Filtro antiparticolato benzina (GPF)

Il filtro antiparticolato benzina, abbreviato in GPF e talvolta indicato come petrol particulate filter (PPF), è un componente dello scarico che trattiene le particelle microscopiche di particolato prodotte dai moderni motori a benzina. È l'equivalente, per i motori a benzina, del filtro antiparticolato diesel (DPF) montato da anni sulle auto a gasolio. La sua comparsa riflette una verità scomoda dei motori a benzina contemporanei: benché la combustione della benzina sia stata a lungo considerata priva di particolato, il passaggio all'iniezione diretta ha reintrodotto un problema di particelle che oggi è necessario controllare.

L'esigenza è nata in particolare con l'iniezione diretta di benzina. Quando il carburante viene spruzzato direttamente nella camera di combustione anziché nel condotto di aspirazione, ha meno tempo per mescolarsi uniformemente con l'aria e alcune goccioline bruciano in sacche localmente ricche di carburante. Questa combustione incompleta genera particolato fine, comprese particelle ultrafini molto piccole che preoccupano le autorità sanitarie. Man mano che l'iniezione diretta si è diffusa per i suoi vantaggi di efficienza e prestazioni, i motori a benzina hanno iniziato a emettere un numero di particelle che i precedenti motori a iniezione indiretta non producevano, da cui la risposta normativa.

Il filtro vero e proprio è una struttura a nido d'ape, in genere in cordierite o carburo di silicio, con un gran numero di piccoli canali paralleli. I canali sono otturati alternativamente alle due estremità opposte, costringendo i gas di scarico a passare attraverso le pareti porose. Le pareti lasciano transitare il gas ma catturano le particelle solide di particolato, raggiungendo spesso una riduzione del numero di particelle superiore al 90 per cento. Il particolato trattenuto si accumula nel tempo e deve essere periodicamente bruciato in un processo chiamato rigenerazione.

Un vantaggio importante del GPF rispetto alla controparte diesel riguarda proprio la rigenerazione. I motori a benzina lavorano a temperature molto più elevate, con gas di scarico spesso abbastanza caldi da bruciare il particolato accumulato in modo continuo e passivo durante la normale marcia, sicché nella maggior parte dei casi il filtro si pulisce da solo senza interventi particolari. Questo evita molti dei problemi di rigenerazione attiva legati ai filtri diesel, dove brevi tragitti a freddo possono impedire al filtro di raggiungere la temperatura necessaria a ripulirsi, con il rischio di intasamento. Il GPF è inoltre spesso integrato nello stesso involucro del convertitore catalitico per risparmiare spazio e sfruttare il calore già presente.

I filtri antiparticolato benzina si sono diffusi a partire dalla fase Euro 6d della normativa europea sulle emissioni, quando ai motori a benzina sono stati applicati limiti più severi sul numero di particelle per allinearli ai diesel. Nell'uso quotidiano sono in gran parte esenti da manutenzione, anche se, come ogni restrizione allo scarico, impongono una piccolissima penalizzazione di flusso, e un filtro danneggiato o contaminato può alla lunga richiedere la sostituzione.

Il GPF appartiene a una famiglia di dispositivi di post-trattamento e si comprende meglio per analogia e associazione. È l'analogo diretto del filtro antiparticolato diesel, esiste soprattutto per gestire il particolato dell'iniezione diretta, lavora insieme al convertitore catalitico che si occupa degli inquinanti gassosi ed è stato imposto su larga scala dalla normativa Euro 6.