A necessidade de diminuir as emissões de Nox (Óxido de Nitrogênio) e Material Particulado diesel na atmosfera trouxe sistemas tratamento dos gases de escape modernos, e um desses, é o sistema de pós-tratamento SCR, que usa o tão comentado “ARLA”. Como esse sistema funciona, quais são as reações químicas entre o reagente e os gases e como testar sistema? Confira!
O que é o sistema de pós-tratamento SCR?
O sistema SCR (Selective Catalytic Reduction) usa um catalisador cerâmico, que unido ao trabalho de metais nobres em suas “colmeias” favorece uma reação química. Catalisadores em geral, podem ser definidos como substâncias que influenciam a velocidade de uma reação química, mas não são um dos reagentes ou produtos da reação principal que vai acontecer. Esse sistema tem por objetivo diminuir as emissões de material particulado, e um dos maiores inimigos do meio ambiente – o NOx (Óxido de Nitrogênio). A reação química principal ocorrerá entre os gases de escape e a pulverização ou injeção de um reagente conhecido como ARLA 32, que acontece dentro do catalisador. O trabalho do sistema SCR provou ser até 80% mais eficiente do que o sistema anterior “Euro 3”.
O que é Arla 32?
O ARLA 32 é um reagente químico injetado de maneira controlada no fluxo dos gases de escape, dentro do catalisador do veículo. A sigla “ARLA” significa Agente Redutor Líquido de NOx Automotivo. A composição do reagente é de 32,5% de ureia numa solução de água desmineralizada, dando a origem do nome “ARLA 32”, devido à porcentagem de ureia. O reagente não é tóxico, é inodoro e não é inflamável.
A pequena quantidade de solução de ureia injetada no fluxo dos gases de escape, aliado a alta temperatura do catalisador, devido a combustão, se transforma em Amônia (NH3). Dentro do catalisador SCR, a Amônia (NH3), por sua vez, reage com os Óxidos de Nitrogênio (NOx) liberando Nitrogênio (N2) e vapor de água (H2O). Isso torna os gases de escape menos poluentes para a atmosfera por ser, em grande parte, transformado em água. Reduz significativamente a emissão de material particulado, o que resulta em não vermos mais nos caminhões de grande porte a famosa “fumaça preta”.
Você precisa reabastecer esse reagente, armazenado em um reservatório específico, e não deve misturá-lo diretamente com o óleo diesel. O consumo médio estimado de ARLA 32 é de 5% em relação ao consumo de diesel, de maneira que, grosso modo, serão utilizados cerca de 5 litros de ARLA 32 para cada 100 litros de diesel.
Funcionamento do sistema de pós-tratamento SCR
Consideremos o passo a passo do sistema que pode ser dividido em 4 etapas. A primeira é tornar a condição de trabalho do sistema de pós-tratamento SCR mais favorável. Para isso, eleva-se a temperatura na câmara de combustão antes mesmo da combustão ocorrer e injeta-se Diesel puro aos gases de escape para aquecer o catalisador. Isso é possível com o uso das “pré” e “pós” injeções controladas pelo Módulo do motor. Ao aumentar a temperatura da câmara já temos como resultado a diminuição na produção de CO (Monóxido de Carbono) e HC (Hidrocarbonetos).
A segunda etapa
É a passagem dos gases de escape através de um catalisador oxidante, ainda antes da injeção do ARLA 32. O catalisador oxidante tem a função de tratar as emissões de CO, HC e material particulado de maneira parcial e leva os gases a uma temperatura apropriada para a reação total com o reagente que virá a seguir.
A terceira etapa
Os gases já aquecidos e parcialmente tratados pelo catalisador oxidante recebem uma injeção pulverizada direta do reagente ARLA 32, e por meio de uma reação química aliada a alta temperatura chegamos a amônia como resultado. A quantidade de ARLA a ser injetado e em quais momentos isso deve acontecer é controlada por uma unidade eletrônica específica para o sistema SCR.
Por fim, na quarta etapa chagamos ao catalisador SCR, onde através de metais nobres em suas “colmeias” e paredes de cerâmica vai influenciar e tornar possível a reação química dos gases de escape com o reagente ARLA 32, transformando os gases em vapor de água e nitrogênio.
No final das etapas, após o catalisador SCR, um monitoramento final do pós tratamento é feito através de um segundo sensor de temperatura, agora localizado na saída do SCR, e também por um dos componentes mais importantes do sistema – o sensor de Nox. Esse sensor informa a unidade de comando do sistema sobre a quantidade ainda presente de Nox na saída do SCR, para que a unidade eletrônica possa realizar ajustes na quantidade de ARLA injetado e no tempo dessa injeção.
Será que o ARLA é de qualidade?
Existem dois testes que podem ser feitos no reagente. O primeiro deles, é verificar se existe excesso de minerais no reagente, o que seria prejudicial às reações químicas que ele deve fazer. Esse teste pode ser feito coletando uma amostra de ARLA do reservatório do reagente e usando uma química disponível no mercado e desenvolvida para a fiscalização na qualidade do ARLA que reage com os minerais do ARLA e indica sua qualidade. Efetuaremos a análise através da coloração que o ARLA assumirá depois do contato com a química (Azul – boa qualidade e Roxo – má qualidade).
O segundo teste importante é verificar a quantidade de ureia presente no ARLA. Como considerado, a taxa de ureia no ARLA deve representar por volta de 32% da mistura total. Para efetuar esse teste devemos utilizar um refratômetro. Inicialmente conferimos a calibração do refratômetro colocando algumas gotas de água pura no visor e verificando se a linha de teste permanece em zero. Em seguida colocamos algumas gotas de ARLA no visor e verificamos a taxa de ureia, que deve estar entre 30% e 35%, sendo que 32,5% é o ideal.
É importante realizar os dois testes no reagente pois podemos encontrar anomalias em um e no outro não. Cada teste avalia uma função diferente do ARLA, sendo um a quantidade de minerais e o outro a quantidade de ureia. Por isso é importante realizar os dois testes.
Testes do sistema de pós-tratamento SCR em bancada
Com o auxílio de um simulador, uma bancada de teste e um scanner é possível realizar uma série de testes vitais para o bom funcionamento do sistema de pós tratamento SCR, mesmo sem o veículo. Alguns testes possíveis são na unidade de bombeamento, na unidade dosadora e nos códigos de falhas do módulo eletrônico de controle do sistema. Podemos verificar o acionamento da unidade e a pressão gerada, a vazão da unidade dosadora e os códigos de falhas gerados pelo sistema.
Muito útil essas informações apresentadas. Agradeço por enquanto.
Olá Ivan, ficamos felizes em ajudar!