SCR - Doosan

Una compañía que crece junto con la sociedad
Doosan se enorgullece de sus innovaciones que dan forma al futuro. Durante décadas hemos abierto
camino mediante la implementación de estrategias para conseguir sistemas de producción más limpios,
reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, diseñar productos más respetuosos con el medio
ambiente y actualizar continuamente nuestra gestión medioambiental.
La introducción de las normas fase IIIB en 2011 y 2012 nos ofrece otra oportunidad para proporcionar
a nuestros clientes productos que satisfagan sus necesidades diarias: máquinas de alto rendimiento,
fiables y rentables que funcionen con un impacto mínimo en la salud humana y en el medio ambiente.
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01
IV (2
Red
996) - Fase
o (NOx)
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Fase I (1
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Materia en
0.54
0.2
0.02
2
0.4
4
6.6
9.2
QUÉ ES LA FASE IIIB?
Desde 1996 se han implementado una serie de normas de emisiones como parte de la Directiva europea 97/68/CE.
La directiva ha sido definida y reformada en varias ocasiones por parte de la Comisión Europea.
Cada una de las fases impone medidas más rigurosas para tratar varios elementos contaminantes. Los requisitos se
centran principalmente en la materia en partículas (PM) y los óxidos de nitrógeno (NOx), ya que estos son los elementos
contaminantes más relevantes en los motores diésel.
La fase IIIB es la fase previa a la IV, que entrará en vigor en 2014 y prácticamente eliminará los NOx.
El gráfico superior proporciona una visión general de las diferentes fases y muestra cómo la materia en partículas y los NOx
han ido reduciéndose progresivamente.
2
QUÉ CONSEGUIMOS EN LA FASES I A IIIA?
1 La fase I supuso la reducción de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) de los motores diésel.
2 En la fase II, el objetivo fueron los NOx, los hidrocarburos (HC) y la materia en partículas.
3 La tercera fase, IIIA, exigía una mayor reducción de los NOx.
Para alcanzar los objetivos de las tres fases, redujimos la materia en partículas un 65% y los NOx un 60%.
Las exigencias de cumplimiento varían dependiendo de la potencia del motor. Solo las excavadoras Doosan
tienen entre 51 y 463 caballos. Por tanto, la magnitud y el tipo de cambios introducidos en nuestras máquinas
varían considerablemente.
Sin embargo, se aplicaron una serie de mejoras clave a nuestros equipos, incluidas la turbocompresión,
la optimización del sistema de combustión del motor y la utilización de sistemas de inyección de combustible
de alta presión "Common Rail" (HPCR).
Engine Horsepower (kW)
24 - 50 (18 - 37)
50 - 75 (37 - 56)
75 - 100 (56 - 75)
100 - 175 (75 - 130)
175 - 750 (130 - 560)
QUÉ ES LO PRÓXIMO?
Comparada con la fase IIIA, la fase IIIB exige una reducción del 90% de la materia en partículas y del 50% de los NOx.
La fase IV reducirá los NOx en un 80% adicional, eliminando casi por completo las emisiones tanto de materia en partículas
como de NOx.
Tamaño del motor
Fecha de cumplimiento Fecha de cumplimiento
con la fase IIIB
con la fase IV
¿Se necesitan
nuevos sistemas
para la fase IIIB?
¿Se necesitan
nuevos sistemas
para la fase IV?
50 - 75 CV (37 - 56 kW)
Cumple la norma
2013
Cumple la norma
Sí
75 - 100 CV (56 - 75 kW)
2012
2015
Sí
Sí
100 - 175 CV (75 - 130 kW)
2012
2015
Sí
Sí
175 - 300 CV (130 - 224 kW)
2011
2014
Sí
Sí
300 - 600 CV (224 - 447 kW)
2011
2014
Sí
Sí
3
Sistema de combustible de alta presión « Common Rail » (HPCR)
Un sistema de inyección de combustible altamente eficiente es esencial para que el motor diésel
no contamine. El sistema de alta presión "Common Rail" (HPCR) posee un diseño de inyección de
combustible avanzado que regula mejor la presión del combustible y la secuencia de inyección.
Ya se utiliza habitualmente en motores Doosan de alta potencia y su tecnología de unidad de control
electrónico (ECU) será decisiva a la hora de cumplir las exigencias de las fases IIIB y IV.
Permite la aplicación de tecnologías adicionales como los filtros de partículas diésel (DPF),
los catalizadores de oxidación de diésel (DOC) y los sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR),
que se describen a continuación.
CÓMO FUNCIONA EL SISTEMA HPCR?
PRESIÓN DEL COMBUSTIBLE
• La bomba aumenta la presión del combustible (22000 – 34000 psi / 1577 – 2344 bares).
• El sistema "common rail"almacena el combustible presurizado.
• Los inyectores proporcionan combustible al motor.
SECUENCIA DE INYECCIÓN
BOMBA
DE ALTA
PRESIÓN
La unidad de control eléctrico (ECU)
controla los inyectores para permitir
múltiples inyecciones de combustible
durante cada ciclo de combustión.
UNIDAD DE
CONTROL
ELECTRÓNICO
ECU
DEPÓSITO DE
CARBURANTE
El sistema HPCR se incorporó a muchas máquinas Doosan
en la fase IIIA. Su sistema ECU es crítico para las futuras
tecnologías de la fase IIIB y de la fase IV.
COMMON RAIL
LOS BENEFICIOS
DE UNA MEJOR COMBUSTIÓN
La alta presión transforma el combustible en una vaporización extremadamente fina cuando sale de los inyectores.
De esta forma la combustión es más completa, dando como resultado:
Menores costes: Como el combustible se quema de forma más completa, el motor necesita menos para funcionar.
Tubo de escape más limpio: Queda menos combustible sin quemar en el tubo de escape.
Mejor rendimiento: Las inyecciones múltiples durante cada ciclo de combustión significan que esa combustión dura
más tiempo, creando más energía y más rendimiento para el motor.
Mayor comodidad: La combustión más larga disminuye la presión máxima en el cilindro del motor. Esto reduce los niveles
de ruido del motor, haciendo que el uso sea más cómodo.
4
SCR y EGR – Tecnología acorde con las necesidades de los motores
El objetivo de las directivas de las fases I a IV es reducir los agentes contaminantes que se producen
cuando un motor diésel quema combustible. Esto requiere reducciones drásticas de los NOx y de
la materia en partículas. La reducción de ambos contaminantes de forma simultánea representa un
desafío interesante, ya que reducir uno de ellos implica un incremento del otro. Esto se debe a que
los óxidos de nitrógeno se generan a altas temperaturas mientras que las partículas surgen a bajas
temperaturas.
 Los NOx se generan a altas temperaturas.
 Las partículas se generan a bajas temperaturas.
Doosan utilizará dos tecnologías diferentes para proporcionar el mejor rendimiento y los menores
costes de funcionamiento para cada motor: EGR (recirculación de los gases de escape) y SCR
(reducción catalítica selectiva). Se seleccionará la mejor opción según las características del diseño
y los requisitos de aplicación.
Las cargadoras de ruedas de más de 130 kW (175 CV) y todos los dúmperes articulados utilizarán la tecnología SCR asociada
con los famosos motores Scania. Las cargadoras de ruedas de menos de 130 kW (175 CV) y tanto las excavadoras de orugas
como las excavadoras de ruedas incorporarán la tecnología EGR asociada con los motores Doosan e Isuzu.
DOOSAN DL06
DOOSAN DL08
ISUZU 6UZ1X
ISUZU 6GW1X
E
G
R
SCANIA DC09
SCANIA DC13
S
C
R
EL EGR EN POCAS PALABRAS
EL SCR EN POCAS PALABRAS
• Adecuado para máquinas in situ que requieran funciones
multitarea, como excavadoras de orugas, excavadoras de
ruedas y cargadoras de ruedas de menos de 130 kW
• Emisiones reducidas de NOx
• Tecnología básica del motor sin cambios
• Sin procedimientos especiales de servicio y mantenimiento
• Sin instrucciones especiales de funcionamiento
• Sin necesidad de aditivos
• Adecuado para máquinas que requieran altos niveles de
par o velocidad, tales como las cargadoras de ruedas de
más de 130 kW y los dúmperes articulados
• Emisiones reducidas de materia en partículas
• Eficiencia del combustible mejorada
• Fuerza, par y aceleración mejorados
• Intervalos de mantenimiento más largos
• Compactos y fáciles de instalar
(con la misma instalación para la fase IV)
5
La última pieza que completa el puzle:
Dado que los sistemas SCR y EGR no serán suficientes por sí mismos para reducir las emi
de acciones post-tratamiento. Estas son Oxidación catalítica (DOC), Filtrado (DPF), Regener
los fabricantes de coches. Estos procesos limpian los gases producidos por el motor o
de post-tratamiento depende del motor, y Doosan ad
Recirculación de los gases de escape (EGR)
Gases de escape
enfriados y recirculados
También conocido como CEGR (recirculación de los gases de escape refrigerados), el sistema EGR,
que requiere una capacidad de refrigeración avanzada, reduce los NOx mediante la recirculación de los
gases de escape de vuelta al motor. Esto diluye la cantidad de oxígeno en la cámara
de combustión y reduce la temperatura máxima de la combustión.
Como resultado, la formación de NOx se reduce pero la de materia en
partículas aumenta. Por consiguiente, Doosan utiliza el sistema EGR
en combinación con otros sistemas que son muy efectivos reduciendo
las partículas, tal y como hemos mostrado anteriormente.
Gas recirculado
Gases de escape
Toma de aire
EL DOC CATALIZADOR DE OXIDACIÓN DE DIÉSEL
El DOC es un catalizador especial que reacciona al contacto con los gases
de escape. La reacción transforma las emisiones de partículas de los gases
en sustancias inofensivas como agua y dióxido de carbono.
Salen gases depurados con una
menor concentración de partículas.
DOC
DPF
Gases de escape
Los gases con una
concentración mayor de
partículas entran.
EL DPF FILTRO DE PARTÍCULAS DIÉSEL
El DPF filtra los gases de escape del motor para
eliminar las partículas. Consiste en un sistema
de filtración del flujo a través de una pared
cerámica que separa las partículas de
los gases.
Filtro de flujo de pared
Los gases de escape sucios
(flechas marrones) pasan a
través de las paredes del filtro.
Las partículas se quedan en
el camino y los gases limpios
(flechas azules) salen.
Las barreras obligan a
los gases a pasar por las
paredes del filtro.
Regeneración DPF
Para mantener el DPF limpio y en perfecto funcionamiento, la alta
temperatura del propio tubo de escape se utiliza para quemar las
partículas acumuladas en el DPF.
Este proceso de limpieza semi-automático se llama regeneración.
6
tecnologías post-tratamiento
isiones a los niveles establecidos en la fase IIIB, Doosan los combinará con una selección
ración (alta temperatura) y AdBlue®. Estas medidas ya han sido utilizadas ampliamente por
o los convierten en agua, nitrógeno y dióxido de carbono. El sistema más apropiado
daptará el post-tratamiento a sus sistemas SCR y EGR.
Reducción catalítica selectiva (SCR)
El sistema SCR aplica una presión mayor a la inyección de combustible y optimiza la combustión para
mejorar el aprovechamiento y la respuesta del carburante. Esto disminuye la formación de materia
en partículas pero incrementa la cantidad de NOx en los gases de escape. Este se trata mediante la
inyección de una solución de urea, AdBlue®, dentro del flujo del tubo de escape, lo que transforma los
gases del tubo en nitrógeno y agua.
Salen gases más limpios con una
menor concentración de NOx.
®
AdBlue
R
Gases de escape
ECU
C
RS
O
D
ZI A
AdBlue® se mezcla
con los gases de
escape y fluye
hacia el interior
del catalizador.
L
A
T
CA
AdBlue®
AdBlue® y los NOx reaccionan con
el catalizador, formando vapores
inofensivos de nitrógeno y agua.
El sistema HPCR es crítico para los sistema de
post-tratamiento. El ECU controla y monitoriza la
regeneración y la mezcla con AdBlue®.
Trabajando juntos para alcanzar la fase IV
Una selección de los sistemas DOC/DPF
o SCR es suficiente para cumplir con la
mayoría de requisitos de la fase IIIB.
Para cumplir con las todavía más
exigentes normas de la fase IV,
Doosan utilizará
las tecnologías
DOC/DPF y SCR
juntas en muchos
de los equipos.
DPF
DOC
PF
C/D
O
D
A
EM
SIST
®
AdBlue
R
C
RS
O
D
IZA
L
A
T
CA
7
Como todos los fabricantes de la industria de la maquinaria pesada para
construcción, Doosan está trabajando mucho para mejorar y adaptar
sus productos para hacerlos más respetuosos con el medio ambiente.
«Existen 5 tendencias clave en la „ecologización“ de los equipos de
construcción pesados»*.
REDUCCIÓN DE RESIDUOS
REUTILIZACIÓN Y
RECICLADO
„La mayoría de fabricantes han establecido
programas de reconstrucción de piezas o
en ocasiones de máquinas enteras.
Bajo ciertos programas, un distribuidor
puede recoger una máquina usada,
reemplazar sus componentes antiguos,
repintarla y venderla con un número
de serie que indique que ha sido
remanufacturada.
Esa es una forma de reciclado“.
UTILIZACIÓN
DE MÁS RENOVABLES
„Particularmente en Europa, ha
habido un incremento de la
utilización de fluidos hidráulicos
fabricados a partir de fuentes
renovables como aceites de soja
y colza. La mayoría de fabricantes
han comenzado a utilizar aceites
no procedentes del petróleo que
cumplen todos los requisitos de
desgaste“.
„Los ordenadores de a bordo que miden el uso
del motor son cada vez más comunes. Cuando
un operador hace una pausa en su trabajo y
simplemente está sentado descansando, el
ordenador de a bordo reduce la velocidad
del motor al ralentí. Esto ahorra combustible,
emisiones y dinero“.
LIMPIEZA
DE LOS COMBUSTIBLES DIÉSEL
„Los nuevos reglamentos de emisiones de los motores
diésel en Europa y en los Estados Unidos establecen
una reducción importante de las emisiones de óxido de
nitrógeno y carbonilla en las máquinas de construcción
para 2014. La otra cara de la moneda es que las
máquinas con nuevos filtros y otras versiones del diseño
pueden costar un 25% más“.
REDUCCIÓN DE LAS EMISIONES
DE CO2
„Los fabricantes están introduciendo máquinas
híbridas que utilizan baterías para dejar que el
motor solo se ocupe de suministrar energía para
el ciclo productivo. Además, algunos fabricantes
están experimentando con motores más pequeños
de lo normal que funcionan con un generador.
El resultado es una reducción significativa del
consumo de combustible, con muchas menos
emisiones de dióxido de carbono“.
Las especificaciones así como el diseño pueden experimentar cambios sin previo aviso. En las fotografías de productos Doosan puede aparecer equipamiento no de serie.
tendencias
verdes
(*) Descritas por Frank Manfredi, editor de Machinery Outlook.
Su distribuidor de Doosan autorizado
©2011 DOOSAN D 4401500-ES (06-11)
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