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Redução Seletiva Catalítica – SCR aplicado nos veículos equipados com motor Diesel

Os sistemas SCR são uma tecnologia eficaz e confiável que reduz as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), permitindo economia de combustível sem agredir o ambiente com gases nocivos

Por Luiz Fraga

O sistema SCR é composto por três elementos principais:

  • Catalisador SCR;
  • Sistema de dosagem de ureia e;
  • Sistema de controle de pós-tratamento.

Esses sistemas usam um redutor químico que é a ureia, também conhecido como Fluido de Exaustão Diesel – DEF ou AdBlue, que converte-se em amônia no fluxo de escape e reage com NOx sobre um catalisador para formar gás nitrogênio e água, inofensivos ao ambiente. Fig. 1

Fig. 1 | 1 - Sensor de escape de NOx; 2 - Chicote Elétrico; 3 - Reservatório do ARLA 32; 4 - Dutos do ARLA 32; 5 - Conjunto da caixa DCU; 6 - Sensor de contrapressão do escape; 7 - Sensor de temperatura de entrada no catalizador; 8 - Injetor; 9 -  Sensor de temperatura de saída no catalizador

Os gases nocivos emitidos por veículos diesel tem sido monitorados há muito tempo e devido aos padrões internacionais de controle e também com o empenho do governo brasileiro, a queda tem sido acentuada, se observar que no início da década de 90 as emissões de NOx(g/Kw.h) era de 18,00 gramas, em 2010 era de 3,5 gramas e atualmente podemos considerar como um poluente controlado chegando a 2,00 gramas ou menos de emissões. Fig. 2

Fig. 2

Apenas para comparar o avanço nas reduções de emissões de NOx entre 2006 e 2009 foi de 60% e isso ocorreu pela ação do governo através do PROCONVE- Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores entre as Fase P5 e P7. Fig. 3

Fig.3

Basicamente o que temos é a redução do NOx pelo Agente Redutor Líquido Automotivo, conhecida como ARLA 32 - ou DEF nos Estados Unidos e AdBlue na Europa.

É uma solução composta por agua desmineralizada e ureia, não é tóxico e não é prejudicial ao ambiente, na proporção de 32,5% de solução aquosa de Ureia e 67,5% de água desmineralizada

O motores construídos com novas tecnologias priorizam a economia de combustível, redução de emissões de poluentes, não formação de material particulado e para controlar as emissões de NOx, o Arla 32 é injetado no sistema de escapamento antes do SCR que transforma em gás de amônia , provocando uma reação com o NOx no catalisador SCR, resultando em nitrogênio e água que são lançados na atmosfera sem nenhuma agressão ao ambiente. Fig. 4

Fig. 4

Como se chegou à esta concentração de 32,5% é uma boa pergunta. Em países frios onde as temperaturas facilmente chegam abaixo de zero, pode causar o congelamento da solução que congela perto de -11C, com esta concentração se garante que a Ureia em solução aquosa irá congelar ao mesmo tempo, não gerando duas fases na solução, ou seja, a Ureia iria se “separar” da água.

A decomposição do ARLA 32 pode ser acelerada pela presença de calor e luz solar, o condutor do veículo só deve adquirir o ARLA 32 de fontes confiáveis e que esteja dentro do período de validade.

O módulo da injeção utiliza a referência de concentração de 32% em seus cálculos, e em concentrações diferentes o módulo não poderá calcular corretamente a necessidade de ARLA 32 para injetar no sistema, portanto, nem pense em diluir mais a solução colocando mais água, isso pode ser danoso para o sistema e para o meio ambiente.

O SCR funciona com uma central eletrônica (ECU) que se conecta ao PCM (Power Control Module), que calcula qual a quantidade da solução necessária em dado momento e dosa a bomba do componente para que a solução seja aspergida no SCR. Fig. 5

Fig. 5

Injeção de ARLA 32 na quantidade diferente do desejado pode aumentar a emissão de NOx pelo motor para o meio ambiente. O sistema se autorregula para não permitir que isso aconteça desde que todos os parâmetros estejam sob o controle da PCM e da ECU do SCR que nem sempre são separados, ou seja, podem estar na mesma unidade física.

Uma das características de um veículo equipado com o sistema SCR é que o seu tanque deve ser abastecido em intervalos regulares, sendo que estes intervalos dependem das características do tráfego, ou seja, como o condutor dirige seu veículo.

Como exemplo, em trânsito pesado (anda e para) o consumo será maior, em viagens de longas distâncias com acelerações constantes, o consumo será menor.

As montadoras estimaram o sistema SCR de pequenos caminhões, nos quais o espaço disponível é menor, deva ser abastecido a cada troca de óleo (na maioria a cada 10.000 km) o que economizaria ao cliente o deslocamento até a oficina, mas isso depende muito do tipo de tráfego em que o veículo estará sujeito.

Por conta do aumento brutal das emissões quando o ARLA não estiver presente, as ECUs envolvidas informam ao condutor de que o veículo irá ser paralisado se o ARLA não for abastecido. Depois dos avisos convencionais no painel (luminosos e sonoros) o motor será travado na posição LIMP MODE (luz MIL acesa) e limitará a rotação e a potência máxima que o motor pode fornecer, com a intenção de diminuir a emissão, protegendo o meio ambiente e até mesmo o próprio motor.

EGR e SCR

Nos motores mais modernos aplica-se um ou outro sistema, o EGR como um tratamento dentro da câmara de combustão e o SCR como um sistema pós-emissão, tratando os gases expelidos pelo escapamento.

Impossível não mencionar que a legislação das emissões está sempre evoluindo a fim de melhorar o ar que respiramos, é muito importante termos consciência de que burlando os sistemas de emissão estamos somente prejudicando a nós mesmos e a nossos familiares, a melhor qualidade do ar deve ser responsabilidade de todos, mesmo não havendo fiscalização por parte do governo.

Problemas com o ARLA 32

Casos de abastecimento de diesel no tanque do ARLA são comuns, imaginem colocar um combustível em contato direto com as altas temperaturas do escapamento!

  1. Casos de abastecimento com água somente (sem a concentração necessária) também são muito frequentes como forma de “enganar” a ECU.
  2. Recentemente soubemos de um cliente que colocou, sem saber, um aditivo para diesel no tanque do DEF (que nos SUVs importados se localiza junto ao bocal de abastecimento do diesel), houve grande dano ao sistema de SCR, que teve que ser substituído.

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