Breve panoramica del filtro antiparticolato diesel (DPF)

Il filtro antiparticolato diesel (DPF) è diventato un equipaggiamento obbligatorio dal 2005, a seguito dell'introduzione degli standard Euro 4. Come suggerisce il suo nome in inglese, è installato nei veicoli diesel per proteggere non il motore, ma l'ambiente dalle emissioni di fuliggine. Sebbene spesso sia integrato con il convertitore catalitico, non lo duplica né lo sostituisce. Il convertitore catalitico è più rilevante nei motori a benzina, dove un DPF è essenzialmente superfluo. 
La fuliggine si forma principalmente nei motori diesel, dove la combustione del carburante è innescata non da una scintilla ma dalla compressione, risultando in temperature di combustione più basse. In queste condizioni, gli idrocarburi nei prodotti petroliferi bruciano in fasi, con l'idrogeno che si brucia per primo, mentre il carbonio rimane. Gli atomi di carbonio rimanenti si legano per formare la fuliggine, una sostanza solida. Sebbene la fuliggine costituisca meno dell'1% dei gas di scarico, può rendere le emissioni di colore nero intenso ed è un potente cancerogeno. 
Un DPF è un componente unico. Non solo raccoglie inquinanti, ma ha anche la capacità di distruggerli bruciando ad alte temperature o attraverso reazioni catalitiche. L'unità di controllo elettronico del veicolo (ECU) gestisce la pulizia di routine del DPF, solitamente durante i lunghi viaggi in autostrada. Tuttavia, questo processo di rigenerazione ben progettato spesso fallisce nella pratica, portando all'intasamento del DPF e a problemi del motore come: 
• Riduzione della potenza.• Diminuzione della velocità massima. • Aumento del consumo di carburante.Un filtro completamente intasato può rendere il veicolo inutilizzabile.

Metodi per risolvere i problemi del filtro antiparticolato diesel

Ci sono tre modi principali per affrontare il guasto del DPF:

1. Sostituire il filtro con uno nuovo. Questo è costoso, con prezzi che possono arrivare a migliaia di dollari, spesso superando la metà del valore residuo del veicolo.
2. Rimuovere e riprogrammare per soddisfare gli standard Euro 2. Questo può comportare problemi con le ispezioni del veicolo o l'ingresso nei paesi dell'UE.
3. Pulire il DPF con lavaggio chimico o altri metodi. Questo è generalmente il modo più pratico e ragionevole per risolvere il problema. 
Il risultato dipende dal metodo di pulizia utilizzato. Il metodo più economico e quindi comune oggi è il lavaggio chimico. Sebbene non sia molto efficace, permette l'uso temporaneo del veicolo. Questo metodo ha diversi svantaggi: è altamente tossico, i risultati possono essere inaffidabili e il processo è lungo, richiedendo da 8 a 12 ore di ammollo. Tuttavia, è abbastanza semplice, tanto che spesso non è necessario rimuovere il DPF. Esistono reagenti che possono semplicemente essere versati dopo aver rimosso un sensore, poi soffiati attraverso il sistema di scarico. 
Potrebbe sembrare semplice, ma i servizi automobilistici sono in costante evoluzione. È emersa una nuova gamma di servizi: la pulizia a idrogeno di motori e componenti. I sostenitori di questo metodo affermano che può (e deve) essere utilizzato per pulire efficacemente i DPF, con un'unica avvertenza: funziona solo se il DPF non è "troppo intasato", tipicamente fino all'80%. Inoltre, non è necessario rimuovere il filtro.

Perché la pulizia a idrogeno dei DPF è impossibile

È difficile capire come si possa valutare visivamente la percentuale di intasamento senza rimuovere il filtro. Anche l'attrezzatura professionale per la pulizia dei DPF, come il banco di prova MS900, misura solo la resistenza dell'aria. La descrizione della tecnologia a idrogeno, dove disponibile, è ancora più enigmatica. Ci viene promesso che una "miscela di idrogeno e ossigeno" agirà sul carbonio a livello atomico. Questo dovrebbe far sì che i depositi di carbonio si scompongano in molecole (di quale sostanza?) ed escano attraverso lo scarico.
La promessa è quella di pulire non solo il DPF, ma anche il convertitore catalitico, i pistoni, gli anelli, le valvole EGR e qualsiasi altra cosa incontri. Questo suona promettente, soprattutto per chi non ha studiato chimica, o l'ha dimenticata. In senso positivo, è teoricamente possibile pulire i depositi di carbonio con l'idrogeno, come i prodotti di ossidazione degli idrocarburi (resine, asfalti, ecc.) mescolati con impurità metalliche.
Anche i fanghi oleosi, che sono simili ma si presentano come un liquido viscoso, potrebbero reagire con l'idrogeno, formando acqua e anidride carbonica. Tuttavia, la fuliggine non è un deposito ma una formazione. Non è un composto, ma carbonio quasi puro (98%). In passato si pensava fosse amorfo, ma studi recenti ai raggi X mostrano che la fuliggine ha un basso grado di cristallinità, simile al diamante o alla grafite, ma con un tipo diverso di ibridazione sp (sp² piuttosto che sp³).
Influenzare chimicamente la struttura cristallina della fuliggine è estremamente difficile, poiché è autosufficiente. Per produrre CO₂ da essa è necessaria l'ossidazione, che richiede ossigeno, non idrogeno (che è un agente riducente, non un ossidante). Questo può essere ottenuto solo a temperature elevate (600-800°C) o con un catalizzatore. Questi metodi sono esattamente quelli utilizzati dai sistemi di pulizia del DPF in fabbrica: 
• Termico per i sistemi tedeschi (DPF).• Catalitico per i sistemi francesi (FAP).In nessuno dei due metodi è coinvolto l'idrogeno.

Attrezzatura efficace per il lavaggio del filtro antiparticolato diesel

Quando si parla di idrogeno nel contesto delle attrezzature per la pulizia del DPF, vale la pena ricordare la sua combinazione più semplice e popolare con l'ossigeno: H₂O, o acqua. Questa applicazione ha effettivamente senso, sebbene con un piccolo requisito: un banco di lavaggio per DPF come l'MS900. Questo sistema unico a tre moduli può pulire un DPF in modo completo e rapido, in 2-3 ore, e diagnosticarlo sia prima che dopo la procedura. 
I DPF di qualsiasi design vengono puliti utilizzando acqua semplice e impulsi d'aria compressa che alternano la direzione del flusso per una pulizia più accurata. Dopo il lavaggio, il DPF viene asciugato ed è completamente pronto per essere reinstallato. In questo caso, la durata e l'efficienza di filtrazione del DPF sono generalmente paragonabili a quelle di un pezzo nuovo.

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