Aplicação de uréia em motor diesel

As regulamentações ambientais modernas impõem limites rígidos aos valores de emissão de poluentes nos gases de escape de um motor a diesel. Isso força os engenheiros a buscarem novas soluções para atender aos padrões. Uma delas foi o uso de uréia para o óleo diesel no sistema de pós-tratamento de escapamento SCR (Selective Catalytic Reduction). Os motores Daimler que utilizam essa tecnologia são chamados de Bluetec.

O que é o sistema SCR

O protocolo ambiental Euro 6 está em vigor em 28 países da UE desde 2015. Sob a nova norma, os fabricantes de automóveis a diesel têm requisitos rigorosos porque os motores a diesel causam enormes danos ao meio ambiente e à saúde humana, emitindo fuligem e óxidos de nitrogênio na atmosfera.

Enquanto o uso de um conversor catalítico de três vias é suficiente para limpar os gases de escape de um motor a gasolina, um dispositivo mais sofisticado para neutralizar compostos tóxicos nos gases de escape é necessário para um motor a diesel. A eficiência de limpeza de CO (monóxido de carbono), CH (hidrocarbonetos) e partículas de fuligem dos gases de escape do motor diesel aumenta em altas temperaturas de combustão, enquanto o NOx, ao contrário, diminui. A solução para este problema foi a introdução de um catalisador SCR no sistema de exaustão, que utiliza ureia diesel como base para a decomposição de compostos tóxicos de óxido de nitrogênio (NOx).

Para reduzir as emissões nocivas, os engenheiros desenvolveram um sistema especial de limpeza de diesel - Bluetec. O complexo consiste em três sistemas completos, cada um dos quais filtra compostos tóxicos e decompõe compostos químicos nocivos:

• Catalisador - neutraliza CO e CH.
• Filtro de partículas - retém partículas de fuligem.
• Conversor catalítico SCR - Reduz as emissões de NOx com ureia.

O primeiro sistema de limpeza foi usado em caminhões e carros Mercedes-Benz. Hoje, muitos fabricantes estão convertendo seus veículos para um novo sistema de limpeza e usando ureia em motores a diesel para atender aos rigorosos requisitos de controle ambiental.

Ureia técnica AdBlue

O produto final do metabolismo dos mamíferos, a uréia, é conhecido desde o século XIX. O diamida de ácido carbônico é sintetizado a partir de compostos inorgânicos e é amplamente utilizado na agricultura. Na indústria automotiva, uma solução de fluido técnico Adblue como agente ativo na purificação de gases tóxicos de exaustão de óxidos de nitrogênio.

Adblue é 40% de ureia e 60% de água destilada. A composição é injetada no sistema SCR no bocal por onde passam os gases de escape. Ocorre uma reação de decomposição, na qual o óxido nítrico se decompõe em moléculas inofensivas de nitrogênio e água.

Uréia técnica para diesel - Adblue nada tem a ver com uréia uréia, que é utilizada no setor agroindustrial e na farmacologia.

Edblue em motor diesel

Um sistema de pós-tratamento de escape líquido, ou conversor SCR, é um sistema fechado através do qual o escape de diesel livre de fuligem flui. O líquido Adblue é despejado em um tanque autônomo e injetado no tubo de escape em uma dose medida antes de entrar no conversor.

O gás misturado entra na unidade de neutralização SCR, onde ocorre uma reação química para decompor o óxido nítrico às custas da amônia na uréia. Em combinação com o óxido nítrico, as moléculas de amônia o decompõem em componentes inofensivos aos seres humanos e ao meio ambiente.

Após um ciclo de limpeza completo, a quantidade mínima de poluentes é emitida para a atmosfera, o parâmetro de emissão está em conformidade com os protocolos Euro-5 e Euro-6.

O princípio de funcionamento do sistema de purificação de gases de escape diesel

Um sistema completo de pós-tratamento do motor diesel consiste em um conversor catalítico, um filtro de partículas e um sistema SCR. O princípio de operação de limpeza em etapas:

1. Os gases de escape entram no conversor catalítico e no filtro de partículas. A fuligem é filtrada, as partículas de combustível são queimadas e o monóxido de carbono e os hidrocarbonetos são removidos.
2. O injetor é usado para injetar uma certa quantidade de AdBlue na conexão entre o filtro de partículas diesel e o catalisador SCR. As moléculas de uréia se decompõem em amônia e ácido isociânico.
3. A amônia combina com o óxido de nitrogênio, o componente mais nocivo do diesel usado. As moléculas são divididas, o que leva à formação de água e nitrogênio. Gases de exaustão inofensivos são liberados na atmosfera.

Composição da ureia para o diesel

Apesar da aparente simplicidade de um fluido de motor diesel, é impossível preparar ureia por conta própria usando fertilizante orgânico. A fórmula da molécula de uréia (NH2) 2CO, é fisicamente um cristal branco inodoro, solúvel em água e solventes polares (amônia líquida, metanol, clorofórmio, etc.).

Para o mercado europeu, o fluido é produzido sob controle da VDA (Associação Alemã da Indústria Automobilística), que emite licenças para empresas fabricantes, algumas das quais fornecem fluido para o mercado interno.

Na Rússia, a falsificação sob a marca AdBlue é superior a 50%. Portanto, ao comprar uréia para um motor a diesel fabricado na Rússia, você deve ser guiado pela marcação "Conformidade com a ISO 22241-2-2009".

Prós e contras

As vantagens de usar ureia são óbvias - somente com este reagente o sistema de tratamento de gases de escape do motor diesel SCR pode funcionar plenamente e atender aos requisitos da norma Euro 6.

Além de proteger o meio ambiente, os benefícios da purificação da uréia incluem os seguintes pontos:

• seu consumo para carros é de apenas 100 g por 1000 km;
• o sistema SCR está integrado em veículos a diesel modernos;
• em alguns países o imposto sobre o uso do veículo é reduzido se for instalado um sistema de limpeza de uréia, e não há risco de multa.

Infelizmente, o sistema também tem desvantagens:

• o ponto de congelamento da ureia é de cerca de -11 °C;
• a necessidade de reabastecimento regular;
• o custo do carro aumenta;
• uma grande quantidade de líquido Adblue falso;
• requisitos acrescidos para a qualidade do combustível;
• reparos dispendiosos em componentes do sistema.

O sistema integrado de depuração de ureia incorporado nos veículos a diesel continua a ser a única forma de reduzir as emissões tóxicas. Dificuldades na operação, alto custo dos reagentes do caminhão, fluido de baixa qualidade e óleo diesel fazem com que muitos motoristas optem por desabilitar o sistema e instalar emuladores.

No entanto, é importante entender que a ureia continua sendo o único produto químico do diesel que impede a liberação de óxido nítrico no meio ambiente, o que pode levar ao câncer.