El líquido de escape diésel ( DEF ; también conocido como AUS 32 y comercializado como AdBlue [3] ) es un líquido que se utiliza para reducir la cantidad de contaminación del aire creada por un motor diésel. Específicamente, el DEF es una solución acuosa de urea elaborada con un 32,5 % de urea y un 67,5 % de agua desionizada . El DEF se consume en una reducción catalítica selectiva (SCR) que reduce la concentración de óxidos de nitrógeno ( NO
X) en las emisiones de escape diésel de un motor diésel . [4]
En la norma internacional que define el DEF ( ISO 22241), se lo denomina AUS 32 (solución acuosa de urea al 32%). [5] El DEF también se vende como AdBlue, una marca registrada de la Asociación Alemana de la Industria Automotriz .
Varias marcas de sistemas SCR utilizan DEF: BlueHDI es utilizado por vehículos del Grupo PSA, incluidas las marcas Peugeot , Citroën y DS Automobiles ; BlueTec de Daimler AG ; y FLENDS (Nuevo sistema diésel final de bajas emisiones) de UD Trucks .
Los motores diésel suelen funcionar con una relación aire-combustible de combustión pobre (relación sobreestequiométrica ) para garantizar la combustión completa del hollín y evitar que agoten el combustible no quemado. El exceso de aire provoca la generación de NO.
X, que son contaminantes nocivos , provenientes del nitrógeno en la atmósfera. SCR se utiliza para reducir la cantidad de NO
Xliberado a la atmósfera. El DEF de un tanque separado se inyecta en el tubo de escape y el calor del escape lo descompone en amoníaco. Dentro del catalizador SCR , el NO
XEl amoníaco los reduce a agua y nitrógeno , ambos no contaminantes. Luego, el agua y el nitrógeno se liberan a la atmósfera a través del escape. [6]
Nissan Diesel Corporation aplicó SCR a los automóviles y en 2004 se introdujo el primer producto práctico, " Nissan Diesel Quon ". Con la cooperación de la industria petrolera y química, en septiembre de 2005 se preparó en Japón una infraestructura de 1.300 estaciones para suministrar DEF. . [7]
En 2007, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) promulgó requisitos para reducir significativamente las emisiones de escape nocivas. Para lograr este estándar, Cummins y otros fabricantes de motores diésel desarrollaron un sistema de postratamiento que incluye el uso de un filtro de partículas diésel (DPF).
Como el DPF no funciona con combustible diésel con bajo contenido de azufre, los motores diésel que cumplen con los estándares de emisiones de la EPA de 2007 requieren combustible diésel con contenido ultrabajo de azufre (ULSD) para evitar daños al DPF. Después de un breve período de transición, el combustible ULSD se volvió común en los surtidores de combustible de Estados Unidos y Canadá.
Las regulaciones de la EPA de 2007 estaban destinadas a ser una solución provisional para permitir a los fabricantes tiempo para prepararse para las regulaciones más estrictas de la EPA de 2010, que redujeron el NO.
Xniveles aún más lejos. [8] En 2008, las preocupaciones sobre el cumplimiento se trasladaron a la infraestructura para la distribución de DEF. [9]
La tasa de inyección de DEF en el escape depende del sistema de postratamiento específico, pero normalmente es del 2 al 6 % del volumen de consumo de diésel. Esta baja tasa de dosificación garantiza largos intervalos de recarga de líquido y minimiza el tamaño del tanque y la intrusión en el espacio de embalaje del vehículo. Una unidad de control electrónico ajusta la adición de fluido de acuerdo con parámetros como NO
Xnivel en los gases de escape (antes del catalizador, después del catalizador y posiblemente entre catalizadores si hay más de uno), nivel actual de llenado de amoníaco, [10] temperatura y velocidad de funcionamiento del motor. [ cita necesaria ]
DEF es una solución de urea al 32,5% (NH
2)
2CO . Cuando se inyecta en la corriente de gases de escape calientes , el agua se evapora y la urea se descompone térmicamente [11] para formar amoníaco ( NH
3) y ácido isociánico (HNCO):
El ácido isociánico reacciona con el vapor de agua y se hidroliza en dióxido de carbono y amoníaco:
En general, hasta el momento:
El amoníaco, en presencia de oxígeno y un catalizador, reduce dos óxidos de nitrógeno diferentes: [12]
La reducción general de NO
Xpor urea es entonces:
La relación entre NO 2 y NO determina qué reacciones tienen lugar y con qué rapidez. Las tasas de conversión más altas se logran si están presentes cantidades iguales de NO 2 y NO , especialmente a temperaturas entre 200 °C y 350 °C. Si hay más NO que NO 2 , se realiza secuencialmente una SCR rápida y una SCR estándar. Si hay más NO 2 que NO , se produce una SCR rápida y una SCR de NO 2 de forma secuencial; sin embargo, la SCR de NO 2 es más lenta que la SCR estándar y se puede formar nitrato de amonio y desactivar temporalmente el convertidor catalítico. [13]
El DEF se congela a -11 °C (12 °F). [14] [15] [16] Para que el sistema de limpieza de gases de escape SCR funcione a bajas temperaturas, se debe derretir una cantidad suficiente de DEF congelado en el menor tiempo posible, preferiblemente del orden de minutos. Por ejemplo, los requisitos de emisiones de la EPA de 2010 requieren un flujo completo de refrigerante DEF en 70 minutos. [17] [18]
En Europa, el Reglamento (CE) nº 692/2008 [19] especifica en el punto 10 del anexo XVI que el DEF procedente de un tanque congelado a una temperatura central de -15 °C (5 °F) debe estar disponible en un plazo de 20 minutos al arrancar el motor. a -15 °C (5 °F).
Normalmente, el DEF congelado se funde mediante el calor del motor, por ejemplo, el refrigerante del motor que pasa a través del tanque de DEF, gobernado por una válvula termostática de control del refrigerante. Este método puede tardar mucho tiempo antes de que el sistema de limpieza de gases de escape SCR esté completamente operativo, a menudo hasta una hora. [4]
Otro método para descongelar el DEF (y así permitir el funcionamiento completo del SCR) es integrar un calentador eléctrico en el tanque de DEF. Este calentador debe tener el tamaño, la posición y la potencia adecuados para derretir rápidamente suficiente DEF congelado. Preferiblemente debería ser autorregulable para no sobrecalentarse si (parte de) el calentador está fuera del líquido. También debería ser preferiblemente autorregulable para eliminar cualquier sensor complicado y sistemas de regulación de temperatura. Además, el calentador no debe exceder los 50 a 60 °C (122 a 140 °F), ya que el DEF comienza a descomponerse alrededor de los 60 °C (140 °F). Para ello se suelen utilizar calentadores PTC .
La solución de urea es transparente, no tóxica y segura de manipular. [20] Dado que la urea tiene un efecto corrosivo sobre metales como el aluminio, el DEF se almacena y transporta en contenedores especiales. [21] [22] Estos contenedores suelen estar hechos de acero inoxidable. [22] Los sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR) de los vehículos y los dispensadores de DEF están diseñados de manera que no haya impacto corrosivo de la urea sobre ellos. [21] Se recomienda almacenar el DEF en un área fresca, seca y bien ventilada, alejada de la luz solar directa. Los volúmenes a granel de DEF son compatibles para el almacenamiento dentro de contenedores de polietileno ( HDPE , XLPE ), plástico reforzado con fibra de vidrio ( FRP ) y tanques de acero. El DEF también suele manipularse en contenedores intermedios a granel para almacenamiento y envío.
El DEF se ofrece a los consumidores en una variedad de cantidades que van desde contenedores para uso único o pequeño repetido, hasta graneleros para consumidores que requieren una gran cantidad de DEF. A partir de 2013, muchas paradas de camiones han agregado bombas DEF. Suelen estar adyacentes a las bombas de combustible para que el conductor pueda llenar ambos tanques sin mover el camión.
En Europa, cada vez más gasolineras ofrecen surtidores de AdBlue, no sólo para grandes vehículos comerciales sino también para turismos.
En los aeropuertos, donde a veces se puede exigir DEF para los vehículos diésel de servicio en tierra, su etiquetado y almacenamiento deben gestionarse cuidadosamente para evitar el mantenimiento accidental de aviones a reacción con DEF en lugar de inhibidor de formación de hielo en el sistema de combustible , un error al que se le ha atribuido la culpa de múltiples motores en vuelo. incidentes de falla y puesta a tierra. [23] [24] [25]
En diciembre de 2021 [actualizar], la escasez de DEF en Corea del Sur continuaba y causó estragos en su economía. Como la mayor parte de la urea utilizada es suministrada por China, las importaciones se han desacelerado desde que China introdujo inspecciones obligatorias de las exportaciones de urea en septiembre. [26] Casi el 97% de las importaciones de urea de Corea del Sur provinieron de China entre enero y septiembre. En 2015, Corea del Sur obligó a los automóviles diésel a utilizar soluciones de urea para controlar las emisiones, una medida que ahora afecta al 40% de los vehículos matriculados. Los vehículos diésel fabricados a partir de 2015 debían estar equipados con sistemas SCR. [27] El gobierno de Corea del Sur comenzó a racionar la solución de urea y prohibió su reventa, ya que las compras de pánico por parte de los conductores exacerbaron una escasez aguda que podría provocar que el transporte y la industria se paralizaran. [28] Se envió un KC-330 Cygnus para importar fluido de escape diésel de Australia para aliviar la escasez de suministro del material clave utilizado en los vehículos diésel. [29]
A principios de diciembre de 2021, la Asociación Nacional de Transporte por Carretera de Australia también expresó su preocupación por la escasez de DEF en el país debido a la escasez de urea en China. [30] China limitó las exportaciones para proteger sus suministros internos y el aumento de los precios del DEF. A mediados de diciembre quedaban en Australia aproximadamente 7 semanas de suministro de AdBlue. [31] El 14 de diciembre, una empresa australiana declaró que construiría una nueva planta. [32]
3.1– Para la Salud Humana… El producto tiene una baja toxicidad y no se considera que pueda ser nocivo para la salud. … 3.1.5. – Efectos a largo plazo: … La urea es una sustancia que aparece en el organismo como resultado de las proteínas durante el metabolismo, se elimina con la
orina
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