Filtro antiparticolato diesel (FAP/DPF)

Il filtro antiparticolato diesel, universalmente abbreviato in FAP o DPF, è un componente di post-trattamento dei gas di scarico che cattura la fine fuliggine prodotta dalla combustione diesel prima che possa lasciare il terminale di scarico. I motori diesel, bruciando il carburante in una fiamma disomogenea e localmente ricca, generano inevitabilmente particolato, le particelle di carbonio fuligginose da tempo associate al fumo nero e a danni respiratori e cardiovascolari. Il FAP è il dispositivo che ha reso i diesel moderni visibilmente puliti, trattenendo la grande maggioranza di quella massa di particolato.

All'interno del suo contenitore metallico si trova un monolite a nido d'ape, di norma in ceramica di cordierite o carburo di silicio, formato da migliaia di piccoli canali paralleli. Nel diffuso schema a flusso di parete, i canali sono tappati alternativamente alle estremità opposte, costringendo i gas di scarico ad attraversare le pareti porose dei canali. Il gas passa, ma le particelle di fuliggine sono troppo grandi e si depositano sulle pareti, dove si accumulano nel tempo. È un sistema molto efficace, capace di rimuovere ben oltre il novantacinque per cento del numero di particelle, ma la fuliggine intrappolata intasa progressivamente il filtro e aumenta la contropressione allo scarico, perciò deve essere periodicamente eliminata.

L'eliminazione della fuliggine si chiama rigenerazione e avviene bruciando il carbonio raccolto trasformandolo in anidride carbonica. La rigenerazione passiva si verifica con continuità quando le temperature di scarico sono sufficientemente elevate, come in un tratto autostradale veloce, spesso favorita dal biossido di azoto che agisce da ossidante. Quando il carico di fuliggine cresce troppo in assenza di tali condizioni, il motore avvia la rigenerazione attiva: inietta carburante supplementare, ritarda l'anticipo o ricorre a un bruciatore a valle per portare le temperature di scarico intorno ai 550-600 gradi Celsius e incenerire deliberatamente il deposito, un processo che dura alcuni minuti.

Questa dipendenza dal calore è all'origine della difficoltà più comune del FAP nella vita reale. Un'auto usata solo per percorsi brevi, freddi e a continui arresti può non raggiungere mai la temperatura necessaria a completare una rigenerazione; il filtro si ostruisce lentamente, compaiono le spie e il veicolo può alla fine rifiutarsi di rigenerare senza un ciclo forzato in officina o, nei casi peggiori, senza un filtro pulito o sostituito a caro prezzo. A chi possiede veicoli del genere si consiglia di norma di effettuare di tanto in tanto una guida prolungata a velocità più sostenuta. La ceramica accumula inoltre, nel corso della vita, ceneri incombustibili provenienti dagli additivi dell'olio, ragione per cui sono prescritti oli motore specifici per diesel a basso tenore di ceneri.

Montato praticamente su tutte le auto diesel a partire dalla normativa Euro 5 del 2009 e ulteriormente irrigidito sotto Euro 6, il FAP è uno dei vari dispositivi che lavorano in sinergia. Si occupa specificamente del particolato, mentre la riduzione catalitica selettiva, che dosa l'AdBlue, affronta gli ossidi di azoto, e un catalizzatore ossidante gestisce gli idrocarburi incombusti e il monossido di carbonio. L'equivalente per i motori a benzina, nato per contrastare l'aumento del particolato delle unità a iniezione diretta, è il filtro antiparticolato benzina.