Los nuevos diésel, o cómo comulgar con ruedas de molino

Coches y motor en general
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TheShadow
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Los nuevos diésel, o cómo comulgar con ruedas de molino

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*extraido de Pistonudos

En los últimos años la evolución del motor diésel ha sido espectacular, porque consiguió aunar a su ya conocida economía de uso el mejorar notablemente sus prestaciones. Su mejora técnica en los últimos años ha ido más enfocada a reducir su contaminación que a otra cosa, lo cual ha tocado su fama de motores indestructibles. La cada vez mayor cantidad de sistemas auxiliares añaden complejidad y probabilidad de avería.
La creciente hostilidad que hay contra los motores a gasóleo no es una moda, ni es consecuencia directa del escándalo de las emisiones de Volkswagen. No, simplemente la mediatización está convirtiendo en vox populi lo que antes era conocido en círculos reducidos de la ingeniería, la industria del automóvil y la masonería. De momento Volkswagen es el único fabricante encontrado culpable por homologar motores sucios como limpios a base de trampas, pero lo cierto es que sus competidores no andan demasiado lejos.

¿Cuál es la diferencia? Los competidores de Volkswagen han defraudado mediante los cauces legales, exenciones de reglamentos y excepciones. Por lo tanto, lo que han hecho los demás nos parecerá más o menos ético, pero ha sido legal. Hay razones técnicas por las cuales los motores no se preocupan en contaminar menos en ciertas condiciones, aunque esas “ciertas condiciones” se den la mayor parte del tiempo que están funcionando. Al menos ahora no se venden los diésel como “ecológicos” porque emiten menos CO2, era un insulto a la inteligencia.
Con este artículo quiero arrojar un poco de luz sobre las nuevas mecánicas diésel, de generación Euro 6b, y reducir la posible confusión que pueda haber con ellos. Para empezar, hablar de motores diésel limpios ya es poner en la misma oración dos conceptos que son, de base, antagónicos. El motor diésel funciona con un elevado nivel de compresión, ya que el gasóleo arde por alta presión y temperatura, no hay bujías, a diferencia de los motores de gasolina.
La compresión provoca que el nitrógeno (N2) que contiene el aire, que es mayoritario en la composición, acabe reaccionando con el oxígeno (O2) para dar lugar a óxidos de nitrógeno (NO2 y NO3). El problema de estos gases es que acaban provocando smog fotoquímico y la generación de ozono (O3) troposférico, es decir, a nivel de superficie. Se relaciona este gas con la degradación del aire, enfermedades respiratorias, o más simplemente, la boina de porquería que habita en algunas ciudades hasta que sopla el viento o llueve.
Para reducir las emisiones de NOx, los fabricantes tienen dos estrategias principales, las trampas de NOx -o catalizadores NOx– y la reducción catalítica selectiva (SCR). Mediante el primer procedimiento se emplea mucho calor para romper los NOx y convertirlos en gases inofensivos, y no precisa catalizadores (acelerantes de reacción) consumibles. En la generación Euro 5 se nos vendió la moto de que en coches pequeños y medianos este procedimiento era suficiente para limpiar el escape de estos gases tóxicos. Otra forma de reducir los NOx es reaprovechar los gases de escape de nuevo a la admisión, gracias a la EGR, que acaba derivando en costosa avería cuando se atasca de hollín.
Y es que hay un oscuro secreto en torno al motor diésel: no queman todo el combustible que usan, y las fracciones sin quemar se convierten en hollín. Una solución técnica para eso consiste en usar GLP como aditivo a la combustión, porque al ser esta más completa, arde todo el gasóleo y el rendimiento global aumenta. Ya se ha comprobado su viabilidad en vehículos pesados, en los turismos y todoterrenos es muy difícil recuperar la inversión. El uso de inyectores a muy alta presión, como atomizan el combustible, han reducido parcialmente el problema. Con GLP sí podríamos hablar de diésel limpio.
La segunda estrategia, más costosa, y que necesita espacio físico para tuberías, depósito e inyector, consiste en echar sobre los gases de escape una solución basada en urea y agua, que reacciona con los NOx para dar lugar a gases más inofensivos. Este sistema se usa en vehículos de mayor tamaño y requiere un aditivo que se consume, AdBlue. Es el sistema más eficaz, siempre y cuando se inyecte la cantidad correcta. Fabricantes como Volkswagen decidieron no inyectar toda la urea necesaria para evitar al cliente la inconveniencia de echar urea antes del siguiente intervalo de servicio. Según la forma de conducir, hace falta más o menos urea. Si se agota la urea, el motor no arranca, pero los avisos tienen suficiente antelación. El coste de repostarla es poco relevante.
Hablemos ahora de partículas. Como el gasóleo dista de ser un combustible químicamente limpio, tiene impurezas, como metales pesados o azufre. Este último elemento se ha ido reduciendo mediante legislación, y es el responsable de la generación de óxidos de azufre (SOx) y la generación de lluvia ácida. Sin embargo, en combustibles como el bunker fuel (la escoria del gasóleo) que usan los barcos, hay azufre a saco, y lo que contaminan los grandes cargueros es una monstruosidad. Podríamos hablar de diésel limpio si no tuviese impurezas, y si funcionasen con oxígeno puro.
Las impurezas que no son -técnicamente hablando- combustible derivan en la generación de partículas. A partir de la generación Euro 4 se empezaron a implementar masivamente los filtros de partículas (FAP/DPF), aunque fueron usados por primera vez en el Grupo PSA en motores Euro 3. Estos filtros van atrapando las partículas, a partir de determinado tamaño, y cuando se llega a un nivel determinado se inyecta gasóleo en tiempo de escape para generar mucho calor y freír esas partículas. Se supone que así se convierten en compuestos menos tóxicos.
Tanto los motores de gasolina como los de gasóleo -que ya lo hacen- usarán filtros de partículas en 2017 (normativa Euro 6c) para mantener a raya las partículas más pequeñas, las inferiores a PM10, que son responsables de la generación de cáncer y enfermedades respiratorias como el asma. Un tipo u otro de motor genera partículas diferentes en su composición y masa. En los gasolina, la generación de partículas es inferior en los atmosféricos de inyección multipunto (indirecta), y muy alta en los turboapretados de inyección directa, lo dijo el TÜV. Para que los DPF/FAP funcionen correctamente los motores deben salir a carretera y generar altas temperaturas de escape (regeneración pasiva), o quemar gasóleo en exceso (regeneración forzada), o llegan a un punto de atasco tal que hay que ir a taller.
Los motores diésel modernos se llevan muy mal con la conducción a corta distancia, o en ciclo urbano. Por eso es una estupidez usarlos para bajos kilometrajes, no solo por una cuestión financiera. Los sistemas antipolución son más eficaces en carretera. Con el tiempo, estos sistemas fallarán, y son averías que pueden superar los 1.000 euros. Hay usuarios que suprimen EGR, catalizadores y filtros para evitar el problema, con el consiguiente daño a la salud pública; deberían colgarlos de las antenas de telefonía móvil. Para ciudad, es preferible usar gasolina, sobre todo si son atmosféricos.
Otra moto que nos han vendido es la del downsizing: a menor cilindrada menores inercias, menores fricciones mecánicas, y menor peso. ¡Correcto! El problema es que eso hay que matizarlo. Los motores pequeños son más adecuados para vehículos pequeños o medianos, especialmente si van poco cargados o se les exige poco esfuerzo. La utilización de una cilindrada muy pequeña en un vehículo grande obligará al motor a trabajar a alta carga, lo cual incrementará el consumo, aumentará las emisiones, y aumentará las papeletas para que acabe reventando a medio y largo plazo.
Solo hay que fijarse en los motores que usan los vehículos pesados como camiones o autobuses: usan muy altas cilindradas, porque hacen mucho esfuerzo. El downsizing se puede llevara cabo reduciendo carrera de los pistones, o el diámetro de los cilindros. Otra solución más radical es quitar cilindros. Del V12 al V10, del V10 al V8, del V8 al V6, del V6 al L4, y del L4 al L3. Caso aparte son los motores de cinco y seis cilindros en línea, cuyo uso es realmente minoritario, pero el concepto es el mismo. También hay downsizing en motores bóxer, que solo los usa Porsche, Subaru y Toyota.

La reducción de cilindros va en contra del balance y el agrado de conducción. Un cuatro cilindros es el balance casi perfecto, porque en cada giro de cigüeñal, da igual el momento, un pistón está aplicando fuerza. Por encima de cuatro, hay solapamiento entre el empuje de más de un pistón, por lo que es una sensación mucho más suave. En cambio, en un tres y un dos cilindros hay momentos en los que ningún pistón está haciendo esfuerzo, motivo por el cual están descompensados y vibran. Los fabricantes suelen vestir la mona de seda con árboles contrarrotantes para reducir ese efecto, pero mona se queda. O directamente vibran y son lentejas: o te las comes o te las dejas, aunque supere los 20.000 euros y se vista de Premium.
El downsizing es muy discutible, por eso algunos fabricantes han tirado por la vía del rightsizing, es decir, el motor adecuado para cada tipo de vehículo. Un 2.2 en un coche como un utilitario es una tontería hoy día (por peso y coste), pero también es tontería tirar de más de dos toneladas y remolque con un 1.6. Hay muchos ejemplos de fabricantes que ya no reducen las cilindradas o han vuelto a un nivel anterior. Por ejemplo, SsangYong ha dejado atrás los motores 2.0 turbodiésel para modelos grandes y tienen ahora un 2.2. No solo consiguen más potencia, sino que baja el consumo y las emisiones, ¡van menos apretados!
Se puede comprobar que hay ocasiones en las que los motores grandes consumen menos combustible que los pequeños, dentro del mismo segmento. Solo hay que ver que los consumos de los motores japoneses de gasóleo 2.2 de Honda o Mazda pueden igualar -o batir- la economía de un 1.6 europeo más apretado. Eso sí, un motor grande tiene más dificultades para homologar un consumo bajo, es decir, lograr un numerito bonito que va en la ficha técnica. Ese numerito se usa para calcular las emisiones de CO2, así como los impuestos que paga el vehículo. Ahí los motores grandes tienen desventaja, y el downsizing puede tener, en la vida real, un efecto inútil.
Fijémonos en la prueba del BMW 116d, que fue probado por Guillermo Alfonsín con el 2.0 de cuatro cilindros (en Autoblog Spain) y el 1.5 de tres cilindros, ambos con la misma potencia. En los dos casos, el consumo real fue el mismo, no hubo ninguna mejora, solo que el motor pequeño homologa menos y sale más beneficiado. Por otro lado, a BMW le cuesta menos fabricarlo, el cliente no nota una reducción apreciable de precio, pues se compensa con más equipamiento, o lo que bajan los impuestos se sube en PFF y el resultado neto es el mismo. No hay que ser un genio para ver aquí una monumental tomadura de pelo, y no miro a ningún fabricante concreto, es generalizado.
Las presentaciones de producto se suelen engalanar con todo tipo de adelantos técnicos: que si presión a 2.000 bares, bombas de caudal variable, Stop&Start, circuito de refrigeración doble, número de válvulas… Ya nos ha pasado de ir a una presentación y que el fabricante siga vendiendo como novedad la misma tecnología que ya estrenó cinco años atrás, aunque en realidad, la novedad era simplemente una reprogramación de centralita para cumplir Euro 6 en vez de Euro 5. No solo pican los consumidores, también pican compañeros de profesión, y acto seguido sus lectores.
Baste citar al Stop&Start. En algunas marcas, el ahorro de gasóleo en un depósito entero equivale a menos de 10 kilómetros, por lo que es irrelevante. En cambio, la sustitución de la batería reforzada es bastante más caro, por lo que el ahorro puede ser hasta negativo. Este sistema reduce en torno al 30% las emisiones en ciclo urbano en homologación, y como el ciclo mixto es mezcla de urbano y extraurbano, la mejora se nota en el mixto. Eso sí, en condiciones reales, fuera de población, el Stop&Start tiene un ahorro nulo de combustible. Hasta que no lleguen sistemas que desacoplen el motor y lo paren en marcha, como cambios manuales totalmente robotizados, será el chocolate del loro.
Los clientes piden a los fabricantes un imposible: quieren motores que gasten poco, que contaminen poco, que anden (y si tiene más de 150 CV mejor), que duren, que sean baratos de mantener, que sean agradables de conducir, que sean silenciosos, y que funcionen con gasóleo. La ecuación con todos esos términos no tiene solución. Se tiene que renunciar a algo, y suele salir perdiendo la ecología y la fiabilidad. Entiendo que haya quien escoja gasóleo porque hace muchos kilómetros y otras alternativas no le satisfacen, y me parece muy legítimo, pero como siempre, prefiero que la gente elija estando informada.
Si queremos hablar de motores diésel verdaderamente limpios, hay que buscarlos en Estados Unidos o Japón, donde las normativas medioambientales van por delante de Euro 6b (vigente ahora mismo). Muy pocos fabricantes han homologado con éxito motores diésel “limpios”. La Environmental Protection Agency (EPA) de EEUU se ha puesto más quisquillosa con ese tema después de que Volkswagen les tomase por idiotas entre 2008 y 2015. Unos pocos motores de Mazda, BMW, General Motors (Chevrolet) y Daimler (Mercedes-Benz) pueden presumir de tener motores certificados bajo las normativas más estrictas.
En Japón es muy difícil encontrar un turismo con motor diésel, es más fácil ver por la calle un Ferrari o un Lamborghini, aunque hay excepciones puntuales como el Mazda CX-3 1.5 SKYACTIV-D. A partir de los años 90 se llevó a cabo una espectacular cruzada contra los motores de gasóleo hasta erradicarlos por completo de todo catálogo en 2008, y en los industriales la limpieza fue más estricta. Hoy día se ofrecen modelos diésel allí, pero son minoritarios, y el Gobierno de Japón no ve la forma de que aumente el gasto de gasóleo. La relación entre gasolina y gasóleo debe estar mínimamente compensada para que el negocio de las refinerías sea rentable y no haya que vender excedentes, ni importar lo que falta.
La Unión Europea permitirá con Euro 6c que los motores diésel contaminen más de 80 mg/km de NOx, a cambio de que el aumento ocurra en condiciones reales, es decir, real driving emissions (RDE). El límite de 80 mg/km se alcanza únicamente en laboratorios, y en carretera no lo cumple prácticamente nadie; por eso los legisladores se vieron obligados a elevarlo. En teoría, el efecto neto es que los motores emitirán menos ponzoña, pero en carretera, en la vida real.
Cada vez tendrá menos sentido usar motores diésel en según qué tipo de coches, los gasolina recuperan terreno. En el segmento A prácticamente han desaparecido, en el segmento B están desapareciendo, y luego pasará lo mismo en el segmento C. Los segmentos superiores, muy ligados a los coches de empresa, y con un mayor beneficio por unidad, seguirán usando diésel una buena temporada. Sin embargo, la pujanza de los híbridos, el uso de gas y los eléctricos empiezan a cuestionar la autoridad del motor diésel como campeón del bajo consumo. Eso sí, en autonomía, un diésel siendo el rey, solo los vencen los coches de GLP haciendo la trampa de agotar el depósito de gas, y el de gasolina.
Poco a poco, el consumidor le irá dando la espalda a estos motores. Hay amenazas muy fundadas a nivel europeo de restringir su circulación -o prohibirla- para reducir la contaminación atmosférica, así como posibles aumentos de impuestos tanto a los coches, como al combustible que usan. Por otro lado, mantener su “limpieza” va a costar más dinero, por lo que la diferencia de precio con los gasolina o tecnologías alternativas puede hacerlos más difíciles de rentabilizar. El combustible sintético es otro frente para usarlos limpiamente, o reciclar aceite vegetal, pero eso será siempre a baja y media escala. No hay sustituto para el gasóleo, al menos en Europa.
El motor diésel ya ha llegado a su apogeo, y ha iniciado su declive. Quien dice lo contrario está en un barco que se hunde por vías de agua y cree que el casco aguantará. Eso me recuerda a cierto barco que se apodó “insumergible” y que yace en el fondo del Atlántico. Se hizo famoso de nuevo gracias a una película de Leonardo Di Caprio y Kate Winstlet. Se llamaba Titanic. Podía resistir la inundación de cuatro compartimentos estancos, pero el agua entró en cinco, y el desenlace ya lo conoces. Los fabricantes solo pueden retrasar lo inevitable: la decadencia del motor diésel.
jalvarez
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Re: Los nuevos diésel, o cómo comulgar con ruedas de molino

Mensaje sin leer por jalvarez »

Hola:

En linea con el post the Shadow y de los mismos autores, sugiero la lectura, incluidos los enlaces internos, de:
http://www.pistonudos.com/reportajes/tr ... /#comments

Saludos
Javier
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