Filtro antipartículas

Filtro antipartículas

La función del filtro anti partículas es reducir las emisiones de los benzopirenos presentes en la ceniza que genera la combustión del gasóleo y que son muy perjudiciales para la salud. Sin embargo, su instalación, que ahora se ha extendido también a los motores de gasolina, conlleva una serie de daños colaterales. Te contamos cómo funciona y como evitar averías en el filtro anti partículas (sistemas FAP).

El filtro antipartículas, FAP o DPF (por sus siglas en inglés) es seguramente uno de los elementos que más da que hablar en los modelos con motor diésel. Es el encargado de que las emisiones contaminantes del coche en cuestión sean menores y, seguramente, es también el principal foco de problemas entre los vehículos que funcionan con gasóleo. A continuación aclaramos todo lo que tiene que ver con el DPF y qué debemos hacer para evitar en la medida de lo posible su avería.

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¿Qué es el filtro antipartículas FAP o DPF?

Los propulsores diésel emiten una menor cantidad de agentes contaminantes que los de gasolina, ya que consumen menos combustible y su rendimiento es mayor. El problema es que si bien en gramos sus emisiones son más pequeñas, algunas de ellas son muy peligrosas. Para no liar las cosas demasiado, me centraré en los óxidos de nitrógeno y las partículas sólidas, cenizas o benzopirenos; estas últimas son las que obligan a la instalación del DPF (para abreviar, voy a llamar así al filtro anti-partículas a lo largo de la explicación) en el sistema de escape.

Por tanto, el filtro antipartículas es un componente que actúa como obstructor del escape reteniendo o atrapando las partículas de carbono nocivas generadas de la combustión. Lo consigue por medio de un panal cerámico poroso con numerosos conductos en los que se quedan esas partículas sin posibilidad de salir al exterior.

¿Dónde está el filtro antipartículas?

Este elemento se encuentra instalado en el tramo final del tubo de escape, precisamente para recoger todas esas partículas cancerígenas y evitar que salgan en su mayoría al exterior.

El filtro de partículas diésel es una malla cerámica porosa que permite pasar los gases atrapando las partículas.

¿Cómo saber si mi coche tiene filtro antiparticulas?

El FAP empezó a ser obligatorio con la normativa europea de motores Euro 5 (desde 2006-2007.) Si tu coche diésel es posterior a esa fecha, lo tiene. A partir de 2015 también empezaron a ser obligatorios en los coches con mecánicas gasolina.

¿Cómo funciona el filtro antipartículas, FAP o DPF?

Antes comentaba que la ceniza que sale por el escape es lo bastante pequeña como para adherirse a las células de nuestro organismo, así que necesitaremos una red con una malla muy fina para atraparla. El material elegido para tal fin es la cerámica, porque aguanta las altas temperaturas a las que se ve sometida y porque sus poros son tan finos que retienen las partículas y, a la vez, permiten que el motor siga respirando.

El filtro no es más que un tubo relleno con una especie de colmena cerámica cuyas celdas tienen una particularidad: la mitad de ellas tiene cerrada la boca de entrada y la otra mitad, la de salida. De esta forma, el gas de escape entra en las que están abiertas y, como no puede salir porque el “túnel” está cerrado al final, tiene que pasar al contiguo (que tiene la boca cerrada, pero la salida abierta) a través de los poros de la cerámica.

Absolutamente todos los DPF funcionan así, pero hay dos sistemas diferentes para solucionar el problema de su obstrucción. Lógicamente, no sería viable tener que parar a cambiar o limpiar el filtro cada pocos kilómetros, por lo que el dispositivo realiza de manera automática dicha limpieza. Es lo que se conoce como regeneración del filtro anti partículas y hay dos métodos diferentes: el patentado por PSA y el resto.

La unidad de control de motor sabe cuándo está lleno el filtro porque lleva un sensor que mide la diferencia de presión entre la entrada del filtro y la salida:

• Si la presión a la entrada y a la salida es la misma (diferencia=0), significa que la malla del filtro está rota, lo que enciende la luz de avería.
• Si la presión a la entrada es mayor que a la salida, el sistema funciona correctamente hasta un determinado valor que -vamos a suponer- es 1.
• Si la diferencia de presión entre la entrada del filtro y la salida es mayor que 1, la unidad de mando inicia el protocolo de regeneración.
• Esta regeneración del DPF es básicamente una incineración, quemar la carbonilla que hay acumulada. La temperatura que debe alcanzar el sistema para limpiarse está entre los 850ºC y los 900ºC; cómo llegar a ese valor marca las diferencias entre el sistema que emplea PSA y el resto.

¿Cómo funciona la regeneración del filtro FAP de PSA?

PSA (Peugeot-Citroën) ha tenido la idea de añadir un aditivo al combustible -llamado cerina-, de manera que la temperatura de incineración de las cenizas baja a unos 650ºC; este aditivo está en un depósito auxiliar y hay suficiente para unos 120.000 km. Un complejo sistema identifica cuánto carburante echamos en cada repostaje para inyectar la mezcla precisa de cerina: un sensor en la boca de llenado detecta cuándo abrimos el tanque y activa la unidad de control FAP para que mida la cantidad de combustible que metemos. Al volver a cerrar el depósito, el dispositivo introduce la composición necesaria.

Ya tenemos la primera recomendación: nunca añadas aditivos al combustible de tu coche con este sistema, pues pueden ser incompatibles con la cerina y provocar averías.

¿Son buenos los aditivos para el coche?

Aún con este aditivo, la temperatura de los gases de escape necesita subir de los 450-500ºC habituales a los 650ºC. Para lograrlo, entra en acción la unidad de mando motor, que ordena aumentar la proporción de combustible que inyecta y, además, hace dos o tres “post-inyecciones”. Así, queda carburante sin quemar en la cámara y sale por el escape, donde entra en combustión al ponerse en contacto con el calor y el oxígeno, incrementando la temperatura. Para subir más los grados, el coche conecta de manera automática e imperceptible para el conductor todos los consumidores eléctricos: luneta térmica, alternador… con el fin de obligar al propulsor a trabajar con más carga. Cómo aun así no es suficiente, un bypass anula el efecto del intercooler para aumentar la temperatura del aire de admisión.

En este esquema se muestran los elementos que forman el sistema FAP de PSA.

Todo este protocolo necesita que el motor esté funcionando al menos a 2.000 rpm, de modo que ya tenemos el siguiente problema:

Supongamos que estamos circulando por ciudad: la unidad de control detecta que el filtro está taponado y ordena la regeneración, pero nos paramos en un semáforo. No sería lógico mantener un ralentí a 2.000 rpm, de modo que el proceso se para y el exceso de combustible que ha ordenado el sistema se escurre por las paredes del cilindro hacia el cárter, mezclándose con el aceite y, además, no conseguimos limpiar el FAP.

La cerina no se elimina con las regeneraciones, de modo que el filtro se va colmando. Afortunadamente, en PSA lo tienen en cuenta y este filtro se vende por separado -aunque eso no significa que sea barato, más o menos cuesta unos 1.000 euros-. Está calculado para que eso suceda a la vez que se acaba la cerina del depósito auxiliar. De este modo, el filtro anti partículas o FAP está incluido dentro del plan de mantenimiento de los modelos que equipan mecánicas de origen PSA.

¿Cómo funciona la regeneración del DPF?

Los sistemas que no emplean la patente de PSA acercan el filtro lo máximo posible al turbo (que es un punto caliente), adosándolo a un catalizador encargado de oxidar el nitrógeno para convertir los NOx en NO2 en una concentración relativamente elevada. Esta alta mezcla hace que los residuos almacenados ardan a unos 750ºC.

Aquí tenemos una ventaja y un inconveniente frente al sistema PSA. La primera es que no necesita el complicado mecanismo que añade el aditivo ni que éste colme el filtro. El problema es que hay que subir 100ºC más la temperatura, lo que significa un número mayor de post-inyecciones y artificios que aumentan el consumo… Pero, en teoría, el filtro es eterno.

Otro inconveniente es que, como decía, debemos acercar el filtro lo máximo posible al turbo, lo que condiciona el diseño del vano motor. Además, es obligatorio que vaya adosado a un catalizador NOx, un elemento carísimo (tanto, que hace que el precio del DPF en este tipo de coches supere los 4.000 euros, ya que en la mayoría no es desmontable, al no estar contemplado en el plan de mantenimiento).

Averías más frecuentes del filtro anti-partículas

Catalizador NOx y filtro antipartículas súper compactos y cerca del turbo para reducir el tiempo de caldeo y mejorar su efectividad.

Principalmente, el mayor quebradero de cabeza para este sistema es el uso en ciudad del coche, con frecuentes paradas que impiden el correcto proceso de regeneración. El filtro anti partículas se obstruye tanto como para que el sistema no sea capaz de limpiarlo: luz de “check engine” encendida y visita al taller. A veces se puede ordenar una regeneración forzada con el equipo de diagnosis. Para que os hagáis una idea del trabajo que supone esto para la mecánica, no es la primera vez que se quema una manguera extractora de gases conectada al escape del coche dentro del taller.

Como ya señalamos en el reportaje sobre la conducción eficiente, conducir de forma “demasiado sosegada” en carretera puede provocar fallos en el sistema FAP. Si vamos permanentemente en marchas muy largas, de forma que apenas lleguemos a las 2.000 rpm, el sistema no podrá regenerar el filtro y tendremos el mismo problema que si andamos constantemente por la ciudad.

Otra avería que se suele dar en estos sistemas es que se obstruyen los conductos que unen la entrada y la salida del filtro anti partículas con el sensor de presión diferencial (el que le dice a la unidad de mando si el filtro está limpio o muy taponado). Cuando esto ocurre, la unidad de mando empieza a ordenar regeneraciones sin sentido o a no hacerlo: de nuevo, luz de check engine encendida y visita al taller.

En los modelos de PSA, al contar con la mezcla del aditivo, podemos provocar otros fallos. Intentar llenar hasta arriba el depósito de combustible en estos coches puede estropear el sensor que detecta cuándo abrimos y cerramos la boca de llenado… o lo que es peor: si lo llenamos mucho y no dejamos espacio para que el sistema mezcle el aditivo, funcionará mal, lo que acarreará averías graves.

El exceso de combustible de las post-inyecciones hace que el nivel de aceite aumente en el cárter. En realidad no es que se incremente la cantidad de aceite, es que estamos añadiendo otro líquido. Esto provoca dos efectos muy peligrosos:

Si el nivel sube demasiado, los contrapesos del cigüeñal pueden golpear en el aceite (se conoce comobarboteo) y provocar que éste, mezclado con el carburante, pase a la cámara de combustión, lo que dará lugar a una súbita aceleración del motor sobre la que no tendremos control con el pedal del gas… El propulsor se quedará acelerado hasta que el nivel baje, lo cual es muy arriesgado.

El siguiente problema es que al mezclarse el gasóleo con el aceite, este último se vuelve cada vez más fluido y pierde sus propiedades lubricantes, lo que puede dar lugar a averías muy graves en el motor, gripajes, etc. Es de vital importancia que utilicemos el aceite recomendado por el fabricante, que sabe que esto puede pasar y para ello ha obligado a alguna petrolera a desarrollar un lubricante que garantice que mantiene las mejores propiedades pese a “contaminarse” por gasóleo.

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Mantenimiento del filtro anti-partículas

En realidad no hay un mantenimiento específico que el conductor pueda llevar a cabo para el filtro, pero sí una serie de hábitos que, de seguirse, reducirán notablemente la probabilidad de tener que visitar el taller por un fallo en el DPF.

Ya te imaginas qué es lo más importante:

• Evitar en lo posible que el coche interrumpa las regeneraciones. De vez en cuando, sal de la ciudad y aprovecha una fuerte subida para llevar el motor en una marcha que lo haga funcionar entre las 2.000 y las 3.000 rpm, con el acelerador bastante pisado para provocar tú la autolimpieza del sistema.
• Jamás llenes el depósito hasta el tope de la boca de llenado.
• No añadas aditivos al combustible.
• Respeta el aceite recomendado por el fabricante y comprueba su nivel cada 1.000 km; si supera el máximo, tendrás que visitar el taller y cambiarlo.