Filtro de partículas diésel (FAP/DPF)

El filtro de partículas diésel, conocido por las siglas DPF en inglés o FAP en muchos mercados, es un componente de postratamiento del escape que captura el fino hollín producido por la combustión diésel antes de que pueda salir por el tubo de escape. Los motores diésel, al quemar el combustible en una llama heterogénea y localmente rica, generan inevitablemente partículas, ese hollín de carbono asociado durante mucho tiempo al humo negro y a daños respiratorios y cardiovasculares. El filtro es el dispositivo que ha hecho que los diésel modernos sean visiblemente limpios, reteniendo la inmensa mayoría de esa masa de partículas.

En el interior de su carcasa metálica se aloja un monolito de panal, normalmente de cerámica de cordierita o de carburo de silicio, formado por miles de pequeños canales paralelos. En el habitual diseño de flujo a través de pared, los canales alternos se taponan en extremos opuestos, lo que obliga a los gases de escape a atravesar las paredes porosas del canal. El gas pasa, pero las partículas de hollín son demasiado grandes y quedan depositadas sobre las paredes, donde se acumulan con el tiempo. El método es muy eficaz, ya que elimina bastante más del noventa y cinco por ciento del recuento de partículas, pero el hollín atrapado va obstruyendo el filtro y elevando la contrapresión de escape, por lo que debe limpiarse periódicamente.

La limpieza del filtro se denomina regeneración y consiste en quemar el carbono acumulado convirtiéndolo en dióxido de carbono. La regeneración pasiva ocurre de forma continua cuando las temperaturas de escape son suficientemente altas, como en un trayecto rápido por autopista, a menudo con ayuda del dióxido de nitrógeno, que actúa como oxidante. Cuando la carga de hollín crece demasiado sin esas condiciones, el motor activa la regeneración activa: inyecta combustible adicional, retrasa el encendido o emplea un quemador posterior para elevar la temperatura de escape hasta unos 550 o 600 grados Celsius e incinerar deliberadamente el depósito, un proceso que dura varios minutos.

Esta dependencia del calor es el origen del problema más habitual del FAP en el mundo real. Un coche utilizado solo para trayectos cortos, fríos y con paradas constantes puede no alcanzar nunca la temperatura necesaria para completar una regeneración; el filtro se obstruye poco a poco, se encienden testigos de aviso y el vehículo puede acabar negándose a regenerar sin un ciclo forzado en taller o, en los peores casos, sin un costoso filtro limpiado o sustituido. A los propietarios de estos vehículos se les suele aconsejar un trayecto ocasional sostenido a velocidad más alta. La cerámica también acumula a lo largo de su vida cenizas incombustibles procedentes de los aditivos del aceite, motivo por el que se prescriben aceites de motor específicos para diésel con bajo contenido en cenizas.

Montado en prácticamente todos los turismos diésel desde la norma Euro 5 de 2009 y endurecido aún más con la Euro 6, el FAP es uno de varios dispositivos que trabajan de forma conjunta. Se ocupa específicamente de las partículas, mientras que la reducción catalítica selectiva, que dosifica AdBlue, combate los óxidos de nitrógeno, y un catalizador de oxidación trata los hidrocarburos sin quemar y el monóxido de carbono. Su equivalente en gasolina, que aborda el aumento de partículas de los motores de inyección directa, es el filtro de partículas de gasolina.