O Arla 32 converte os óxidos de nitrogênio (NOx) nocivos da exaustão do seu veículo a diesel em nitrogênio e vapor de água inofensivos, reduzindo consideravelmente as emissões de NOx, que são uma das principais fontes de poluição atmosférica e também contribuem para a formação do smog em centros urbanos.
Segundo estudos feitos pela Organização Mundial da Saúde, as emissões de NOx podem contribuir para o agravamento da asma. Desde 2012, a legislação que rege os veículos a diesel no Brasil tem exigido uma drástica redução nas emissões de NOx. Os fabricantes de veículos, principalmente os para o transporte de carga, tiveram que repensar os sistemas de exaustão. Atualmente, é crescente a quantidade de carros, tratores e outros veículos não rodoviários a diesel equipados com o sistema SCR na exaustão. Conheça as normas técnicas que devem ser cumpridas sobre essa solução de ureia de elevada pureza a ser agregada ao diesel.
O Arla 32 é uma solução de ureia e água desmineralizada utilizada como reagente pelo sistema de redução catalítica. Em condições normais, o reagente é uma substância inodora e incolor, ou seja, não possui cheiro nem coloração característica.
A sigla Arla significa Agente Redutor Líquido Automotivo e o número 32 advém da concentração de 32,5% de ureia na solução. Com o intuito de diminuir o percentual de óxidos de nitrogênio (NO, NO2, etc.), substâncias tóxicas presentes nos gases de escape dos motores a combustão, o Arla 32 é pulverizado diretamente na tubulação do escapamento, reagindo quimicamente com a fumaça residual do processo de combustão do motor.
A reação química ocorre em duas etapas. Na primeira, a hidrólise do Arla 32, durante o processo de injeção do reagente, com o motor em temperatura operacional, o reagente, em contato com as moléculas de água, sofre o processo de hidrólise. A hidrólise é uma reação química onde, em contato com água, as moléculas de ureia (NH2)2)CO) tem suas ligações químicas rompidas originando outro composto químico, neste caso, a amônia (NH3): (NH)2)CO + H2O → 2NH3 + CO2.
Na segunda etapa, ocorre a redução do NOx. Dentro do catalisador, as moléculas de amônia, originadas na hidrólise do Arla 32, reagem com os óxidos de nitrogênio. Como produto dessa reação obtêm-se nitrogênio puro e vapor d´água, substâncias inofensivas, normalmente encontrada no ar atmosférico. A reação química de eliminação do óxido nítrico (NO) é 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O. Outras substâncias tóxicas são eliminadas de forma semelhante ao óxido nítrico (NO).
Dessa forma, para garantir maior eficiência do sistema de redução catalítica, é de suma importância que o reagente seja mantido dentro de algumas condições de armazenamento, a fim de evitar que o Arla 32 perca suas propriedades físico-químicas. Deve ser mantido sob temperatura controlada, entre -11º C e 35ºC. Se a temperatura estiver abaixo do valor operacional, pode ocorrer a cristalização do reagente. Caso a temperatura estiver acima de 35ºC, pode ocorrer a hidrólise prematura.
É essencial que o reagente apresente a concentração ideal de ureia. Sempre que a concentração estiver diferente de 32,5%, pequenas variações de temperatura podem comprometer a qualidade do Arla 32. Para concentrações abaixo da especificada (solução hipotônica), apresenta a formação de cristais de gelo e ureia mesmo que esteja na temperatura ideal.
Caso a solução esteja hipertônica, ou seja, apresente concentração acima de 32,5%, o reagente também pode apresentar cristalização, independente da temperatura. A concentração de ureia pode ser facilmente visualizada com o auxílio de um refratômetro. O refratômetro é um instrumento óptico utilizado para medir o índice de refração de uma substância translúcida. Por meio dele é possível determinar a concentração de uma substância dissolvida em outra.
Para calibrar o refratômetro, limpar a lâmina do refratômetro com um pano limpo. Com o auxílio de uma pipeta colocar uma amostra contendo algumas gotas de água sobre a lâmina do refratômetro. Para o funcionamento ideal do sistema de pós-tratamento, o Arla 32 não pode estar contaminado. Substâncias presentes no interior dos motores a combustão (como gasolina, óleo diesel, lubrificantes sintéticos, semissintéticos e minerais) são as impurezas mais facilmente encontradas no reagente contaminado. Essas substâncias derivadas de petróleo, compostos basicamente por carbono e hidrogênio, são denominadas hidrocarbonetos.
Em resumo, o Arla 32 é uma substância inofensiva e fácil de usar. Ele não é um combustível nem um aditivo para combustíveis, e sim uma solução de ureia com elevada pureza que é colocada em um tanque dedicado no veículo. Não é perigoso, pois não é inflamável nem explosivo. Ele é classificado como um fluido transportável de risco mínimo. Se você derramar Arla 32 nas mãos, basta lavá-las abundantemente com água.
É um reagente usado juntamente com o sistema de Redução Catalítica Seletiva ou Selective Catalytic Reduction (SCR) para reduzir quimicamente as emissões poluentes de óxidos de nitrogênio presentes nos gases de escape dos veículos a diesel, visando o atendimento do programa de controle de emissões, no Brasil denominado Proconve P-7. Também é conhecido como AdBlue, DEF (Diesel Exhaust Fluid) ou AUS 32 (Aqueous Urea Solution).
Trata de um líquido transparente e incolor, estável, fácil de usar e classificado como fluido transportável de baixo risco. Não é um combustível, nem um aditivo de combustível e precisa ser utilizado no tanque específico de Arla 32 do veículo diesel SCR, seguindo as recomendações do fabricante do veículo.
O consumo médio de Arla 32 é de 5% em relação ao consumo de diesel. Sendo assim, para cada 100 litros de diesel utiliza-se 5 litros de Arla 32. Deve ser armazenado em local seco, arejado e protegido do calor e da luz solar.
Várias problemas podem afetar a qualidade do Arla 32. Para prevenir uma contaminação, é imperativo que materiais estranhos não entrem em contato com a solução. Utilizar o Arla 32 contaminado pode levar a uma dispendiosa substituição do catalisador. O SCR representa uma tecnologia de pós-tratamento de gases que requer a utilização de um reagente chamado Arla 32, para reduzir quimicamente o NOx automotivo.
Desde 2012 no Brasil os fabricantes de veículos pesados utilizam essa tecnologia para se adequar à a nova legislação de emissões de NOx automotivo. As tecnologias concorrentes oferecem menores benefícios em eficiência do combustível e emissões mais altas de CO2. Dessa forma, o SCR é a solução de custo mais eficaz para se adequar aos padrões de emissões de NOx automotivo.
Os componentes do sistema SCR são o catalisador SCR, a unidade de injeção do Arla 32, o tanque de Arla 32 e a unidade de controle de dosagem. O Arla 32 é injetado no escapamento, antes do catalisador SCR e depois do motor. Aquecido no escapamento, decompõe-se em amônia e CO2. Quando o NOx reage com a amônia dentro do catalisador, as moléculas danosas de NOx no escapamento são convertidas em moléculas de nitrogênio e água.
A NBR ISO 22241-1 de 05/2011 – Motores diesel – Agente redutor líquido de NOx automotivo – ARLA 32 – Parte 1: Requisitos de qualidade especifica as características de qualidade do agente AUS 32 para redução de NOx (solução aquosa de ureia), que é necessário para operar conversores com redução catalítica seletiva, denominados conversores SCR (Selective Catalytic Reduction), em veículos automotores equipados com motores diesel. Os conversores SCR são particularmente adequadas para reduzir seletivamente as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) de motores diesel.
A fim de proteger o meio ambiente, mantendo a qualidade do ar a mais limpa possível, as regulamentações de emissões de exaustão em todo o mundo foram fortalecidas consideravelmente. Em veículos automotores equipados com motores diesel, as emissões de materiais particulados (MP) e óxidos de nitrogênio (NOx) são a principal preocupação, e esforços têm sido focados no desenvolvimento de tecnologia que possa reduzi-las efetivamente com perda mínima na economia de combustível.
Os conversores de redução catalítica seletiva (SCR) que utilizam solução de ureia como agente de redução são considerados uma tecnologia-chave na redução das emissões de NOx. A qualidade da solução de ureia utilizada para essa tecnologia precisa ser especificada para assegurar uma operação confiável e estável dos sistemas conversores de SCR. A série NBR ISO 22241 provê as especificações para as características de qualidade, manuseio, transporte e armazenamento, e para a interface de reabastecimento, bem como os métodos de ensaio necessários pelos fabricantes de veículos automotores e seus motores, pelos fabricantes do conversor, pelos produtores e distribuidores da solução de ureia e pelos operadores de frota.
A solução de ureia, conforme especificado nesta parte, é disponível comercialmente, por exemplo, sob a marca registrada AdBlue ou a denominação Arla 32. As características de qualidade do Arla 32 estão especificadas na tabela abaixo. Elas devem ser continuamente monitoradas pelo fabricante, seguindo um plano de ensaio válido.
O atendimento dos limites especificados na tabela deve ser verificado com os métodos de ensaio indicados. Ver Anexo A com relação as características químicas da ureia e as propriedades físicas do Arla 32. Ver Anexo B com relação à precisão dos métodos de ensaio. As recomendações para a cadeia logística desde a fábrica até o veículo, a fim de manter a alta qualidade do produto, são apresentadas no Anexo C.
Os requisitos e as recomendações para o manuseio, transporte e armazenamento serão especificados na NBR ISO 22241 -3 que, uma vez publicada, substituirá o Anexo C. As bombas de distribuição e os recipientes para a distribuição do Arla 32, de acordo com os requisitos desta parte, devem ser marcados com a designação conforme especificado na Seção 4.
A NBR ISO 22241-2 de 05/2011 – Motores diesel – Agente redutor líquido de NOx automotivo – ARLA 32 – Parte 2: Métodos de ensaio especifica os métodos de ensaio requeridos para determinação das características de qualidade do agente redutor líquido de NOx automotivo AUS 32 (solução aquosa de ureia), especificadas na NBR ISO 22241-1. Todos os métodos de ensaio referidos nesta parte incluem uma declaração de precisão de acordo com a NBR ISO 4259. Em casos de contestação, os procedimentos descritos na NBR ISO 4259 devem ser utilizados para solucionar a contestação, e a interpretação dos resultados com base na precisão do método de ensaio deve ser utilizada.
A precisão do método de ensaio, conforme determinado por análise estatística, de acordo com a NBR ISO 4259, é especificada em cada Anexo. Além disso, esta informação é resumida na tabela abaixo, do Anexo K, para todos os métodos de ensaio, para a conveniência do usuário desta parte.
A importância estatística da precisão citada nesta parte da NBR ISO 22241 é genericamente definida em 5.2 e 5.3, onde “xx (unidade)” representa a repetibilidade e reprodutibilidade em questão. A diferença entre dois resultados de ensaio obtidos pelo mesmo operador, com a mesma aparelhagem, sob condições de operação constantes sobre material de ensaio idêntico seria, a longo prazo, na operação normal e correta do método de ensaio, exceder xx (unidade) em somente um caso em 20. A diferença entre dois resultados únicos e independentes obtidos por diferentes operadores que trabalham em diferentes laboratórios sobre material de ensaio idêntico seria, a longo prazo, na operação normal e correta do método de ensaio, exceder xx (unidade) em somente um caso em 20.
Os ensaios são descritos: no Anexo A (normativo) Amostragem; no Anexo B (normativo) Determinação da concentração de ureia por nitrogênio total; no Anexo C (normativo) Índice de refração e determinação da concentração de ureia por índice de refração; no Anexo D (normativo) Determinação da alcalinidade; no Anexo E (normativo) Determinação da concentração de biureto; no Anexo F (normativo) Determinação da concentração de aldeído; no Anexo G (normativo) Determinação da concentração de insolúveis pelo método gravimétrico; no Anexo H (normativo) Determinação da concentração de fosfato pelo método fotométrico; no Anexo I (normativo) Determinação da concentração de traços de elementos (Al, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Na, Ni, Zn) pelo método ICP-OES; Anexo J (normativo) Determinação da identidade pelo método espectrométrico FTIR. No Anexo K (informativo) Precisão dos métodos de ensaio conforme tabela abaixo.
A NBR ISO 22241-3 de 05/2011 – Motores diesel – Agente redutor líquido de NOx automotivo – ARLA 32 – Parte 3: Manuseio, transporte e armazenamento descreve as melhores recomendações práticas e requisitos para o manuseio, transporte e armazenamento do agente redutor líquido de NOx automotivo AUS 32 (solução aquosa de ureia), especificado na NBR ISO 22241-1. Estas recomendações e requisitos são necessários para preservar a qualidade especificada do AUS 32 a partir de qualquer ponto de produção até o ponto onde ele for abastecido no tanque do veículo, a fim de assegurar a função adequada dos sistemas conversores de redução catalítica seletiva (SCR).
Para evitar a contaminação do Arla 32 e resistir à corrosão dos dispositivos utilizados (recipientes, tubos, válvulas, conexões, juntas, mangueiras etc.), todos os materiais em contato direto com o Arla 32 durante o manuseio, transporte e armazenamento, incluindo a amostragem, devem ser compatíveis com o Arla 32. É de responsabilidade do usuário desta parte assegurar que os materiais
corretos sejam utilizados. A lista dos materiais mostrados nas tabelas abaixo deve ser utilizada somente para orientação, até que, em período apropriado, informação mais definitiva seja estabelecida.
Qualquer material com compatibilidade incerta com o Arla 32 deve ser ensaiado. Convém que as condições de ensaio reflitam a faixa de temperatura e o tempo de contato destinados, a fim de avaliar possíveis influências na qualidade do produto, conforme especificado na NBR ISO 22241-1. Além disso, este ensaio deve assegurar que a integridade do material em contato com o Arla 32 seja mantida.
Ensaios acelerados utilizando altas temperaturas podem ser utilizados, conforme apropriado. Se uma contaminação do Arla 32 for detectada durante o manuseio, transporte e armazenamento, uma investigação deve ser realizada para determinar as causas da contaminação e tomar as ações corretivas apropriadas.
Exemplos de materiais recomendados para uso com o Arla 32 são mostrados na tabela abaixo. Esta lista foi compilada de acordo com o estado da arte e com o melhor conhecimento no momento da publicação desta parte. Exemplos de materiais não recomendados são mostrados na tabela abaixo. Esta lista foi compilada de acordo com o estado da arte e com o melhor conhecimento no momento da publicação desta parte.
A fim de evitar qualquer deterioração da qualidade durante o transporte e armazenamento, e a fim de evitar a decomposição da ureia, bem como a evaporação de água no caso de recipientes com respiro, convém que o transporte ou armazenamento prolongados acima de 25 °C sejam evitados. Isolamento pode ser requerido para os veículos de transporte. O armazenamento prolongado em temperaturas acima de 25 °C pode reduzir o prazo de validade. Entretanto, a exposição temporária em altas temperaturas necessariamente não influencia na qualidade.
A fim de evitar a solidificação do Arla 32, convém que o armazenamento abaixo de – 5 °C seja evitado. Isolamento ou meios de aquecimento podem ser requeridos para os veículos de transporte. O Arla 32 solidificado tem um volume aproximadamente 7% maior do que na forma líquida e, portanto, pode causar um estouro de um recipiente fechado totalmente cheio. Quando solidificado, que foi cuidadosamente aquecido em temperaturas não superiores a 30 °C, não será prejudicado em qualidade e pode ser utilizado tão logo a solução aquecida esteja isenta dos sólidos.
A fim de evitar o aumento excessivo da temperatura, convém que o Arla 32 seja protegido da luz solar e a fim de proteger o Arla 32 de qualquer contaminação transportada pelo ar, convém que recipientes bem fechados ou bem ventilados com filtros sejam utilizados.
A NBR ISO 22241-4 de 05/2011 – Motores diesel – Agente redutor líquido de NOx automotivo – ARLA 32 – Parte 4: Interface de reabastecimento especifica a interface de reabastecimento para o agente redutor líquido de NOx automotivo AUS 32 (solução aquosa de ureia) em conformidade com a NBR ISO 22241-1, que é necessário para operar conversores com um sistema de tratamento de exaustão de redução catalítica seletiva (SCR). Especifica os requisitos funcionais e geométricos mínimos de um sistema de reabastecimento aberto, a fim de assegurar a compatibilidade entre o sistema de reabastecimento a bordo do veículo e o sistema de reabastecimento fora do veículo. As condições de compatibilidade para um sistema de reabastecimento vedado são providas no Anexo A.
O abastecimento incorreto de Arla 32 dentro do tanque de combustível diesel é impossibilitado pela utilização de um sistema vedado. O abastecimento incorreto de combustível diesel dentro do tanque de Arla 32 a bordo do veículo também não é possível. O abastecimento de emergência (por exemplo, por recipiente de pequeno volume) deve ser possível. Um sistema de retorno para estabelecer o desligamento adequado deve ser provido.
Esta parte aplica-se a veículos comerciais e ônibus conforme definido na ISO 3833, com massa bruta do veículo maior que 3,5 t, projetados para utilizar sistemas estacionários de reabastecimento fora do veículo. Esta parte também se aplica ao bico de sistemas estacionários de reabastecimento fora do veículo. O sistema de abastecimento a bordo do veículo e o sistema de abastecimento fora do veículo devem atender aos requisitos funcionais básicos especificados na tabela abaixo.
O bocal de abastecimento permite que o fabricante do veículo ou qualquer pessoa autorizada instale ou remova um adaptador de entrada que pode acomodar um sistema aberto de abastecimento. Para detalhes dimensionais do bocal de abastecimento. Convém que a localização e a orientação geométrica do bocal de abastecimento no veículo sejam especificadas pelo fabricante do veículo, levando em consideração o espaço livre requerido para a aplicação adequada do bico de abastecimento.
