Uma das caraterísticas desagradáveis dos motores a gasóleo é o elevado nível de emissão de substâncias nocivas para a atmosfera, em particular os óxidos de azoto. À medida que os regulamentos ambientais se tornaram mais rigorosos, os engenheiros tiveram de encontrar novas formas de neutralizar estes compostos. Na sequência dos sistemas de purificação, foi criada a tecnologia de redução catalítica selectiva (SCR) dos óxidos de azoto, que necessita de uma solução de ureia. Ou, por outras palavras, AdBlue. Vamos perceber o que é e porque é que um carro moderno precisa dele.
Porque é que precisa do reagente AdBlue (ureia)
O que é a ureia para gasóleo? É frequentemente referida como AdBlue, embora esta seja simplesmente uma marca registada utilizada para se referir a uma solução de ureia em água desmineralizada. O AdBlue só é utilizado na tecnologia SCR para reduzir as emissões de óxido de azoto nos gases de escape do gasóleo – como um componente de uma reação para reduzir o azoto inofensivo dos seus óxidos.
O reagente líquido é introduzido no sistema de escape do veículo, onde, ao reagir com os gases de escape (EG), ajuda a converter os óxidos de azoto em substâncias inofensivas, como o vapor de água e o azoto. Atualmente, sem esta tecnologia, os automóveis com motores diesel não podem cumprir as normas ambientais acima do protocolo Euro-5.
A marca AdBlue, cujos direitos pertencem à Associação Alemã da Indústria Automóvel (VDA), produz uma solução aquosa de ureia. Por um lado, a composição da ureia para gasóleo é simples: 32,5% de ureia purificada (o nome químico correto é diamida de ácido carbónico) e 67,5% de água desmineralizada.
No entanto, a tecnologia para produzir a solução é complexa e não está disponível para todos os fabricantes. O processo requer uma purificação escrupulosa do líquido de impurezas estranhas. E só é possível obter o nome AdBlue no recipiente depois de verificar o cumprimento das caraterísticas de acordo com os documentos VDA e a norma internacional ISO 22241 (na Alemanha – DIN 70070, na Rússia – GOST R ISO).
Um dos primeiros a utilizar a solução de ureia para motores a diesel de veículos de série (primeiro em camiões e autocarros e depois em automóveis de passageiros) no início dos anos 2000 foi a Daimler AG, que introduziu um sistema proprietário para a limpeza dos gases de escape dos motores a diesel BlueTec.
Na Rússia, em 2022, havia apenas quatro fabricantes de AdBlue, produzindo um produto legal e de alta qualidade. O reagente AdBlue não deve ser confundido com a ureia comum, utilizada como fertilizante, aditivo alimentar para animais ou em farmacologia.
Conceção e princípios básicos do sistema SCR
Nos automóveis modernos, para a redução máxima das emissões nocivas (hidrocarbonetos, enxofre, fuligem, óxidos de azoto e outros), é utilizado todo um complexo de soluções de engenharia no sistema de escape.
O seu nome comum é elementos catalíticos. Estes incluem os catalisadores do sistema de escape, bem como os filtros de partículas utilizados exclusivamente nos veículos a gasóleo.
E quanto à ureia para gasóleo: para que serve? A tecnologia de neutralização SCR baseada na utilização de ureia foi concebida para tornar os gases de escape ainda mais amigos do ambiente através de uma purificação adicional dos gases.
Existem poucos componentes no sistema de neutralização SCR. No entanto, requer não só o reabastecimento regular e o controlo do nível de ureia num depósito especial, mas também uma manutenção periódica.
O seguinte exemplo de conceção e funcionamento do sistema é totalmente válido para o sistema BlueTec da Daimler AG. Os sistemas de outros fabricantes podem diferir em pormenores, mas, em geral, funcionam segundo o mesmo princípio.
O fluido AdBlue é vertido num depósito especial, cujo volume varia entre 5 e 35 litros nos automóveis. Em regra, o depósito está equipado com um aquecedor que evita que a solução de ureia congele no frio (a sua cristalização ocorre a uma temperatura de menos 11 graus Celsius).
O gargalo de enchimento do depósito de AdBlue nos automóveis está localizado em diferentes locais: debaixo da escotilha do depósito de gasolina, na bagageira ou debaixo do capô. A ureia flui através dos tubos de alimentação para o sistema de escape, em frente do conversor catalítico.
Com a ajuda de um bocal e de um misturador (misturador), o reagente sob pressão de 4,5 a 8,5 bar é atomizado num catalisador de conceção complexa (conversor catalítico SCR), onde, em várias fases, ocorre a desativação dos óxidos de azoto até ao estado de substâncias seguras – vapor de água e azoto livre.
O processo é guiado pela eletrónica – controlando o bloco SCR, que, guiado pelas leituras do sensor que controla o óxido de azoto NOx, dosa a solução.
O consumo de ureia para gasóleo é individual para diferentes tipos de automóveis. Nos veículos de passageiros, um reabastecimento é suficiente para uma distância de até 20.000 quilómetros, e a manutenção programada e, se necessário, o reabastecimento de AdBlue é efectuado uma vez a cada 10.000 quilómetros.
Em percentagem do consumo de gasóleo, o consumo de AdBlue é o seguinte: de 4% do consumo de combustível para veículos de passageiros e até 6% para camiões pesados. Em geral, é tolerável, embora o custo de um bidão de 5 litros de AdBlue seja comparável ao preço de um volume semelhante de, por exemplo, líquido de refrigeração.
Prós e contras da ureia para gasóleo
Os prós de tais sistemas podem ser formulados em vários pontos, que são totalmente válidos para países com regulamentos e restrições ambientais rigorosos.
Os prós da utilização de ureia para motores a gasóleo:
- Missão ambiental – a capacidade de reduzir as emissões para Euro-6 e padrões mais rigorosos.
- Redução do imposto sobre a utilização de veículos e minimização das sanções por incumprimento das normas ambientais para os países onde esta prática é aplicável (daí a liquidez no mercado secundário).
- Recebimento de benefícios ao conduzir em auto-estradas com portagem, bem como ao entrar em várias povoações (relevante para os proprietários de veículos comerciais).
- Conexão relativamente simples dos módulos SCR, o que aumenta ligeiramente o custo dos veículos a gasóleo.
- Compatibilidade com conversores catalíticos, sistema ERG e sistema de filtragem de partículas.
- aumento da potência do motor e redução do consumo de combustível.
Há também desvantagens objectivas, que muitas vezes complicam seriamente o funcionamento do carro. Especialmente no clima frio da Rússia.
Desvantagens da utilização da ureia:
- Ponto de congelação elevado. Em caso de geadas fortes, a ureia pode cristalizar no sistema, interrompendo assim o funcionamento do motor. Quando o fornecimento de AdBlue é interrompido (mesmo que tenha acabado no depósito), os motores a gasóleo entram em modo de emergência, limitando a potência ou não arrancando de todo. A propósito, após o descongelamento, as propriedades de funcionamento do AdBlue mantêm-se durante algum tempo.
- A necessidade de ter uma reserva de ureia na bagageira ou na garagem. O armazenamento de ureia é uma atividade responsável. É importante observar não só um regime de temperatura rigoroso no intervalo estritamente positivo. O reagente é ativo, é capaz de interagir com ferro fundido, cobre, alumínio e uma série de outros metais. O AdBlue é contraindicado em contacto com combustíveis e lubrificantes, solventes e outros produtos químicos para automóveis. E o prazo de validade – não mais do que um ano.
- Custo significativo de reparação e manutenção dos elementos do sistema.
- Na Rússia, existem muitas contrafacções do reagente AdBlue, entre as quais é difícil identificar o produto original e seguro. Não só a vida útil do sistema de limpeza como um todo, mas também a saúde do próprio motor depende frequentemente da qualidade do reagente.
- Altos requisitos para a qualidade do gasóleo. Talvez a principal contraindicação para os sistemas de neutralização SCR na Rússia.
Resumo dos resultados
- A ureia no gasóleo é utilizada para melhorar o seu desempenho ambiental, e o reagente baseado nela é chamado AdBlue.
- O princípio de funcionamento do AdBlue é a interação com os óxidos de azoto nos gases de escape, com libertação de azoto e vapor inofensivos.
- A principal vantagem dos sistemas de neutralização SCR continua a ser a possibilidade de aumentar a classe ecológica do automóvel para a norma Euro-6.
- Na Rússia, os sistemas baseados na composição AdBlue não se enraizaram devido à vulnerabilidade da ureia ao frio, à baixa qualidade do gasóleo e do próprio reagente, bem como ao elevado custo de manutenção destes veículos.