Pode-se Instalar Filtro de Partículas Posteriormente em Veículos Antigos?

Instalar posteriormente um filtro de partículas num veículo antigo é tecnicamente possível em alguns veículos a diesel; mas isso não significa simplesmente soldar um cilindro na linha de escape. Uma retrofit bem-sucedida exige a reprogramação da gestão do motor, a integração de sensores de pressão e temperatura e a adequação ao perfil de uso real do veículo. Os sistemas homologados abrangem apenas um número reduzido de modelos de veículos; filtros instalados sem homologação são inválidos em termos de registo e inspeção.

O Que Significa Exatamente Retrofit?

Retrofit a diesel é o processo de adicionar posteriormente um dispositivo de controlo de emissões ao motor para limpar as emissões expelidas pelo escape. E também não é a única opção: a substituição do motor por uma unidade mais moderna (repower), a melhoria através de uma grande revisão ou a conversão para um combustível alternativo também são abordagens consideradas no âmbito do retrofit. Mas o nosso assunto é o mais comum: o filtro de partículas adicionado à linha de escape.

O filtro de partículas diesel (DPF) é um dispositivo de tratamento que captura e armazena as partículas de fuligem nos gases de escape, filtrando-as através de suas paredes cerâmicas porosas. O ponto crítico é o seguinte: o filtro apenas armazena, não limpa permanentemente. A fuligem acumulada é queimada através de um processo chamado regeneração. Na regeneração passiva, quando a temperatura de escape é suficientemente alta, a fuligem queima continuamente; na regeneração ativa, é aplicado calor de forma externa, injetando combustível no sistema ou usando um aquecedor elétrico. Ou seja, o filtro não é apenas uma peça mecânica isolada, mas um sistema dependente da gestão de temperatura. O sucesso ou o fracasso dos projetos de retrofit decorre precisamente dessa dependência.

Quais São os Pré-Requisitos Técnicos para Instalar um DPF num Veículo Antigo?

Deve-se falar menos do próprio filtro e mais do sistema que o envolve. Há três títulos obrigatórios: gestão do motor, integração de sensores e geometria do escape.

Gestão do motor e o problema da regeneração

Para que o DPF funcione, a temperatura de escape precisa atingir valores muito elevados; o que significa alterações na estratégia de controlo do motor. Os motores projetados de fábrica com DPF ajustam, durante a regeneração, o tempo de injeção de combustível, o excesso de ar e o comportamento do turbo em conformidade. Num motor antigo, essa estratégia de controlo não existe e o turbo existente pode não suportar a temperatura exigida pela regeneração. Em resumo, o filtro é projetado como parte de um pacote de sistema desenvolvido de fábrica; não é comprado e instalado isoladamente.

Integração de sensores

Os sistemas modernos calculam o momento obrigatório de regeneração monitorizando a queda de pressão no filtro. Nos veículos antigos, esses sensores e as entradas da unidade de controle do motor (ECU) para lê-los não existem. A eletrônica só pode programar a regeneração por estimativa; não consegue medir quanta fuligem se acumulou. Além disso, nos motores antigos com bomba distribuidora não há mecanismo para elevar artificialmente a temperatura do escapamento para a regeneração. Resultado: se o motorista não forçar o veículo o suficiente - especialmente em uso urbano de curtas distâncias - o filtro entope, e isso pode danificar o dispositivo e o motor. O uso urbano não é considerado adequado para um DPF retrofit.

Dados de temperatura do escapamento são essenciais

Programas de homologação sérios tornam essa realidade obrigatória com números. O órgão regulador da Califórnia exige que, antes da instalação de um filtro passivo, a temperatura do escapamento seja medida e registrada em pelo menos 24 horas de operação real do motor candidato; uma condição de homologação exemplar prevê que a temperatura do escapamento permaneça acima de 260 °C em pelo menos 25% do tempo. Se esse limiar não for alcançado, o filtro passivo não consegue regenerar e entope. Ou seja, a resposta ao problema não está na marca do veículo, mas no perfil térmico do seu escapamento.

É Possível Instalar GPF Depois em Veículos a Gasolina?

A resposta curta é não. O filtro de partículas a gasolina (GPF) é instalado no escapamento dos motores a gasolina de injeção direta (GDI) e trabalha em estreita integração com o catalisador, os sensores de oxigênio e o mapa do motor. Na prática, não é possível garantir que um GPF instalado posteriormente funcione corretamente junto com esses subsistemas; há subsistemas demais que precisam ser calibrados em conjunto. Em um veículo produzido em fábrica com GPF, o filtro está embutido em toda a lógica de controle desde a saída do motor; estabelecer essa integridade depois é um trabalho de engenharia próximo ao desenvolvimento de um veículo novo.

Há também uma referência sobre onde o limite técnico é traçado: em um veículo a gasolina de injeção direta, um GPF instalado posteriormente e avaliado por organizações especializadas consegue, em ciclos de laboratório, ficar abaixo do limite de contagem de partículas Euro 6c. Isso mostra que o filtro em si funciona; porém em condições de laboratório, e em compatibilidade com o pacote de ECU e sensores. No uso diário e na inspeção técnica, não é possível repetir esse experimento isoladamente.

Quais Veículos os Sistemas Retrofit Homologados Cobrem?

O retrofit só faz sentido legalmente se o dispositivo passar por uma homologação independente. O programa de verificação da Califórnia é o exemplo mais claro dessa classificação: os dispositivos são classificados de acordo com seus níveis de redução de partículas. O Nível 1 abrange catalisadores de oxidação diesel que proporcionam pelo menos 25% de redução de partículas, o Nível 2 filtros de fluxo parcial com pelo menos 50% de redução, e o Nível 3 filtros de parede porosa (wall-flow) que proporcionam pelo menos 85% ou mais de redução de emissões. Para que o dispositivo possa ser instalado, todas as condições de homologação devem ser cumpridas; podem citar-se como condições de exemplo o motor ter sido produzido entre os anos-modelo de 1993 e 2006, não utilizar EGR e estar na configuração original certificada.

Do lado europeu, o quadro é mais fragmentado. Na Alemanha, as organizações TÜV disponibilizam orientações sobre a homologação técnica e o registo de filtros de partículas aprovados e instalados posteriormente; ou seja, o registo é possível com o sistema correto. Em contrapartida, o lado dos veículos de passageiros é muito restrito: O esquema de retrofit acreditado do Reino Unido afirma claramente que não existem sistemas aprovados para veículos de passageiros a gasolina Euro 3 ou anteriores, ou a gasóleo Euro 5 ou anteriores; para veículos de passageiros a gasóleo anteriores ao Euro 6 não há sistema e também não se espera que surja. Isso mostra que o retrofit homologado se concentra sobretudo em veículos pesados, autocarros e classes de motor específicas.

Porque é que um filtro instalado sem certificação é inválido?

Na Califórnia, qualquer alteração à configuração certificada do motor é contrária à lei, a menos que se obtenha uma isenção; um filtro instalado sem autorização faz o veículo reprovar na inspeção de emissões. Na Alemanha, um filtro sem certificado de homologação não é aceite na inspeção do veículo. A regra geral é a seguinte: Para efeitos de registo e inspeção, a única coisa válida é um retrofit documentado e homologado. Um cilindro cerâmico que o mecânico mandou soldar no canal de escape não altera nem a classificação de emissões nem o resultado da inspeção. Há mesmo um risco no sentido contrário: No Reino Unido, o facto de o DPF ter sido removido ou de a carcaça apresentar vestígios visíveis de soldadura é um critério suficiente para o veículo reprovar imediatamente na inspeção anual (MOT).

O Retrofit Eleva Efetivamente a Classe Euro do Veículo?

Esta é a pergunta que gera mais confusão nesta página, e a resposta varia conforme a região. Na União Europeia, nas zonas de baixas emissões (LEZ), a classificação de emissões de um veículo pode ser elevada mediante retrofit com um dispositivo de controlo de emissões homologado, como um DPF. No exemplo de Londres, se o dispositivo de retrofit estiver certificado de forma a cumprir a norma de emissões exigida (por exemplo, Euro 4), o veículo pode entrar na zona. Em contrapartida, os Países Baixos, desde julho de 2013, exigem o pleno Euro 4 nas suas zonas ambientais e não permitem veículos com retrofit. Ou seja, o mesmo filtro físico abre a porta numa cidade, mas não noutra; o que determina é a regra de aceitação da zona.

Do lado dos veículos pesados, o quadro é mais positivo. As frotas recorrem a soluções de retrofit, instalando DPF e SCR (redução catalítica seletiva), para reduzir as emissões a um nível equivalente ao Euro 6/VI. Na literatura de investigação, um veículo de passageiros Euro 5 foi submetido a retrofit com uma unidade SCR montada por baixo e as emissões de NOx foram medidas. A avaliação da Comissão Europeia de 2020 também conclui que o retrofit pode desempenhar um papel importante no acesso de veículos antigos a zonas com restrições de trânsito por razões de qualidade do ar. Ainda assim, é preciso ter cautela: A classe Euro é um certificado oficial que consta nos registos do veículo. Um retrofit homologado pode proporcionar determinados direitos, como o acesso a zonas de baixas emissões; mas não altera a classe Euro dos registos em todos os lugares e para todos os fins.

Quanto Dura um Retrofit e Quanto Custa?

ou seja, o público-alvo são veículos cujos motores ainda são jovens, mas cuja classe de emissões ficou para trás. Quando comparado aos dados oficiais, a diferença entre as duas tecnologias de retrofit é muito clara:

O DPF reduz o material particulado em 90%, mas o preço desse desempenho é proporcional. Outros pontos que devem ser conhecidos: Os DPFs devem ser usados com combustível diesel de enxofre ultrabaixo (ULSD) e apresentam os melhores resultados em motores diesel fabricados após 1995. Os fabricantes recomendam a limpeza do filtro aproximadamente a cada 160.000 km (100.000 milhas); as garantias geralmente ficam na faixa de 160.000–240.000 km. A idade média dos veículos com DPF de retrofit está na faixa de 7–12 anos; ou seja, o público-alvo são veículos cujo motor ainda é jovem, mas cuja classe de emissões ficou para trás. No lado da relação custo-benefício, a análise da Agência de Proteção Ambiental dos EUA coloca os retrofits de DOC e DPF catalisado na faixa de 18.700–87.600 $ por tonelada de poluente reduzido; estudos realizados com frotas de ônibus confirmam que o DPF reduz as emissões de material particulado de forma rápida e com custo adequado.

Entupimento, Inspeção e Riscos de Longo Prazo

A falha mais comum do DPF de retrofit é o entupimento, cuja raiz está na insuficiência térmica que descrevemos acima. Se a temperatura do escapamento não atingir o limite para um filtro passivo, o dispositivo não consegue realizar a regeneração; o entupimento excessivo pode ocorrer mesmo com a manutenção do motor devidamente documentada. No sistema de fábrica existe uma luz de DPF e monitoramento pela ECU que alertam o motorista; no retrofit, essa infraestrutura geralmente não existe. O problema cresce sem que o motorista perceba, e o filtro e o motor podem ser danificados. A limpeza regular dos filtros cerâmicos também é essencial; as recomendações típicas apontam aproximadamente 120.000 km para a limpeza e, para a regeneração, um intervalo médio de a cada 500 km, dependendo das condições de condução.

No lado da inspeção, há quem pense o contrário: alguns tentam eliminar o problema removendo o filtro e alterando o mapa da ECU (chip tune). Esse caminho está fechado por dois motivos. O primeiro é legal: a remoção do DPF em caminhões legais para circulação é ilegal. O segundo é prático: nas inspeções anuais, o controle do DPF tornou-se padrão, e os testes que medem emissões de ruído e fumaça têm alta probabilidade de detectar veículos sem filtro ou com filtro defeituoso. Além disso, as discussões sobre a inclusão da medição do número de partículas (PN) nas inspeções continuam; ou seja, a fiscalização tende a se intensificar com o tempo, não a se afrouxar.

Uma Estrutura Prática para a Decisão

Você pode reduzir a avaliação do retrofit a quatro perguntas:

1. Existe um sistema aprovado e documentado para o seu veículo? Em veículos de passeio a diesel anteriores ao Euro 6, muito provavelmente não existe.
2. O perfil real de temperatura do escapamento do seu veículo suporta a regeneração? O uso urbano e de curtas distâncias não suporta.
3. A região onde você vive aceita veículos com retrofit? No exemplo da Holanda não é aceito; em Londres é possível com um dispositivo certificado.
4. O que o custo total - dispositivo, instalação, limpeza periódica - lhe traz de retorno? Um investimento de US$ 5.000–7.000 em um veículo de passeio frequentemente fica desproporcional ao valor do veículo.

Que a frase final seja clara: Instalar um filtro de partículas em um veículo antigo é uma solução legítima de engenharia quando o trio motor certo, perfil de uso certo e homologação certa se reúnem; quando um desses três está ausente, é uma tentativa que não passa de perda de dinheiro e tempo. Essa tecnologia, cujo valor está comprovado no lado de veículos pesados e frotas, só faz sentido para o proprietário de veículo de passeio em casos excepcionais.

Fontes

• FAQ de instalação e manutenção de DECS para veículos pesados
• Filtros de partículas diesel (DPF)
• Qualidade do Ar em Indiana: Tecnologia de Retrofitagem
• O que é retrofitagem?
• Qual retrofitagem é válida?
• União Europeia: Zonas de Baixas Emissões (LEZ)
• Esquema de Acreditação de Retrofitagem de Veículos Limpos
• Estudo sobre tecnologias de retrofitagem
• Avaliação das emissões de NOx de um carro de passageiros Euro 5 retrofitado
• Resumo Técnico do Filtro de Partículas a Gasolina (GPF)
• Retrofitagem de Filtro de Partículas: Regras & Dicas
• Tecnologia de Retrofitagem Diesel: Análise de Custos
• Como Funciona um Sistema de Pós-tratamento
• Filtros de partículas diesel e a integridade do MOT
• A remoção do DPF é legal?
• Como cumprir as exigências das LEZ usando retrofitagem