Il Sistema SCR Peugeot: Funzionamento, Vantaggi e Affrontare le Criticità

I motori diesel moderni devono rispettare normative sempre più stringenti per ridurre l’inquinamento atmosferico. In questo contesto, il sistema SCR (Selective Catalytic Reduction - Riduzione Catalitica Selettiva) emerge come una tecnologia obbligatoria e fondamentale per i veicoli diesel, inclusi quelli prodotti da Peugeot. Questo dispositivo è progettato per neutralizzare gli ossidi di azoto (NOx) prodotti dalla combustione del gasolio, trasformandoli in sostanze meno nocive per l'ambiente e la salute umana.

L'Evoluzione del Diesel e la Necessità dell'SCR

Peugeot vanta una lunga tradizione nei propulsori diesel, che negli ultimi anni si è tradotta in una forte spinta verso soluzioni sempre più efficienti e rispettose dell’ambiente. Dal punto di vista dell’efficienza e delle prestazioni, i motori diesel Peugeot si distinguono per la loro capacità di garantire percorrenze elevate con consumi ridotti, in media tra i 20 e i 25 km/l nelle versioni più ottimizzate. Tuttavia, il progresso tecnologico è stato guidato anche dalla necessità di conformarsi a normative ambientali sempre più rigorose.

Le case costruttrici stanno sviluppando nuovi sistemi al fine di produrre automobili in grado di rispettare l'ambiente e, soprattutto, di rientrare all'interno dei parametri sempre più restrittivi delle imminenti normative (come la Euro 6) che regolano l'emissione di sostanze nocive. Produrre veicoli che non rispettano i suddetti parametri comporta salate sanzioni ai produttori; perciò le case costruttrici stanno apportando diverse innovazioni a livello tecnologico sulle vetture di più recente produzione. Per i motori diesel, oltre ai già ben noti filtri antiparticolato, valvole EGR e turbine a geometria variabile, possiamo trovare su alcuni veicoli il sistema SCR, già diffuso da diversi anni sui mezzi pesanti.

Nel 2015, la norma Euro 6 ha inasprito la tolleranza sulle emissioni inquinanti dei motori diesel. Pochi anni dopo l'obbligo di installare un filtro antiparticolato, le case automobilistiche sono state obbligate a installare un sistema SCR sui loro veicoli. Questo dispositivo, installato nel convertitore catalitico, viene spesso frainteso. Tuttavia, è relativamente semplice da utilizzare e può avere un impatto significativo sulle emissioni inquinanti.

Secondo un recente studio condotto dalla Federazione Europea per il Trasporto e l’Ambiente, l’SCR è molto più efficiente dell’EGR (Exhaust Gas Recirculation), un altro sistema per la riduzione degli NOx.

Cos'è l'AdBlue® e Come Funziona il Sistema SCR

Il sistema SCR è un metodo per convertire gli ossidi di azoto (NOx) in acqua e azoto (senza ossidi). Questo processo avviene grazie all’iniezione di AdBlue®, una soluzione composta da urea al 32,5% e acqua demineralizzata, direttamente nei gas di scarico. Il fluido di scarico diesel (DEF) o AdBlue® viene utilizzato per ridurre le emissioni nocive rilasciate nell’atmosfera. Si tratta di una soluzione composta per il 32,5% da urea sintetica ad alta purezza disciolta in acqua demineralizzata.

A temperature elevate, l’AdBlue si decompone, rilasciando ammoniaca che reagisce con gli NOx nel catalizzatore, trasformandoli in azoto e vapore acqueo. La reazione che avviene tra l'urea (CO(NH2)2) e gli ossidi di azoto (NOx) è in grado di produrre allo scarico di una vettura solamente anidride carbonica (CO2), vapore acqueo (H2O) e azoto gassoso (N2). Questi elementi sono naturalmente presenti nell'aria che respiriamo e vengono poi espulsi attraverso il tubo di scarico del veicolo.

Componenti Chiave del Sistema SCR

Il sistema SCR è formato da diversi componenti essenziali che lavorano in sinergia per garantire l'efficacia del processo di riduzione delle emissioni:

• Serbatoio AdBlue: Contiene il liquido riducente. Generalmente posizionato vicino a quello del carburante diesel, è riconoscibile per il tappo di colore azzurro. Il serbatoio dell'AdBlue può essere collocato in punti diversi, a seconda del modello di veicolo, spesso nella zona della ruota di scorta, in modo da non ridurre lo spazio a bordo.
• Centralina elettronica: Su alcuni modelli, la gestione del sistema viene effettuata da un'apposita centralina SCR, mentre su altre vetture tali funzioni sono svolte dalla centralina motore. Questa centralina calcola la quantità esatta di AdBlue® da iniettare nel flusso di scarico in base alla temperatura dei gas e alla quantità di NOx presenti.
• Pompa di alimentazione: Presente all'interno del serbatoio AdBlue, è comandata elettronicamente dalla centralina e manda in pressione l'AdBlue all'interno del circuito.
• Iniettore: Nebulizza l'AdBlue® nei gas di scarico prima che questi passino attraverso il catalizzatore. L'iniettore di AdBlue del sistema SCR è posizionato appena prima del filtro antiparticolato.
• Catalizzatore riducente: Dove avviene la reazione chimica che converte gli ossidi di azoto in azoto e vapore acqueo. Questo catalizzatore è specifico per il sistema SCR, diverso dal classico catalizzatore ossidante.
• Sonda NOx con relativa centralina: Rileva la quantità di ossidi di azoto residua a valle del catalizzatore riducente. Tale informazione viene acquisita dalla centralina SCR/motore che, eventualmente, provvede a modificare la quantità di agente riducente da iniettare. Alcune vetture dispongono di due sonde NOx, una a monte del catalizzatore riducente e l'altra a valle, consentendo alla centralina di controllare l'efficienza del catalizzatore istante per istante.
• Sonda temperatura: Aiuta a monitorare la temperatura dei gas di scarico, un fattore cruciale per l'efficienza del sistema SCR.

Il Processo di Riduzione Catalitica

In parole semplici, nel catalizzatore SCR si verificano diverse reazioni. Quando l'AdBlue viene iniettato, si avvia una reazione con gli elementi del catalizzatore tale da ridurre gli NOx del 90% all’uscita del tubo di scappamento. Al termine di questa reazione avremo solo azoto, acqua e anidride carbonica (N2, H2O e un po’ di CO2).

Per operare ad un livello di efficienza ottimale, il gas che entra nel catalizzatore SCR deve avere una certa temperatura, ovvero il tubo di scappamento deve essere sufficientemente caldo. Pertanto, la posizione del catalizzatore nel tubo di scappamento non è casuale. Alcune case automobilistiche, come PSA Peugeot Citroën, hanno deciso di collocare il loro catalizzatore SCR prima del catalizzatore DOC (Diesel Oxidation Catalyst) perché questa posizione è perfetta per ridurre il tempo di riscaldamento del catalizzatore SCR.

Quando l'AdBlue viene iniettato, crea una reazione chimica. Il prodotto si trasforma in anidride carbonica e ammoniaca, ancor prima di passare attraverso il sistema SCR. Il sistema SCR crea poi una seconda trasformazione chimica che converte direttamente gli ossidi di azoto in azoto e acqua. In effetti, con la tecnologia SCR è possibile eliminare fino all'80% degli ossidi di azoto.

Vantaggi e Benefici del Sistema SCR

La tecnologia SCR offre numerosi vantaggi che la rendono una soluzione efficace per la riduzione delle emissioni nocive:

• Riduzione Drastica degli NOx: Il principale beneficio è la significativa riduzione degli ossidi di azoto, che sono tra i più dannosi inquinanti atmosferici, particolarmente nelle aree urbane densamente popolate. L'SCR è molto più efficiente dell'EGR in questo.
• Miglioramento della Qualità dell'Aria: Contribuisce a una migliore qualità dell'aria, proteggendo la salute dei cittadini e l'ambiente.
• Conformità Normativa: Permette ai veicoli diesel di rispettare le normative Euro 6 e le successive, evitando sanzioni ai produttori e limitazioni alla circolazione per i proprietari.
• Efficienza del Motore: Il sistema SCR non è invasivo e non influisce sulla guida né sulle prestazioni del motore. I motori diesel Peugeot, equipaggiati con SCR, continuano a garantire percorrenze elevate con consumi ridotti.
• Affidabilità: Il sistema è relativamente affidabile e non presenta rischi di usura precoce o altri problemi intrinseci se mantenuto correttamente.
• Costo Contenuto dell'AdBlue: Il prezzo per litro di AdBlue è relativamente ragionevole, soprattutto considerando che il consumo non è elevato (varia tra l'1 e il 3% rispetto al consumo di gasolio).
• Continua Evoluzione: La tecnologia SCR può essere continuamente migliorata per raggiungere il massimo livello possibile di neutralizzazione degli NOx.

Problematiche Comuni del Sistema SCR Peugeot e Soluzioni

Non sempre l'innovazione procede senza intoppi. È il caso dei motori Peugeot diesel di ultima generazione (nello specifico dal 2014 in poi), che pur essendo stati progettati per coniugare prestazioni ed emissioni ridotte, hanno mostrato criticità legate al sistema SCR. Criticità così gravi che richiedevano spesso il cambio del gruppo serbatoio intero - comprensivo anche di pompa e centralina - a causa di una spia che continuava a segnalare il serbatoio come vuoto anche quando il liquido era presente. Un problema che non ha colpito solo Peugeot, ma anche Citroën, entrambe riunite sotto il gruppo Stellantis.

La casa madre, riconosciuta la portata del difetto, ha assunto impegni formali davanti all'Antitrust per evitare sanzioni legate a pratiche commerciali scorrette. Il programma di assistenza clienti considera l'età e il chilometraggio del veicolo: per modelli con meno di 5 anni o fino a 150.000 km Stellantis copre interamente i costi dei pezzi; per veicoli tra i 5 e 8 anni, la copertura parte dal 30% fino al 90%, in base ai chilometri percorsi. Inoltre, è stato attivato un nuovo programma di assistenza clienti per i casi (non rari) di "recidiva", denominato Special Coverage “4UD”.

Criticità legate all'AdBlue® e all'Iniettore

L'AdBlue®, essendo una miscela di acqua e urea al 32,5%, presenta quattro criticità principali:

1. Corrosività: È un fluido altamente corrosivo. Se per errore si dovesse mettere l'AdBlue nel serbatoio del gasolio, non bisogna assolutamente accendere il motore e procedere allo svuotamento totale, in quanto la soluzione chimica a base di Urea può causare la corrosione di tubazioni e di componenti del sistema di alimentazione.
2. Congelamento: Congela a -11°C. Il serbatoio dell’AdBlue è riscaldato per prevenire il congelamento, ma è una caratteristica da considerare in climi molto freddi.
3. Cristallizzazione: Può formare cristalli quando la temperatura di esercizio è inferiore a 260°C. Questi depositi solidi possono ostruire l'iniettore AdBlue e altre parti del sistema.
4. Durata Limitata: Ha una durata limitata, deteriorandosi dopo 12-18 mesi.

Un elemento da non trascurare è l'iniettore. Si è notato che su quello di un modello della nuova Mercedes Classe C W205 (ma anche il gruppo VAG adotta un iniettore simile), nel giro di poco più di 8.000 km, si è andato a depositare uno strato di residuo solido piuttosto spesso. Se dopo 8.000 km l'iniettore si trova in queste condizioni, è presumibile che nell'arco di 20/25.000 km si possano riscontrare malfunzionamenti o che addirittura questo si blocchi.

È consigliabile verificare periodicamente lo stato in cui versa l'iniettore dell'AdBlue e, se necessario, asportare il materiale solido depositatovi sopra, al fine di evitare la sostituzione del pezzo o problemi più gravi all'intero sistema. Nel caso di sostituzione dell'iniettore, e si consiglia anche in fase di revisione, va effettuata una procedura di apprendimento (tramite un qualsiasi strumento di diagnosi che supporti tale funzione), affinché l'apposita centralina possa valutare le "nuove" prestazioni dell'elemento.

L'iniettore AdBlue PSA 9802763880 è un componente fondamentale del sistema SCR montato su numerosi veicoli PSA (Peugeot, Citroën, DS e modelli correlati). Un iniettore AdBlue difettoso è una delle cause più comuni di problemi SCR. Scegliere il ricambio corretto è fondamentale per evitare errori e costi inutili.

Problemi legati al Livello e al Rifornimento di AdBlue®

Il consumo di AdBlue dipende da diversi fattori, come lo stile di guida, le condizioni stradali e la temperatura ambiente. In media, un veicolo consuma circa 1 litro di AdBlue ogni 1.000 km, ma questo valore può variare. Il serbatoio dell'AdBlue viene solitamente rabboccato ogni 10-15.000 chilometri. Il valore di iniezione di additivo varia tra l'1 e il 3% rispetto al consumo di gasolio.

Il livello di additivo presente nel serbatoio di bordo è segnalato dalla strumentazione che avvisa per tempo il guidatore. Quando il livello di AdBlue presente nel serbatoio raggiunge il livello minimo, la centralina di gestione motore può limitare i km di autonomia del veicolo o il suo numero massimo di avviamenti. Se il livello di AdBlue si abbassa inevitabilmente con il passare del tempo, il computer di bordo dell'auto indica quanti chilometri restano prima di dover effettuare il rabbocco. Quando l'additivo si esaurisce la centralina avvisa il guidatore e poi impedisce l'avviamento (vetture Euro 6). La normativa ambientale impone che il veicolo non possa funzionare senza un efficace sistema di abbattimento degli NOx. Impossibilità di riavvio del motore: una volta che l'autonomia con AdBlue residuo si azzera e il motore viene spento, il sistema impedirà il successivo riavvio del veicolo. Questa misura è implementata per garantire che il veicolo operi sempre nel rispetto dei limiti di emissione.

Anche dopo aver fatto il rabbocco, affinché venga resettato lo stato di "blocco" dell'avviamento, va eseguita una procedura d'apprendimento attraverso uno strumento di diagnosi in grado di supportare tale funzione.

Se il livello dell’AdBlue® fosse molto basso, potrebbero essersi formata una concentrazione errata di prodotto attorno al sensore, impedendone il corretto funzionamento e non facilitando il rilevamento del rifornimento. Per risolvere il problema, riempire completamente il serbatoio con AdBlue® e aggiungere un flacone di Crystal Clean & Protect. Durante i successivi 160 km, il sensore dovrebbe tornare a rilevare correttamente il rifornimento.

Strategie di Recovery

A seconda della logica di funzionamento delle centraline dei diversi veicoli, l'anomalia del sistema SCR potrebbe innescare delle strategie particolari: il motore potrebbe entrare in condizione di recovery, oppure avere autonomia limitata in termini di chilometri percorsi o di avviamenti effettuati.

Manutenzione e Utilizzo Corretto dell'AdBlue®

Anche se il funzionamento del sistema SCR è automatico, è fondamentale utilizzare l’AdBlue® per Peugeot certificato per evitare danni al catalizzatore e garantire l’efficacia del sistema. Esistono sul mercato diverse marche di AdBlue, alcune più economiche ma con rischi di impurità, altre più costose ma di qualità superiore. L'AdBlue è specifico per motori diesel con tecnologia SCR.

Durante il rifornimento, è importante evitare contaminazioni: non versare AdBlue nel serbatoio del gasolio e viceversa. Il bocchettone per il rabbocco dell’AdBlue è ben segnalato e distinto con un codice colore azzurro sul tappo per evitare erronei rifornimenti.

Per prevenire le problematiche legate al sistema AdBlue®, sono disponibili prodotti specifici come Crystal Clean & Protect. Si raccomanda di utilizzare un solo flacone da 125 ml per ogni pieno di AdBlue®. Crystal Clean & Protect può essere aggiunto direttamente al serbatoio dell’AdBlue® in qualsiasi momento della manutenzione. Quando si accende la spia di avviso del livello dell'AdBlue®, il serbatoio contiene ancora circa 3,5 litri di fluido.

È fondamentale sottolineare che l'AdBlue è un prodotto misterioso per molti, spesso equiparato all'urina di maiale. Tuttavia, l'urea è prodotta industrialmente per consentire una trasformazione chimica particolarmente efficace per neutralizzare gli ossidi di azoto. L'AdBlue viene venduto in bottiglie, lattine e talvolta anche direttamente nelle stazioni di servizio, in modo da poter effettuare il rabbocco non appena necessario.

Il Contesto del Mercato Automobilistico e le Emissioni

Attualmente sulle strade europee circolano 253 milioni di automobili. Notevole, vero? Questo mostra l’importanza della macchina nella nostra vita quotidiana. Il 3% di questi 253 milioni di automobili (ovvero 7,59 milioni) sono modelli nuovi venduti nel 2015, di cui il 49% diesel. Come probabilmente sapete, i governi della maggior parte delle grandi città cercano di limitare l’uso di queste auto diesel, spiegando che non hanno nulla a che vedere con il traffico cittadino e che devono sparire dalle strade il più presto possibile.

Quali sono i motivi di questo atteggiamento? Principalmente il contrasto di uno dei problemi principali causato dalle auto diesel, ovvero l’emissione di una particella denominata ossido d’azoto (NOx). Questa molecola è abbastanza dannosa per la nostra salute (come tutte le particelle fini) e, in aree densamente popolate, comprendiamo l’azione dei sindaci volta a proteggere i cittadini. Tuttavia, i nostri politici omettono di dire che, grazie a livelli di emissioni EURO sempre più rigorosi, il settore automobilistico ha compiuto sforzi eccezionali giungendo quasi ad azzerare tali emissioni.

La tecnologia SCR non è così nuova come si potrebbe immaginare. È stata sviluppata nel 1957 da una società statunitense, la Engelhard Corporation (oggi BASF). Da allora questa tecnologia viene usata nell’industria per ridurre le emissioni degli NOx di impianti industriali, imbarcazioni, treni e in numerosi altri settori. Questa competenza ha consentito ai costruttori di sviluppare una soluzione leader nella riduzione degli NOx anche nel settore automobilistico. La tecnologia SCR è arrivata molto prima sui camion. È stata introdotta già nel 2006 e si è diffusa poco dopo, prima di arrivare sulle auto. Anche i veicoli del trasporto pubblico sono interessati se hanno un motore diesel. Tuttavia, non è prevista l'installazione di sistemi SCR sui motori a benzina nel prossimo futuro, poiché i motori a benzina producono naturalmente meno NOx rispetto ai diesel.

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