases de escape con liberación de nitrógeno inocuo y vapor.
• La principal ventaja de los sistemas de neutralización SCR sigue siendo la posibilidad de aumentar la clase ecológica del coche hasta la norma Euro-6.
• En Rusia, los sistemas basados en la composición de AdBlue no han arraigado debido a la vulnerabilidad de la urea en el frío, la baja calidad del combustible diésel y del propio reactivo, así como el elevado coste de mantenimiento de este tipo de vehículos.