Cuando Rudolf Diesel comenzó a fabricar su motor en 1895, al menos en cantidades más o menos comerciales para la época, su objetivo fue generar una alternativa a la máquina de vapor que era muy ineficiente ya que transformaba en trabajo solo el 10% del combustible que quemaba. Por aquel entonces, el legendario inventor eligió como combustible el kerosén porque era abundante y económico, aunque sabía que el suyo era un motor que podía ser alimentado a todo tipo de combustible líquido, entre ellos el aceite de maní.
Más tarde aparecería el biodiesel con todo lo que ello significa en la economía y geopolítica, además de resultar mucho más amigable con el ambiente. Hubo ferrocarriles, barcos, turbinas y aviones propulsados por el motor Diesel que siempre era pesado y lento en su funcionamiento, hasta que a fines del siglo XX aparecen los motores livianos para autos, inclusive autos de carrera, cosa hasta ese momento no lograda. Estos avances fueron aprovechados también en las aplicaciones agrícolas. El problema fue que, con el objeto de lograr esa gran efectividad, se redujo de manera sustancial el tamaño de las partículas de hollín expulsadas por el escape, siendo cada vez más dañinas para el ambiente y para la salud.
Asimismo, y para aumentar la eficiencia de los motores se elevó su temperatura de funcionamiento, la cual sumada a la cantidad de aire con la que trabaja el Diesel, se incrementó la emisión de gases de nitrógeno, los NOX, cuyo efecto invernadero que lleva al calentamiento global es 300 veces mayor que el efecto ocasionado por el dióxido de carbono (CO2) presente en toda combustión.
Ante esta situación las administraciones centrales de los países más avanzados industrialmente como los de Europa, Estados Unidos de América y Japón, generaron un plan de control de emisión de gases y así nacieron las normas TIER y Euro con diferentes etapas o escalones en niveles de emisión descendientes, a lograr en una cantidad de años acotada. El control fue enfocado a los óxidos de nitrógeno, carbono, restos de hidrocarburos y partículas de hollín presentes en los escapes. Y se consideraron diferentes tipos de vehículos, autos, colectivos, camiones, tractores agrícolas entre otros.
En principio, un filtro especial colocando en el escape que junta las partículas de hollín y las quema. Además, las exigencias en los niveles de gases admitidos para cada etapa de aplicación de las normas y los tiempos de vencimiento de cada etapa, hicieron que los fabricantes de motores invirtieran en el tema la mayor proporción de los fondos destinados a investigación y desarrollo.
Las metas a lograr fueron mínimos nivel de emisiones, menor a la centésima parte de las emisiones de partida, tomado como referencia las del año 1994.
En tractores agrícolas y máquinas, se comenzó con los modelos de mayor potencia, luego se sigue con los menores por razones de espacio en las máquinas.
El primer escalón o etapa fue bajar la temperatura de los escapes, con lo cual se aumentó el consumo de gasoil buscando bajar la emisión de NOX. Entonces los usuarios vieron que era al revés que antes, los tractores modernos gastaban más que los modelos anteriores. Es que las regulaciones establecidas no daban tiempo para más.
Luego, con más tiempo los fabricantes tomaron dos caminos diferentes: uno ellos es la recirculación de los gases de escape por el exterior del motor, con enfriado de esos gases. Y también el reciclado interior trabajando en el cruce de válvulas, solución que en verdad no aportaba demasiado. Es lo que se conoce como EGR (Exhaust Gas Recirculation es su nombre original) y que se acompaña por un doble turbocompresor en serie, incluyendo un turbo de geometría variable, y presiones de inyección en el common rail de 2000 bares, recordando que 200 bares era hasta el momento la presión de inyección corriente en los circuitos de gasoil. Asimismo, con sistemas electrónicos se controla la cantidad de gases que deben regresar al interior del motor. El EGR se usa en motores desde la década de 1970 y principalmente controla o reduce la emisión de NOX.
El otro camino emprendido por los fabricantes a fin de bajar a norma los niveles de emisión y eliminar los NOX es el agregado de un pequeño porcentaje de urea, mediante la aplicación de un producto que comercialmente se denomina AD BLUE. El sistema aplicado es llamado reducción catalítica selectiva SCR (Selective Catalytic Reduction) y permite trabajar con el motor a máxima eficiencia, es decir con menor consumo de gasoil. Para ello es necesario agregar el circuito de depósito y control de inyección de urea. La electrónica aplicada controla que la urea inyectada en el escape sea proporcional a la presencia de NOX en los gases los cuales varían con las condiciones de funcionamiento tales como aceleración, carga entre otros.
En ambos caminos desarrollados por los fabricantes, el volumen del motor aumenta ya que además es necesario agregar un filtro de partículas (retención y recuperación). Por ello se comienza por los tractores mayores y luego los menores debido a que es necesario rediseñar la estructura de la máquina por razones de espacio.
Finalmente, para cumplir con la última etapa del plan de reducción de emisiones, los fabricantes recurren a la combinación de ambos caminos, con gestión de la temperatura, y mejoras en la tecnología de los componentes del motor. Se complica más aún el diseño y se protege el ambiente, se baja el consumo de gasoil y aumentan los costos de fabricación que pagará el usuario de los equipos.
Por Juan Bautista Raggio
