Control en tiempo real de la concentración de urea
La solución acuosa de urea AUS32, también conocida como AdBlue o Diesel Exhaust Fluid (DEF), desempeña un papel decisivo en la reducción de las emisiones nocivas de los motores diésel modernos. En los vehículos equipados con tecnología de reducción catalítica selectiva (SCR), esta solución acuosa de urea se inyecta en el flujo de gases de escape, donde se descompone en amoníaco y convierte los óxidos de nitrógeno (NOx) en nitrógeno inocuo y vapor de agua.
AdBlue es un líquido transparente de alta pureza compuesto por un 32,5 % de urea sintética en agua desmineralizada. Mantener esta concentración exacta es esencial para garantizar el rendimiento óptimo del sistema SCR, así como su fiabilidad operativa a largo plazo. Por ello, la supervisión continua de la concentración de urea constituye un paso decisivo en el proceso de producción de AdBlue. Estos sistemas catalíticos de postratamiento de gases de escape son extremadamente sensibles a las impurezas o contaminaciones presentes en AdBlue/DEF, lo que puede provocar daños graves, fallos de funcionamiento o costosos tiempos de inactividad de los componentes SCR.
Por qué la supervisión de la concentración de urea es esencial en la producción automotriz de AdBlue/DEF
La fabricación de AdBlue se realiza mezclando urea de alta pureza con agua destilada bajo condiciones controladas. Las temperaturas típicas del proceso se sitúan entre 25 °C y 50 °C, seguidas de un enfriamiento antes del almacenamiento. Como alternativa, AdBlue también puede producirse disolviendo gránulos sólidos de urea en agua calentada a 40–45 °C. En ambos procesos de producción, es indispensable un control preciso de la concentración. Según la norma ISO 22241, cada lote producido debe presentar una concentración de urea del 32,5 %, evitando desviaciones superiores a ±0,8 %. Incluso pequeñas desviaciones pueden:
- reducir la eficiencia de conversión de NOx
- dañar los componentes del sistema SCR
- aumentar los costes de operación y mantenimiento
Los métodos tradicionales de análisis de laboratorio fuera de línea requieren mucho tiempo y no permiten realizar correcciones inmediatas. Por ello, la supervisión en tiempo real es indispensable para los sistemas modernos de control de procesos.
El índice de refracción como herramienta PAT para la supervisión en tiempo real de la concentración de AdBlue
El índice de refracción (IR) es un parámetro fiable y reconocido para determinar la concentración de soluciones de urea. Proporciona información directa sobre la composición del líquido y permite una supervisión continua del proceso de producción.
Mediante la conversión del índice de refracción en una escala calibrada de concentración de urea o AdBlue, el proceso puede regularse en tiempo real.
La medición en línea del índice de refracción permite:
- la detección inmediata de desviaciones de concentración
- el ajuste automático de la adición de agua
- una calidad de producto estable y reproducible
- una contribución a la depuración segura de los gases de escape NOx
Para un control óptimo del proceso, el refractómetro de proceso debe integrarse antes del proceso de llenado, así como antes de la transferencia a los tanques de almacenamiento. Dependiendo de la configuración de la instalación, el refractómetro puede integrarse directamente en el sistema de tuberías mediante conexiones de proceso adecuadas o instalarse en un tanque de amortiguación o acondicionamiento antes de los tanques de almacenamiento.
Sobre la base de los valores de concentración medidos, las salidas digitales del refractómetro pueden utilizarse para accionar válvulas automáticamente. De este modo, puede dosificarse de forma selectiva una solución concentrada de urea o agua para mantener la concentración requerida de AdBlue/DEF dentro de las especificaciones.
Solución de SCHMIDT + HAENSCH para la medición de la concentración de urea en la producción automotriz de AdBlue/DEF
SCHMIDT + HAENSCH ofrece modernos refractómetros de proceso en línea (iPR) para la supervisión fiable y de alta precisión de la concentración de AdBlue/DEF en procesos industriales de producción de urea automotriz. De este modo, SCHMIDT + HAENSCH contribuye al cumplimiento de los requisitos de la norma ISO 22241 para el control de calidad de AdBlue/DEF.
El uso del SCHMIDT + HAENSCH iPR FR2, refractómetro de proceso en línea de rango completo, o del iPR C2, refractómetro de proceso en línea compacto, ofrece una solución robusta y fiable para la supervisión en tiempo real de la concentración de urea durante la producción de AdBlue/DEF. Instalado después del intercambiador de calor y antes del almacenamiento o del llenado, el refractómetro mide continuamente la concentración de la solución de urea conforme a la norma ISO 22241 y garantiza el cumplimiento de las especificaciones exigidas.
Dado que tanto la calidad exacta de AdBlue en porcentaje como el contenido de urea del DEF son parámetros de calidad decisivos en cualquier proceso de producción de AdBlue/DEF, la supervisión continua en línea es esencial para garantizar la constancia del producto y el cumplimiento de los requisitos de la norma ISO 22241.
En caso de desviaciones de concentración, por ejemplo cuando la concentración de AdBlue es demasiado alta, el sistema puede activar automáticamente una dosificación correctiva de agua destilada mediante señales de salida digitales. Esto garantiza una calidad de producto estable y un control eficiente del proceso durante toda la producción.
En producciones por lotes que utilizan gránulos de urea, el refractómetro puede instalarse directamente en el tanque de mezcla. Supervisa el proceso de disolución y controla la dosificación en tiempo real, lo que permite una producción rápida y eficiente.
