Filtri antiparticolato

Che cos'è un filtro antiparticolato?

I filtri antiparticolato sono uno dei principali elementi su cui si basano i costruttori di veicoli per garantire il rispetto dei limiti imposti dalle normative sulle emissioni. Nonostante i progressi nell'efficienza dei motori, ancora oggi non è raro vedere veicoli con nuvole nere che escono dai tubi di scappamento, soprattutto quando si accelera bruscamente. Questo fumo è segno di una combustione inefficiente, che lascia molti residui.

I gas inquinanti come il monossido di carbonio o gli idrocarburi vengono trattati con le marmitte catalitiche per auto, ma che dire delle micro particelle solide di fuliggine? Anch'esse rappresentano una seria minaccia per la salute, perché quando sono sospese nell'aria sono facilmente trasmissibili. A causa delle loro dimensioni, raggiungono facilmente i polmoni e sono collegate a problemi di salute respiratori, cardiovascolari e cancerogeni. I filtri antiparticolato sono utilizzati per eliminarli.

A cosa serve un filtro antiparticolato?

Come il convertitore catalitico, il filtro antiparticolato è un dispositivo di controllo delle emissioni di scarico. Il suo compito, tuttavia, è quello di trattenere le particelle solide di fuliggine provenienti dal funzionamento del motore a combustione e di disintegrarle successivamente.

Come già detto, è stato montato sui veicoli diesel a partire dal 2000 e attualmente è presente praticamente su tutti i veicoli diesel. D'altra parte, sebbene il concetto sia lo stesso, la tecnologia è ancora agli albori nei modelli a benzina, che tendono a funzionare a temperature più elevate e a non generare un numero così elevato di particelle.

È comune che la linea di scarico abbia un precatalizzatore nella parte anteriore, o addirittura all'interno dell'involucro metallico stesso. Come vedremo in seguito, il suo funzionamento richiede temperature elevate, quindi di solito si trova vicino al motore, dove i gas di scarico sono più caldi. Esternamente, le dimensioni e la forma variano a seconda della loro posizione sul veicolo.

Simili nell'aspetto a un convertitore catalitico o a un silenziatore, sono spesso schermati termicamente. Internamente, sono costituiti da un substrato ceramico con canali alternati non passanti, tenuti in posizione da una fascia termica protettiva tra la ceramica e l'alloggiamento in acciaio.

Come funziona un filtro antiparticolato?

I gas di scarico in entrata passano attraverso le pareti in ceramica porosa ed escono dall'altra estremità in direzione del tubo di scarico. Le particelle di fuliggine, invece, vengono trattenute e si accumulano gradualmente. Quando si raggiunge un certo livello di accumulo, deve avvenire un processo chiamato rigenerazione. Simile alla pirolisi, la rigenerazione consiste in un aumento della temperatura del gas di scarico a 700-800°C, che disintegra le particelle accumulate in modo che possano passare attraverso la ceramica e uscire dal filtro. Questa rigenerazione può essere ottenuta passivamente (con la semplice guida ad alta velocità) o attivamente (con l'intervento della gestione del motore, tramite post-iniezioni per aumentare la temperatura). Alcuni veicoli (in particolare i modelli del gruppo PSA) dispongono di un sistema che miscela uno speciale additivo con il carburante per garantire la disintegrazione delle particelle a una temperatura inferiore.

Il problema principale di questo componente è l'eccessivo accumulo di fuliggine, che potrebbe bloccare il condotto di scarico e impedire il funzionamento del veicolo.

Esistono diverse strategie per monitorare il grado di accumulo (in base al tempo trascorso dall'ultima rigenerazione, tramite un sensore di pressione differenziale tra l'ingresso e l'uscita del filtro...) per garantire che il filtro non si intasi mai.

Se si supera una certa soglia, si accende la temuta spia del filtro antiparticolato sul quadro strumenti. Un modo per pulire il filtro antiparticolato è quello di guidare per circa 15 minuti a velocità elevata e continuativa con una marcia più bassa del solito, in modo che la temperatura del filtro aumenti, il ciclo di rigenerazione sia completato e il filtro sia pronto a continuare a svolgere la sua funzione. Tuttavia, se questo avviso viene ignorato e l'accumulo di fuliggine aumenta, è possibile che venga superato un determinato livello che impedisce la rigenerazione e l'unica soluzione è la sostituzione del filtro antiparticolato.

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