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FASE V - aperta limites de emissões

26/07/2019

Estávamos na Fase IIIB e já o representante de um concessionário nos dizia que os gases saídos de um trator eram tão limpos que se podia abrir a marmita do almoço e aquecer a comida na ponta do escape. Exageros à parte, nessa altura já se tinha dado um grande passo na direção de motores mais limpos. E agora, com a passagem da Fase IV para a Fase V, a norma europeia aperta ainda mais as restrições às emissões poluentes em máquinas agrícolas.

Mais dispositivos em redor do motor
Desde que, em 1999, a Fase I entrou em vigor, todo o trabalho de desenvolvimento de motores está condicionado pelas normas de emissões. Generalizaram-se os sistemas de injeção common-rail e os fabricantes têm lançado motores com menor cilindrada e menor volume, mas dos quais é possível extrair maior potência.

O que tem crescido são os dispositivos instalados em redor do motor, destinados ao tratamento dos gases de escape. O emprego dessas soluções visa diminuir ao máximo a emissão de gases que contenham e propaguem substâncias tóxicas que são nocivas à saúde humana e aos ecossistemas. É o caso dos hidrocarbonetos, do monóxido de carbono, dos óxidos de azoto e das partículas.

Em resultado deste esforço, os limites permitidos para emissão de óxidos de azoto (NOx) e de partículas (PM) são 95% inferiores aos que eram tolerados há 20 anos.

O que muda com a Fase V
Estamos perante mais uma transição. A Fase IV, que estava em vigor desde 2014, dá lugar à fase V. Vejamos então o que está em causa neste nível de emissões:

  • Restringe ainda mais a emissão de partículas. De 25 mg/kWh passa para 15 mg/kWh.
  • Deixou de estar em causa apenas o volume de partículas, tendo sido fixado um limite também para o número de partículas.
  • Passou a abranger todas as classes de potência, incluindo os motores muito pequenos, abaixo dos 19 kW de potência, e os motores muito grandes, acima dos 560 kW de potência.
     

Tendências
Durante muito tempo, os fabricantes puderem escolher uma de duas vias. Ou instalavam um DPF, com o inconveniente de ser necessário fazer regeneração, ou instalavam um sistema SCR, com o inconveniente de terem de acrescentar mais um depósito e mais um fluido consumível, o DEF.

Com a Fase V aperta ainda mais a malha do crivo, e a tendência aponta no sentido de se aplicarem combinações ainda mais vastas de dispositivos. Em muitos casos, a conciliação do sistema SCR e de um DPF será a solução usual.
Como a tecnologia continua a evoluir, uma outra tendência é o aparecimento de vários dispositivos agrupados num único pacote (one-can), por vezes situado por completo fora do compartimento do motor. É por isso provável que voltemos a ver capots menos volumosos do que tem sido a prática nestes anos mais recentes.

Por fim, os constrangimentos associados à regeneração tenderão a diminuir, com as marcas a desenvolverem soluções sem manutenção, que fazem a regeneração em automático, ou nas quais uma regeneração em modo estático é pedida mais esporadicamente.
 

A ter em atenção

  • Na compra de uma máquina nova procure perceber em detalhe, junto do vendedor, como funciona o sistema de pós-tratamento de gases e que cuidados especiais requer.
  • Na compra de uma máquina usada não perca o rasto às regras de funcionamento que lhe estão associadas. Informe-se junto da marca se for necessário. Verifique ainda se o sistema não foi adulterado e se está a funcionar corretamente.


Ajuste de preço
Consultámos o mercado para percebermos o que irá acontecer na passagem para a Fase V. Algumas marcas referem uma atualização residual de preço. Mas há casos em que o ajuste pode chegar aos 2,5%, o que representa mais 5.000 Eur a pagar por uma máquina que custe 200.000 Eur.
 

 

Elementos para pós-tratamento de gases

EGR
Esta válvula redireciona parte dos gases, fazendo-os passar novamente pela câmara de combustão. Mantém uma mais baixa temperatura de combustão, o que contribui para reduzir os níveis de NOx.

DOC
É por onde os gases passam primeiro no sistema de escape. Este filtro cerâmico constituído por metais preciosos altera quimicamente os gases através de um processo de oxidação. Reduz a concentração de monóxido de carbono, de hidrocarbonetos e de algumas partículas.

DPF
É um filtro que retém as partículas de fuligem (a que vulgarmente chamamos carvão) produzidas durante a combustão e que não foram previamente oxidadas por um DOC. As partículas ficam retidas no DPF até que este seja limpo. Quando é atingido um determinado nível de obstrução o sistema indica a necessidade de fazer uma limpeza, procedimento que é conhecido como regeneração.

Regeneração passiva e ativa
Nos sistemas de regeneração passiva, a limpeza é feita automaticamente durante o trabalho a temperaturas até 360° graus.
Nos sistemas de regeneração ativa a limpeza é feita com a máquina imobilizada e o motor a funcionar a um determinado regime, sendo injetado combustível no DPF para aumentar a temperatura para lá dos 600°.
O número de vezes que é necessário fazer regeneração depende do tipo de tarefa e da restante tecnologia que compõe o sistema de pós-tratamento de gases em paralelo com o DPF.
Nos trabalhos mais pesados, em que a máquina trabalhe sob esforço e a regimes altos, a necessidade de regeneração tende a ser menos frequente. Se a máquina realizar sobretudo tarefas a baixo regime do motor, a regeneração tende a ser feita em intervalos mais curtos.
Se juntamente com o DPF existir um sistema SCR, será menos frequente a necessidade de fazer regeneração.

SCR
É constituído por um doseador e por um conversor catalítico. O sistema injeta uma solução aquosa de ureia (DEF/AdBlue) no escape para neutralizar os óxidos de azoto (NOx), convertendo-os em azoto, água e dióxido de carbono. É a última etapa de tratamento dos gases, situando-se o conversor catalítico no tambor de escape.

 

Prazos da Fase V

  • Após 1 de Janeiro de 2019
    Passaram a estar conformes com a Fase V todas as máquinas agrícolas equipadas com motores de potência inferior a 56 kW (76 cv) e com motores de potência superior a 130 kW (177 cv).
  • Após 1 de Janeiro de 2020
    Terão de estar em conformidade com a Fase V todas as máquinas agrícolas equipadas com motores que se situem num intervalo de potência entre os 56 e os 130 kW.

 

UE tem os limites mais rigorosos

A União Europeia e os Estados Unidos têm caminhado a par desde que introduziram as primeiras normas sobre emissões poluentes aplicadas a maquinaria agrícola.
Quando mencionamos o nível de emissões Fase IIB/ Tier 4interim ou Fase IV/ Tier 4Final, o termo ‘Fase’ diz respeito à norma europeia e ‘Tier’ diz respeito à norma americana. Estas diferentes designações têm por trás regras e limites de emissões que são equivalentes.
Porém, deixou de ser assim. Os Estados Unidos continuaram a aplicar a norma Tier 4Final ao passo que a UE decidiu restringir ainda mais as emissões, tornando-se a região do mundo com limites mais rigorosos.


Terminologia
As principais denominações são habitualmente apresentadas fazendo uso da sua sigla em inglês. Mas qual é o significado em português?

EGR (Exhaust Gas Recirculation) - Recirculação de Gases de Escape.
DOC (Diesel Oxidation Catalyst) - Catalisador de Oxidação Diesel.
DPF (Diesel Particulate Filter) - Filtro de Partículas Diesel.
SCR (Selective Catalyctic Reduction) - Redução Catalítica Seletiva.
DEF (Diesel Exhaust Fluid) - Fluido de Escape para motores Diesel. 
PM (Particulate Matter) - Partículas.
NOX (Nitrogen Oxides) - Óxidos de azoto.
HC (Hydrocarbons) - Hidrocarbonetos.

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