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Sensor de oxÃgeno para automóviles su 30 aniversario
El perfeccionamiento de la economÃa en el consumo de combustible y el aseguramiento de un funcionamiento sin problemas, asà como la extensión de la vida del convertidos catalÃtico, son funciones que ha facilitado aun más el sensor de oxÃgeno. En conmemoración del 30 aniversario de esta novedosa tecnologÃa en constante evolución, su creador pionero, Robert Bosch Corporation, anunció recientemente la producción de la unidad que llevó el total de piezas creadas a 400 millones.
El propósito principal del sensor de oxÃgeno (conocido también como sensor de O2), es enviar una señal de "rica" o "normal" a la computadora existente en el motor del vehÃculo (unidad de control electrónico o ECU) en dependencia de la cantidad de oxÃgeno existente en el gas que se expulsa por el tubo de escape. Dicha señal es utilizada por la ECU para perfeccionar la mezcla de aire y combustible a un nivel óptimo-la mezcla ideal o medición básica de 14.7:1-para lograr la eficiencia máxima del motor y la longevidad del convertidor catalÃtico, según explica Dave Pankonin, gerente de apoyo a productos de Bosch.
Evolución del sensor de oxÃgeno
En la actualidad, prácticamente todo fabricante de vehÃculos en el mundo usa al menos dos sensores de oxÃgeno como equipo original, como por ejemplo, DaimlerChrysler, Ford y General Motors en los Estados Unidos. Sin embargo, la evolución de dicho sensor se inició como respuesta a los requisitos de emisiones cada vez más exigentes en la nación norteamericana, marcadas por la exigencia de convertidores catalÃticos en los sistemas de escape a partir del año 1975.
Bosch introdujo el sensor de oxÃgeno en vehÃculos de pasajeros en el año 1976, cuando lo usó por primera vez en la serie Volvo 240/260. A inicios de la década de los ochenta, la mayorÃa de los fabricantes estadounidenses habÃan adoptado los sensores de oxÃgeno como parte de sus sistemas de control de combustible.
"Los conductores que manejaban en esa época recordarán que, en ese tiempo, la mayorÃa de los vehÃculos en el mercado estadounidense ofrecÃan mejoras sustanciales en rendimiento general y economÃa del consumo de combustible, gracias en gran medida a la amplia adopción del sensor de oxÃgeno", aseguró Pankonin.
En la medida que evolucionaron los sistemas de control de combustible y las exigencias con respecto a las emisiones, asà evolucionó el sensor. Los primeros sensores de oxÃgeno eran unidades de "dedal" sin sistema de calentamiento, que alcanzaban la temperatura y efectividad de operación a los dos o cuatro minutos después de encendido el motor. Mientras no se elevaba la temperatura, la ECU interpretaba la existencia de la mezcla correcta de aire/combustible, lo cual reducÃa la eficiencia y aumentaba las emisiones durante el calentamiento del motor Bosch introdujo el sensor de dedal con calentamiento en el año 1982, el cual redujo el tiempo de elevación de la temperatura del dispositivo a menos de un minuto. Posteriormente, el sensor plano de oxÃgeno con calentamiento, creado en 1977, redujo el tiempo de elevación de la temperatura a 10 segundos, y limitó las dañinas emisiones de arranque en frÃo en un 50 por ciento. En 1998, Bosch ya habÃaintroducido su sensor de oxÃgeno con calentamiento y banda ancha, que podÃa medir la composición del gas de escape en varias densidades, más que en su "riqueza" o "normalidad". En la actualidad, se instalan sensores planos como equipo original hasta en el 50 por ciento de los nuevos vehÃculos que salen al mercado en los Estados Unidos.
Con el advenimiento de Onboard Diagnostic Systems II (Sistemas de Diagnóstico A Bordo II, OBDII) en los vehÃculos estadounidenses de los años noventa, se colocaron sensores a la entrada y salida del convertidor catalÃtico. Al efecto, algunos vehÃculos con más de un banco de cilindro utilizan hasta cuatro o más de estos sensores.
Cuando se desgasta el sensor de oxÃgeno
"Con el tiempo, los contaminantes del escape se pueden acumular en el elemento de detección, reduciendo la capacidad de respuesta rápida del sensor a los cambios en la mezcla aire/combustible, y, gradualmente, lo hacen inoperable. Lamentablemente, no siempre el conductor detecta los sÃntomas de un sensor lento o fuera de operación", explicó Pankonin. Entre los sÃntomas de un sensor de oxÃgeno desgastado figuran: exámenes de emisión fallidos; daños en el convertidor catalÃtico; consumo insuficiente de combustible por milla; funcionamiento poco fluido del motor, y rendimiento general escaso.
"Los convertidores catalÃticos son costosos", afirmó Pankonin. "La proporción ideal de 14.7:1 produce la máxima eficiencia de combustión con el mÃnimo de emisiones de escape, lo cual da por resultado una óptima economÃa en el consumo de combustible, y una vida más extensa del convertidor catalÃtico. Si la mezcla de aire/combustible se hace demasiado "rica" (con demasiado oxÃgeno), se puede afectar la economÃa del consumo y el rendimiento, lo cual llevarÃa al fallo prematuro del convertidor. El sensor de oxÃgeno desempeña un importante papel en la eficiencia, rendimiento y economÃa de consumo en general del vehÃculo, y en la prevención de fallas en el convertidor", añadió el ejecutivo de Bosch.
Un estudio llevado a cabo por Sierra Research, Inc. en el año 1996, llegó a la conclusión de que el desgaste de los sensores de oxÃgeno es "la mayor fuente de emisiones excesivas en vehÃculos de inyección de combustible". La Agencia de Protección Medioambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) y la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) revelaron que del 42 al 58 por ciento de los vehÃculos sujetos a examen de emisiones necesitó la sustitución del sensor de oxÃgeno, y emitieron altos niveles de hidrocarburos o monóxido de carbón.
"El sensor de oxÃgeno puede desgastarse prematuramente si se contamina con el fósforo proveniente del consumo excesivo de aceite; con la silicona proveniente de filtraciones internas de refrigerante; con el uso de selladores de silicona en el motor, o con cualquier aditivo para el combustible adquirido sin consejos de un mecánico. Además, los factores medioambientales como las salpicaduras de la vÃa, la sal, el aceite y el polvo también pueden provocar el mal funcionamiento del sensor, además de los cambios súbitos de temperatura, los problemas mecánicos o el uso y abuso. Los fabricantes como Bosch diseñan sensores de oxÃgeno y los prueban bajo rigurosas condiciones, para garantizar su resistencia a los elementos mencionados", enfatizó Pankonin.
"Si mientras maneja se active la advertencia lumÃnica "check engine" en el panel, asegúrese de que usted o su mecánico examinen el sensor de oxÃgeno, y, si es necesario, reemplazarlo con otro nuevo y de alta calidad", aconsejó Pankonin.
Sensores de oxÃgeno para el mercado de piezas de repuesto
Bosch fue el primero en ofrecer sensores de oxÃgeno para el mercado de piezas de repuesto en 1980. En la actualidad, Bosch fabrica casi todos sus sensores en su instalación equipada con la tecnologÃa más reciente de Anderson, Carolina del Sur. "Los sensores de oxÃgeno Bosch están a la venta en numerosos establecimientos de piezas de repuesto y concesionarios. Incluso las aplicaciones raras o difÃciles de hallar están disponibles usualmente al dÃa siguiente, a través de la amplia red de proveedores de Bosch", aseguró Pankonin. "Hacer que el reemplazo del sensor de oxÃgeno sea fácil y exacto para el profesional o la persona que hace las cosas por sà misma, es extremadamente importante para el adecuado control de emisiones y la operación óptima del motor".
Según Pankonin, todos los sensores Bosch igualan o superan las especificaciones de los fabricantes de vehÃculos. En la actualidad, el programa de sensores de oxÃgeno Bosch ofrece más sensores que se corresponden con las normas OE que cualquier otro fabricante. Hay sensores de primera calidad adecuados a las normas OE de Bosch disponibles para más de 224 millones de vehÃculos en operación, con una cobertura del 99.89 por ciento. Por su parte, los sensores universales Bosch Premium están disponibles para más de 216 millones de vehÃculos en operación, con una cobertura del 96.2 por ciento. "Todos los sensores universales de oxÃgeno de Bosch cuentan con el sistema de conector sumergible patentado por la compañÃa", patentizó Pankonin.
En la Exposición de Productos para Piezas de Repuesto de Automóviles que se llevó a cabo en Las Vegas en el 2005, Bosch recibió el prestigioso Premio a la Innovación Tecnológica por los sensores de oxÃgeno, otorgado por Frost Sullivan, firma global de consultorÃa estratégica y mercadotécnica. El premio, que se otorga anualmente, es un reconocimiento a las compañÃas que han introducido con éxito en su mercado un producto basado en nuevas tecnologÃas, y, al hacerlo, ayudaron a la industria a dar un enorme paso de avance.
"Garantizar que los sensores de oxÃgeno de su vehÃculo funcionen de acuerdo con las especificaciones del fabricante, y reemplazar el sensor de oxÃgeno defectuoso, puede mejorar significativamente la economÃa del consumo de combustible en automóviles anteriores a la introducción del OBDII. Además, en algunos vehÃculos la inversión se recupera en un año, sólo por concepto de ahorro de combustible, llevando al mismo tiempo las emisiones a los niveles adecuados, y reduciendo la posibilidad de que una mezcla de combustible demasiado rica pueda dañar el convertidor catalÃtico", concluyó Pankonin.
El perfeccionamiento de la economÃa en el consumo de combustible y el aseguramiento de un funcionamiento sin problemas, asà como la extensión de la vida del convertidos catalÃtico, son funciones que ha facilitado aun más el sensor de oxÃgeno. En conmemoración del 30 aniversario de esta novedosa tecnologÃa en constante evolución, su creador pionero, Robert Bosch Corporation, anunció recientemente la producción de la unidad que llevó el total de piezas creadas a 400 millones.
El propósito principal del sensor de oxÃgeno (conocido también como sensor de O2), es enviar una señal de "rica" o "normal" a la computadora existente en el motor del vehÃculo (unidad de control electrónico o ECU) en dependencia de la cantidad de oxÃgeno existente en el gas que se expulsa por el tubo de escape. Dicha señal es utilizada por la ECU para perfeccionar la mezcla de aire y combustible a un nivel óptimo-la mezcla ideal o medición básica de 14.7:1-para lograr la eficiencia máxima del motor y la longevidad del convertidor catalÃtico, según explica Dave Pankonin, gerente de apoyo a productos de Bosch.
Evolución del sensor de oxÃgeno
En la actualidad, prácticamente todo fabricante de vehÃculos en el mundo usa al menos dos sensores de oxÃgeno como equipo original, como por ejemplo, DaimlerChrysler, Ford y General Motors en los Estados Unidos. Sin embargo, la evolución de dicho sensor se inició como respuesta a los requisitos de emisiones cada vez más exigentes en la nación norteamericana, marcadas por la exigencia de convertidores catalÃticos en los sistemas de escape a partir del año 1975.
Bosch introdujo el sensor de oxÃgeno en vehÃculos de pasajeros en el año 1976, cuando lo usó por primera vez en la serie Volvo 240/260. A inicios de la década de los ochenta, la mayorÃa de los fabricantes estadounidenses habÃan adoptado los sensores de oxÃgeno como parte de sus sistemas de control de combustible.
"Los conductores que manejaban en esa época recordarán que, en ese tiempo, la mayorÃa de los vehÃculos en el mercado estadounidense ofrecÃan mejoras sustanciales en rendimiento general y economÃa del consumo de combustible, gracias en gran medida a la amplia adopción del sensor de oxÃgeno", aseguró Pankonin.
En la medida que evolucionaron los sistemas de control de combustible y las exigencias con respecto a las emisiones, asà evolucionó el sensor. Los primeros sensores de oxÃgeno eran unidades de "dedal" sin sistema de calentamiento, que alcanzaban la temperatura y efectividad de operación a los dos o cuatro minutos después de encendido el motor. Mientras no se elevaba la temperatura, la ECU interpretaba la existencia de la mezcla correcta de aire/combustible, lo cual reducÃa la eficiencia y aumentaba las emisiones durante el calentamiento del motor Bosch introdujo el sensor de dedal con calentamiento en el año 1982, el cual redujo el tiempo de elevación de la temperatura del dispositivo a menos de un minuto. Posteriormente, el sensor plano de oxÃgeno con calentamiento, creado en 1977, redujo el tiempo de elevación de la temperatura a 10 segundos, y limitó las dañinas emisiones de arranque en frÃo en un 50 por ciento. En 1998, Bosch ya habÃaintroducido su sensor de oxÃgeno con calentamiento y banda ancha, que podÃa medir la composición del gas de escape en varias densidades, más que en su "riqueza" o "normalidad". En la actualidad, se instalan sensores planos como equipo original hasta en el 50 por ciento de los nuevos vehÃculos que salen al mercado en los Estados Unidos.
Con el advenimiento de Onboard Diagnostic Systems II (Sistemas de Diagnóstico A Bordo II, OBDII) en los vehÃculos estadounidenses de los años noventa, se colocaron sensores a la entrada y salida del convertidor catalÃtico. Al efecto, algunos vehÃculos con más de un banco de cilindro utilizan hasta cuatro o más de estos sensores.
Cuando se desgasta el sensor de oxÃgeno
"Con el tiempo, los contaminantes del escape se pueden acumular en el elemento de detección, reduciendo la capacidad de respuesta rápida del sensor a los cambios en la mezcla aire/combustible, y, gradualmente, lo hacen inoperable. Lamentablemente, no siempre el conductor detecta los sÃntomas de un sensor lento o fuera de operación", explicó Pankonin. Entre los sÃntomas de un sensor de oxÃgeno desgastado figuran: exámenes de emisión fallidos; daños en el convertidor catalÃtico; consumo insuficiente de combustible por milla; funcionamiento poco fluido del motor, y rendimiento general escaso.
"Los convertidores catalÃticos son costosos", afirmó Pankonin. "La proporción ideal de 14.7:1 produce la máxima eficiencia de combustión con el mÃnimo de emisiones de escape, lo cual da por resultado una óptima economÃa en el consumo de combustible, y una vida más extensa del convertidor catalÃtico. Si la mezcla de aire/combustible se hace demasiado "rica" (con demasiado oxÃgeno), se puede afectar la economÃa del consumo y el rendimiento, lo cual llevarÃa al fallo prematuro del convertidor. El sensor de oxÃgeno desempeña un importante papel en la eficiencia, rendimiento y economÃa de consumo en general del vehÃculo, y en la prevención de fallas en el convertidor", añadió el ejecutivo de Bosch.
Un estudio llevado a cabo por Sierra Research, Inc. en el año 1996, llegó a la conclusión de que el desgaste de los sensores de oxÃgeno es "la mayor fuente de emisiones excesivas en vehÃculos de inyección de combustible". La Agencia de Protección Medioambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) y la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) revelaron que del 42 al 58 por ciento de los vehÃculos sujetos a examen de emisiones necesitó la sustitución del sensor de oxÃgeno, y emitieron altos niveles de hidrocarburos o monóxido de carbón.
"El sensor de oxÃgeno puede desgastarse prematuramente si se contamina con el fósforo proveniente del consumo excesivo de aceite; con la silicona proveniente de filtraciones internas de refrigerante; con el uso de selladores de silicona en el motor, o con cualquier aditivo para el combustible adquirido sin consejos de un mecánico. Además, los factores medioambientales como las salpicaduras de la vÃa, la sal, el aceite y el polvo también pueden provocar el mal funcionamiento del sensor, además de los cambios súbitos de temperatura, los problemas mecánicos o el uso y abuso. Los fabricantes como Bosch diseñan sensores de oxÃgeno y los prueban bajo rigurosas condiciones, para garantizar su resistencia a los elementos mencionados", enfatizó Pankonin.
"Si mientras maneja se active la advertencia lumÃnica "check engine" en el panel, asegúrese de que usted o su mecánico examinen el sensor de oxÃgeno, y, si es necesario, reemplazarlo con otro nuevo y de alta calidad", aconsejó Pankonin.
Sensores de oxÃgeno para el mercado de piezas de repuesto
Bosch fue el primero en ofrecer sensores de oxÃgeno para el mercado de piezas de repuesto en 1980. En la actualidad, Bosch fabrica casi todos sus sensores en su instalación equipada con la tecnologÃa más reciente de Anderson, Carolina del Sur. "Los sensores de oxÃgeno Bosch están a la venta en numerosos establecimientos de piezas de repuesto y concesionarios. Incluso las aplicaciones raras o difÃciles de hallar están disponibles usualmente al dÃa siguiente, a través de la amplia red de proveedores de Bosch", aseguró Pankonin. "Hacer que el reemplazo del sensor de oxÃgeno sea fácil y exacto para el profesional o la persona que hace las cosas por sà misma, es extremadamente importante para el adecuado control de emisiones y la operación óptima del motor".
Según Pankonin, todos los sensores Bosch igualan o superan las especificaciones de los fabricantes de vehÃculos. En la actualidad, el programa de sensores de oxÃgeno Bosch ofrece más sensores que se corresponden con las normas OE que cualquier otro fabricante. Hay sensores de primera calidad adecuados a las normas OE de Bosch disponibles para más de 224 millones de vehÃculos en operación, con una cobertura del 99.89 por ciento. Por su parte, los sensores universales Bosch Premium están disponibles para más de 216 millones de vehÃculos en operación, con una cobertura del 96.2 por ciento. "Todos los sensores universales de oxÃgeno de Bosch cuentan con el sistema de conector sumergible patentado por la compañÃa", patentizó Pankonin.
En la Exposición de Productos para Piezas de Repuesto de Automóviles que se llevó a cabo en Las Vegas en el 2005, Bosch recibió el prestigioso Premio a la Innovación Tecnológica por los sensores de oxÃgeno, otorgado por Frost Sullivan, firma global de consultorÃa estratégica y mercadotécnica. El premio, que se otorga anualmente, es un reconocimiento a las compañÃas que han introducido con éxito en su mercado un producto basado en nuevas tecnologÃas, y, al hacerlo, ayudaron a la industria a dar un enorme paso de avance.
"Garantizar que los sensores de oxÃgeno de su vehÃculo funcionen de acuerdo con las especificaciones del fabricante, y reemplazar el sensor de oxÃgeno defectuoso, puede mejorar significativamente la economÃa del consumo de combustible en automóviles anteriores a la introducción del OBDII. Además, en algunos vehÃculos la inversión se recupera en un año, sólo por concepto de ahorro de combustible, llevando al mismo tiempo las emisiones a los niveles adecuados, y reduciendo la posibilidad de que una mezcla de combustible demasiado rica pueda dañar el convertidor catalÃtico", concluyó Pankonin.