O que muda com a chegada do Proconve 7

Breve histórico

Em meados da década de 1970, os caminhões e ônibus no Brasil passaram a usar massiçamente o Diesel como combustível ao invés da gasolina, uma vez que as necessidades de torque e potência são muito diferentes para veículos de carga e automóveis de passeio. Nesta época, as montadoras utilizavam os limites de emissão de poluentes de seus países de origem, já que não havia este tipo de legislação em nosso país.

Somente em 1986 foram aprovadas leis que impunham limites de poluição para veículos automotores. O Conama, conselho federal responsável por deliberar questões relativas ao meio ambiente, aprovou a resolução de número 18 que criava o Proconve como primeiro passo para reduzir as emissões veiculares. Para veículos pesados, que de acordo com o próprio Conama são aqueles que possuem PBT (peso bruto total, que é a soma do peso do veículo com carga máxima) superior a 3 587 kg, a primeira restrição surgiu em 1987, com a fase um do programa, atingindo apenas os ônibus urbanos e, no ano seguinte, a frota total. Nesta fase, os limites eram relativamente altos, já que os modelos a venda no Brasil ainda eram ineficientes, fato piorado pelo combustível de baixa qualidade e com alto teor de enxofre, que acaba por dificultar ainda mais a tarefa de enquadrar os motores nesta legislação.

As fases seguintes também foram implantadas de maneira gradual, obviamente valendo somente para a frota nova e, cada versão, os limites ficam menores, obrigando a adoção de soluções tecnológicas diferentes pelas montadoras. A seguir, veja a tabela com a data de implantação das fases do Proconve.

A nova fase do programa, chamada de Proconve 7 (P7), foi aprovada pela resolução 403 do Conama, de 11 de novembro de 2008 e é válida para todos os caminhões e ônibus fabricados a partir de primeiro de janeiro de 2012. Os veículos que atendem o Proconve 5, por sua vez, poderão ser emplacados até o final de dezembro de 2012. O P7 é similar a norma européia Euro 5.

Limites de poluentes

A combustão do Diesel resulta, além de monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e hidrocarbonetos (HC), presentes na queima de qualquer combustível derivado de petróleo, o material particulado (MP), também chamado de fuligem, que é basicamente carbono puro resultante da falta de oxigênio suficiente para reagir na mistura com o combustível. Como este particulado tende a ficar suspenso no ar e ser inspirado pelos seres humanos e outros animais durante a respiração, ele se torna um problema ainda maior em grandes cidades, que possuem alta concentração de pessoas e veículo Diesel dividindo o mesmo espaço.

Justamente por este motivo, este poluente recebeu maior atenção dos legisladores. Ao lado, é possível ver quais os limites de emissão de cada uma das fases do programa.

É possível perceber que o limite de emissão de CO foi de 11,2 g/kWh no Proconve 2 (P2) para 1,5 g/kWh no P7, enquanto o limite de MP foi reduzido de 0,7 no P2 para 0,02 g/kWh no P7.

Tecnologias aplicadas

Existem dois sistemas básicos, para reduzir a emissão de óxidos de nitrogênio, utilizados pelas montadoras: o EGR e o SCR. A seguir, explicaremos os funcionamento e características de cada um.

EGR

O sistema EGR (sigla em inglês para recirculação dos gases de escape) aplicado na linha pesada segue o mesmo princípio de funcionamento da versão utilizada na linha leve. Neste sistema, um tubo está ligado ao coletor de escape em uma extremidade e ao coletor de admissão em outra extremidade. Desta forma, parte do combustível não queimado que sairia pelo escape retorna ao motor para entrar novamente na combustão, auxiliando na redução de NOx e HC. Entretanto, a passagem de gás de escape é controlada por uma válvula ligada a ECU. Assim, o módulo gerenciará o sinal do sensor de NOx, fixado no escapamento após o catalisador e, se necessário, permitirá a passagem de parte dos gases para o coletor de admissão.

Entre as diferenças para as versões da linha leve do EGR é a introdução de um refrigerador do gás de escape direcionado para o sistema, de forma que a densidade deste gás é aumentada, o que proporciona menor perda de energia. A saída do EGR costuma estar ligada diretamente na entrada de sucção do turbo, misturando o ar externo e o gás de forma mais homogênea.

Para atender o P7, além da adoção de um catalisador do tipo oxidante, existe também um filtro, chamado de filtro de particulado Diesel ou DPF. Assim, os quatro poluentes presentes no gás resultante da queima de combustível serão tratados.

Veja o sistema EGR em funcionamento:

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SCR

O sistema SCR (sigla em inglês para redução catalítica seletiva) consiste em um catalisador redutor acoplado a um sistema de injeção de ARLA 32, reduzindo principalmente a emissão de NOX por acelerar a reação deste com o ar presente no interior do catalisador.

O ARLA 32 (sigla em inglês para agente redutor líquido automotivo) é um líquido composto pó 32,5% de uréia diluída em água desmineralizada. Graças a esta substância, a transformação de NOx em água e nitrogênio puros, é facilitada e feita de forma mais eficiente do que a simples passagem por uma placa de platina e ródio, elementos presentes em um catalisador convencional.

Esta substância é pulverizada no escapamento antes do gás entrar no catalisador, reduzindo a presença de NOx no gás de escape.

As montadoras trabalham com um consumo de ARLA 32 de cerca de 5% do consumo de combustível para caminhões e de 3,5% para ônibus urbanos.

Vejo o funcionamento do SRC:

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Diferenças de aplicações

O sistema EGR é indicado para veículos leves ou caminhões leves, pois elimina a presença do tanque externo de ARLA 32 e contribui para manter o peso do veículo baixo. Além disto, como os motores costumam ter baixa cilindrada e, por este motivo, tem níveis de emissões de NOx e MP menores, viabilizando a instalação do EGR com grande melhora na emissão de poluentes, ainda que a presença do DPF seja praticamente obrigatória.

Em caminhões semi-pesados ou pesados, o uso do SCR já se torna mais interessante, já que o EGR por si só não será capaz de transformar os poluentes presentes nos gases de escape de forma eficiente para os níveis exigidos pela P7 ou pela norma Euro 5.

Combustível como fator decisivo

Por mais que estas tecnologias já estejam em desenvolvimento há mais de cinco anos pelas montadoras, um grande empecilho para a sua adoção e efetivo funcionamento é o tipo de Diesel produzido e comercializado no Brasil. Atualmente, existem dois tipos principais de combustível à venda no Brasil, que são classificados conforme a quantidade de enxofre presente em sua composição: o S1800 e o S500, com 1800 e 500 ppm (partes por milhão) de enxofre por grama de combustível, respectivamente.

Para que o SCR ou o EGR possam agir de forma satisfatória, a quantidade de enxofre deve ser de no máximo 50 ppm (Diesel S50), sendo o ideal S10.

Se não bastasse esse problema, a qualidade do Diesel vendido no país ainda é inadequada em muitos postos, pois solventes e outros óleos minerais são misturados ao combustível.

Diagnóstico de bordo

A função primordial do sistema OBD (sigla em inglês para sistema de diagnóstico de bordo) é analisar a todo o momento a composição do gás que sai pelo escapamento. Para tanto, existe um sensor de NOx antes e um depois do catalisador, que és responsável por informar ao módulo eletrônico do sistema SCR sobre a quantidade desta substância no escape, para que o módulo acione a injeção de ARLA 32.

Se o sistema identificar qualquer falha, o torque será reduzido, embora isto não ocorra imediatamente. Esta redução fica em torno de 25%, contudo, em veículos maiores (acima de 16 t), a redução chega a 40%.

O sistema é capaz de identificar a falta do ARLA 32, ou a tentativa de substituí-lo por outra substância, e também reduzirá o torque, além de acender a luz de anomalia e gerar um código de falha. Para ser ter idéia da complexidade do SCR, existem até 250 códigos de falhas diferentes relacionados a este sistema.

Aplicações

Os primeiros caminhões a atenderem o P7 já foram lançados e estarão disponíveis no início do ano que vem. Veja abaixo alguns modelos:

Mercedes-Benz: exibiu em março o Axor 2831, modelo semi-pesado de caminhão e ônibus equipado com a tecnologia BlueTec5, que atende tanto o P7 quanto a Euro5;

Volvo: apresentou a nova série F, com os modelos FH e FMX;

Agrale: já disponibiliza as novas versões de chassis MA 8.7, como motor Cummins, e MA 15.0, com motor MWM International;

Cummins: apresentou os novos motores ISF de 3.8 l e 8.9 l;

MWM International: demonstrou a série MaxxForce, com os motores de 3.2 l e 4.8 l, inaugurando uma nova gama de motores.

Custos

Os modelos equipados com uma das duas tecnologias já começam a chegar ao mercado. As montadoras estimam que o preço dos veículos fique até 15% maior devido ao aumento de custos causados de fabricação. O ARLA 32, por sua vez, não possui estimativa oficial de preço, é esperado um custo similar ao europeu, que fica em torno de metade do valor do Diesel. Logicamente, o custo do combustível S50 também será maior do que o do combustível convencional.