Il filtro antiparticolato o trappola è l’unico dispositivo economicamente conveniente oggi disponibile per abbattere le polveri sottili emesse da un motore diesel per combustione incompleta.
Il sistema FAP attualmente in uso sulle auto diesel si dimostra capace di abbattere fino al 99,7% del particolato, mentre con un Dpf si arriva al 95%.
Si tratta di un monolito in carburo di silicio impregnato con platino e palladio in cui i canali sono alternativamente aperti e chiusi; il gas entrando nel filtro è forzato dalla particolare geometria attraverso le pareti altamente porose dove lascia il particolato uscendo pulito.
Con il tempo, e in funzione di come si usa il motore, il filtro si intasa per l’accumulo delle polveri. È prevista la rigenerazione spontanea innescata dal motore (nel DPF) oppure catalizzata dal fluido Eolys noto anche come cerina (nel FAP).
L’origine del particolato
In un motore diesel a combustione stechiometrica il particolato emesso è zero, ma nell’uso normale di un auto sono frequenti i transitori in cui la pompa eroga più gasolio di quello momentaneamente bruciabile (es. durante una brusca accelerazione); per effetto dell’iniezione il gasolio viene nebulizzato in piccole gocce; alcune non bruciano totalmente ma solo in parte, originando polveri cosiddette sottili perché possono avere dimensioni dell’ordine del micron; le temperature dei gas di scarico non sono sufficienti a bruciare questo gasolio incombusto che viene quindi emesso allo scarico.
Il particolato quindi è composto prevalentemente da materiale carbonioso e per rimuoverlo bisogna bruciarlo (ossidarlo). Questo processo si chiama rigenerazione. L’ossidazione del particolato avviene spontaneamente in presenza di O2 a temperature di circa 600°C, ma nelle auto diesel il gas di scarico non supera i 300-400°C. Si usano allora due tecniche:
a) si aumenta la temperatura dei gas di scarico (DPF);
b) si abbassa la temperatura di ossidazione con l’aiuto dei catalizzatori (FAP).
In entrambi i casi però, non sempre la procedura ha successo, per cui occorre intervenire sostituendo il filtro.
È invece inutile il lavaggio del filtro in quanto l’acqua o il prodotto usato uscirà dalle zone porose ancora libere dal particolato, risultando inefficace su quelle sporche e seriamente occluse.
BRAIN produce filtri antiparticolato di ricambio specifici per quasi tutti i modelli di auto che ne sono provvisti, e propone la rigenerazione del filtro sostituendo il monolito con un prodotto nuovo di pari qualità.
BRAIN sconsiglia invece qualsiasi tecnica di lavaggio, in quanto studi condotti su diversi filtri hanno evidenziato il conseguente insorgere di problemi collaterali e conseguenze dannose per il corretto funzionamento.
D.P.F. – Diesel particulate filter
Per eliminare il particolato è necessario creare le condizioni per l’autoinnesco di una combustione lenta che lo trasformi in CO2, acqua e ossidi di azoto. Si usa allora un filtro a secco, una trappola che trattiene il particolato e che col passare del tempo si intasa; il conseguente innalzamento della pressione e della temperatura produce l’autoinnesco della combustione lenta che brucia tutto il particolato, svuota il filtro rigenerandolo; i prodotti di reazione sono CO2, NOX e acqua.
Il riscaldamento del gas viene ottenuto iniettando una dose supplementare di combustibile che brucia a contatto con il gas caldo, coinvolgendo una buona parte delle polveri.
F.A.P. – Filtro antiparticolato
Il FAP non ha niente di diverso dal DPF, in quanto è sempre una trappola con canali aperti e chiusi capace di trattenere il particolato, ma è diverso il sistema per facilitare la combustione delle polveri riducendo il numero di rigenerazioni spontanee del filtro.
Prima del filtro viene iniettata una soluzione contenente ossido di cerio, un catalizzatore capace di catturare e liberare ossigeno a seconda della composizione temporanea del gas.
L’iniezione produce un abbassamento della temperatura di accensione del particolato e aggrega le polveri. I prodotti della combustione attraversano il catalizzatore e vengono trasformati in CO2, acqua e ossidi di azoto; le polveri non bruciate vengono trattenute dal filtro.
Il filtro viene inoltre impregnato con una miscela platino-palladio che contribuisce al processo di ossidazione bruciando ancora particolato.
Inoltre, la presenza di un catalizzatore ossidante a monte del filtro assicura una rigenerazione continua. Quindi il catalizzatore non può essere eliminato pena il rischio di un rapidissimo intasamento del filtro.
Anche l’uso di un FAP non impregnato riduce l’efficienza del sistema e l’intasamento del filtro sarà più rapido.
Quindi DPF e FAP sono in sostanza la stessa cosa, ma a cambiare è il metodo utilizzato per ridurre il numero di manutenzioni da fare al filtro.
