Recirculación de gases de escape (EGR)

La recirculación de gases de escape, universalmente abreviada como EGR, es una técnica de control de emisiones que desvía una porción medida de los gases de escape del motor de vuelta a la admisión para que vuelvan a aspirarse a los cilindros junto con el aire fresco. Su único cometido es frenar la formación de óxidos de nitrógeno (NOx), una familia de contaminantes que se genera siempre que las temperaturas de combustión suben lo bastante como para que el nitrógeno atmosférico reaccione con el oxígeno. Al atajar los NOx en su origen en lugar de depurarlos después, la EGR ha sido una piedra angular de la estrategia de emisiones durante décadas.

El principio de base es termodinámico. El gas de escape recirculado es en gran medida inerte —ya se ha quemado—, de modo que cuando desplaza parte de la carga fresca rica en oxígeno hay menos oxígeno disponible y una mayor masa de gas para absorber calor. El resultado es una temperatura máxima de combustión más baja. Como la producción de NOx se dispara por encima de unos 1.600 °C, incluso una reducción moderada de la temperatura de la llama recorta sustancialmente la formación de NOx. La contrapartida es que diluir la carga puede mermar ligeramente la potencia y la eficiencia, por lo que el sistema debe dosificarse con cuidado.

En cuanto al hardware, un sistema EGR consta de una válvula EGR que se abre y se cierra para regular el caudal recirculado, de conductos que comunican los colectores de escape y de admisión y, en la mayoría de los motores modernos, de un refrigerador de EGR que rebaja aún más la temperatura del gas para ganar eficacia. La unidad de control gobierna la válvula de forma continua, la abre durante la marcha de crucero a carga parcial, cuando más importa el control de NOx, y la cierra al ralentí y a plena carga, donde el gas recirculado perjudicaría la estabilidad o las prestaciones.

La EGR se emplea tanto en motores diésel como de gasolina, aunque con distinto énfasis. Los diésel, que funcionan con exceso de aire y compresión elevada, generan considerables NOx y han dependido en gran medida de la EGR, a menudo con lazos de alta y baja presión trabajando conjuntamente. Los motores de gasolina la usaban históricamente con más mesura, pero la EGR refrigerada ha ganado adeptos en los modernos bloques turbo porque también frena la detonación y mejora la eficiencia, no solo las emisiones.

La tecnología tiene inconvenientes prácticos bien conocidos. El escape diésel recirculado arrastra hollín y, a lo largo de muchos kilómetros, este se combina con el vapor de aceite de la ventilación del cárter y recubre la válvula EGR y el conducto de admisión con un grueso depósito carbonoso. Una válvula obstruida o agarrotada puede encender testigos de aviso, provocar un funcionamiento irregular y reducir las prestaciones, y su limpieza o sustitución es una operación de mantenimiento habitual en los diésel de muchos kilómetros.

La EGR forma parte de una arquitectura de emisiones por capas y rara vez actúa sola. Reduce los NOx antes de que se creen y complementa a la reducción catalítica selectiva, que elimina los NOx ya formados, mientras que el filtro de partículas diésel se ocupa del hollín. En conjunto, estos sistemas permiten que los motores modernos cumplan los exigentes límites de la norma Euro 6.