Sustitución de un sensor NOx en un Mercedes C220 Bluetec, y limpieza del inyector del AdBlue. Descripción y funcionamiento de los nuevos elementos que se montan en la salida de gases de los coches diésel: Filtro de partículas, Catalizador, etc.
Indicador: ‘Fallo Motor’
Al conectar el lector de códigos OBDII en el puerto DLC del coche, el display muestra el código de error P229F. Está fallando el sensor 2 del óxido de nitrógeno (NOx), el que va montado después del catalizador.
El sensor NOx de Mercedes incluye su propia electrónica de medida, y al sustituirlo es necesario activarlo para que el sistema de control lo reconozca. Por lo tanto, es imprescindible comprar el repuesto original de Mercedes, pero existe una alternativa mucho más económica. Lo más normal es que el fallo sea el propio sensor, no el módulo de control.
De manera que si se sustituye sólo el sensor NOx por otro compatible, utilizando el mismo módulo de control, el nuevo sensor funcionará sin tener que darlo de alta en el sistema.
Smog/Neblina tóxica
El Smog o Neblina tóxica es una forma de contaminación del aire caracterizada por una mezcla de humo y sustancias químicas nocivas, generada principalmente por las emisiones de los vehículos de combustión y las industrias.
¿Cómo se genera el Smog por los vehículos?
Los motores de combustión interna emiten contaminantes como:
- Óxidos de nitrógeno (NOₓ)
- Monóxido de carbono (CO)
- Hidrocarburos no quemados (HC)
- Material particulado (PM10, PM2.5)
Cuando estos gases reaccionan con la luz solar, especialmente en climas cálidos y sin viento, se forma smog fotoquímico, que contiene:
- Ozono troposférico (O₃) → Irritante para el sistema respiratorio
- Dióxido de nitrógeno (NO₂) → Responsable del color marrón de la neblina/smog
Debido al aumento progresivo de la contaminación del aire en las ciudades, en la misma medida se ha endurecido la normativa anticontaminación para los vehículos de combustión. En la actualidad todos los vehículos de combustión, sobre todo los diesel, incorporan nuevos elementos en la línea de escape que antes no existían, haciendo más costosa su fabricación y mantenimiento.
Un malfuncionamiento del sistema de control anticontaminación del vehículo afecta directamente al rendimiento del motor, incluso podría impedir su arranque.
Los motores diésel han sido esenciales en el transporte y la industria, pero también han sido señalados como una fuente importante de contaminación. Para cumplir con las normativas ambientales y reducir el impacto de las emisiones, se han desarrollado dos componentes clave:
- Filtro de partículas (DPF) → Captura y elimina el hollín y partículas contaminantes.
- Catalizador (SCR) junto con el aditivo AdBlue → Transforman los óxidos de nitrógeno en gases inofensivos.
¿Qué es y cómo funciona un filtro de partículas (DPF)?
Un filtro de partículas diésel (DPF, Diesel Particulate Filter) es un dispositivo ubicado en el sistema de escape de vehículos diésel. Su función principal es atrapar y eliminar el material particulado (PM10 y PM2.5) generado por la combustión del diésel, reduciendo la contaminación del aire.
Filtros de partículas en motores diésel (DPF)
PM10 y PM2.5 son tipos de material particulado (PM), una mezcla de diminutas partículas sólidas y líquidas suspendidas en el aire. Se clasifican según su tamaño:
- PM10 (Partículas de diámetro ≤ 10 micrómetros)
Pueden penetrar en el sistema respiratorio superior (nariz y garganta). Se generan por polvo, cenizas, hollín, emisiones de vehículos e industrias. - PM2.5 (Partículas de diámetro ≤ 2.5 micrómetros)
Más peligrosas porque pueden llegar a los pulmones y el torrente sanguíneo. Se producen por la quema de combustibles, el tráfico y procesos industriales.
Efectos en la salud y el ambiente
- Irritación en ojos, nariz y garganta
- Aumento de enfermedades respiratorias y cardiovasculares
- Puede agravar asma y enfermedades pulmonares crónicas
Funcionamiento del DPF
Captura de partículas: Los gases de escape pasan a través del filtro, que retiene el hollín y otras partículas contaminantes.
Acumulación de residuos: Con el tiempo, el filtro se llena de partículas y necesita limpiarse para seguir funcionando.
Regeneración del DPF (eliminación de hollín): Existen tres tipos de regeneración para quemar y eliminar las partículas atrapadas:
- Regeneración pasiva: Se produce de forma natural cuando el escape alcanza temperaturas superiores a 350-600°C, quemando el hollín sin intervención.
- Regeneración activa: Si la temperatura del escape no es suficiente, el sistema inyecta más combustible para elevar la temperatura y quemar las partículas acumuladas.
- Regeneración forzada (manual): Se realiza en el taller con herramientas especializadas si el filtro está demasiado obstruido.
Problemas comunes del DPF y soluciones
- Acumulación excesiva de hollín → Pérdida de potencia
Solución: Conducir en carretera a altas revoluciones para ayudar a la regeneración. - Regeneración fallida → Activación del modo emergencia
Solución: Llevar el vehículo al taller para una regeneración forzada o limpieza del filtro. - Uso de aceite incorrecto → Obstrucción del DPF
Solución: Usar aceites bajo en cenizas (Low SAPS) para evitar residuos en el filtro.
¿Cómo se generan los óxidos de nitrógeno?
Los NOₓ se producen principalmente por la combustión de combustibles fósiles en:
- Motores de automóviles
- Industrias
- Plantas de energía
- Quema de biomasa
Efectos perjudiciales
- Contaminación del aire: Favorece la formación de niebla tóxica (smog) y lluvia ácida.
- Problemas respiratorios: Puede agravar el asma y causar irritación pulmonar.
- Toxicidad: En altas concentraciones, es dañino para la salud humana y los ecosistemas.
Sistema de Reducción Catalítica Selectiva (SCR)
El catalizar reduce los óxidos de nitrógeno (NOₓ) convirtiéndolos en nitrógeno (N₂) y agua (H₂O).
Proceso: Se inyecta un aditivo llamado AdBlue (urea) en los gases de escape, que reacciona con el NOₓ en presencia del catalizador y lo convierte en nitrógeno y vapor de agua.
Reacción química simplificada:
NOₓ + NH₃ (urea) + O₂ → N₂ + H₂O
Los vehículos diésel emplean un catalizador de oxidación y, en algunos casos, un filtro de partículas (DPF) y un sistema SCR con AdBlue para reducir NOx.
Beneficios del catalizador en coches diésel
- Menos emisiones contaminantes
- Cumplimiento de normativas ambientales (Euro 6)
- Mayor eficiencia del motor con menor impacto ambiental
Función del sensor NOx
- Detecta la concentración de NOₓ en el escape.
- Regula la inyección de AdBlue (urea) para reducir los NOₓ de manera eficiente.
- Ayuda a detectar fallos en el sistema de post-tratamiento de gases.
- Asegura que el vehículo cumple con las normas de emisiones (Euro 6, por ejemplo).
Ubicación del sensor NOx
Normalmente hay uno o dos sensores NOx en un coche diesel. Por ejemplo, el Mercedes-Benz C220 BlueTEC está equipado con dos sensores NOx en su sistema de escape. Estos sensores se ubican antes y después del catalizador SCR (Reducción Catalítica Selectiva) para monitorizar y controlar eficazmente las emisiones de óxidos de nitrógeno. La información proporcionada por ambos sensores es crucial para el correcto funcionamiento del sistema de reducción de emisiones y para garantizar el cumplimiento de las normativas ambientales.
- Antes del catalizador SCR: Mide los NOₓ generados por el motor.
- Después del catalizador SCR: Verifica que el sistema ha reducido correctamente las emisiones.
Un fallo en alguno de estos sensores puede activar la luz de advertencia del motor y afectar el rendimiento del vehículo.
AdBlue
El AdBlue es una solución acuosa utilizada en vehículos diésel con reducción catalítica selectiva (SCR), para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOₓ).
Composición química del AdBlue, según la norma ISO 22241 :
- 32.5% de urea sintética (CO(NH₂)₂)
- 67.5% de agua desionizada (H₂O)
Esta composición está normalizada, garantiza su calidad y compatibilidad con los sistemas SCR de los vehículos diésel.
¿Cómo funciona el AdBlue en el motor?
- Inyección en el escape: El AdBlue se pulveriza en los gases de escape antes de entrar en el catalizador SCR.
- Descomposición de la urea: Con el calor, la urea se descompone en amoníaco (NH₃) y dióxido de carbono (CO₂).
- Reacción química con los NOₓ:
-
- NOₓ + NH₃ → N₂ (nitrógeno) + H₂O (agua)
- Se eliminan hasta un 90% de los NOₓ antes de salir por el tubo de escape.
Características del AdBlue
- No es inflamable ni tóxico
- Se cristaliza a temperaturas menores a -11°C
- Requiere almacenamiento en un lugar fresco y sin exposición al sol
Mantenimiento del inyector del AdBlue
En el Mercedes C220 Bluetec, el inyector de AdBlue está situado antes del catalizador, y va sujeto con una abrazadera. En los servicios oficiales no suelen contemplar la revisión y limpieza del inyector del AdBlue, y es importante porque si se obstruye se podría generar una avería bastante cara.
Este Mercedes C220 Bluetec ha pasado todas las revisiones de mantenimiento en un servicio oficial (9 años), y el inyector estaba totalmente pegado al conducto. Para despegarlo tuvimos que golpear con la punta de un destornillador y un martillo, en los dos resaltes metálicos que lleva la carcasa del inyector.
Los depósitos del AdBlue son como escayola, pero con agua caliente se deshacen. Con la ayuda de un punzón y una brocha mojada se puede limpiar todo con facilidad. Por el orificio del inyector no se debería introducir ningún útil de limpieza, sólo agua caliente y dejarlo escurrir.
Es conveniente añadir algún aditivo anticristalizante al AdBlue, siempre que se vaya a rellenar el depósito (el servicio oficial no lo hace). Los fabricantes recomiendan añadir 25 ml del tratamiento anticristalizante por cada 10 litros de AdBlue como método preventivo, para mantener limpio el catalizador SCR y todo el circuito de inyección del sistema AdBlue.
Conexiones del nuevo sensor NOx con el antiguo módulo de control
El nuevo sensor NOx incluye unos empalmadores especiales, para evitar que entre humedad en las conexiones. Como el sensor NOx tiene 8 cables, es conveniente espaciar los empalmes entre si: NO cortar todos los cables con la misma medida.
Cada cable tiene un color diferente, coincidiendo con los del sensor original… es difícil equivocarse.
¿Necesitas fabricar un circuito impreso?
Actualmente hay muchas empresas que se dedican a fabricar circuitos impresos (PCB), pero no en todas podemos conseguir pequeñas tiradas a buen precio. Por suerte, ahora disponemos de Internet y es mucho más fácil que antes. Podemos buscar empresas en cualquier parte del mundo, y es más fácil encontrar un fabricante que haga nuestros prototipos (PCB) a buen precio. Una de las empresas más grandes del sector es PCBWay.
Montaje del kit Shake Stick Flash, de 16 LED por columna. El circuito original incluye el micro controlador AT89S52, y ya viene programado con 4 imagenes diferentes. Lo interesante de este kit es que se incluye el conector ISP (In-system programming), y esto facilita su uso como plataforma de desarrollo para realizar prácticas con este tipo de micro controladores. Principios de funcionamiento del Stick LED (persistencia del ojo humano), descripción del esquema eléctrico, montaje y diseño de un nuevo firmware. Este firmware permitirá la presentación de 16 imagenes diferentes (gráficos o textos) y uno de sus mensajes podrá reprogramarse a través del puerto serie. Los otros 15 mensajes, almacenados en ROM, podrán modificarse editando el archivo del firmware de forma muy simple.
