Recirculação dos Gases de Escape (EGR)

A recirculação dos gases de escape, universalmente abreviada para EGR, é uma técnica de controlo de emissões que reencaminha uma fração doseada dos gases de escape do motor de volta à admissão, para serem novamente aspirados pelos cilindros juntamente com ar fresco. O seu único objetivo é suprimir a formação de óxidos de azoto (NOx), uma família de poluentes gerada sempre que as temperaturas de combustão sobem o suficiente para fazer reagir o azoto atmosférico com o oxigénio. Ao atacar os NOx na origem em vez de os tratar depois, a EGR tem sido, há décadas, uma pedra angular da estratégia de emissões.

O princípio subjacente é termodinâmico. Os gases de escape recirculados são em grande parte inertes — já foram queimados —, pelo que, ao deslocarem parte da carga fresca rica em oxigénio, fica disponível menos oxigénio e uma maior massa de gás a absorver calor. O resultado é uma temperatura máxima de combustão mais baixa. Como a produção de NOx cresce acentuadamente acima dos cerca de 1600 °C, mesmo uma redução modesta da temperatura da chama corta substancialmente a formação de NOx. Em contrapartida, diluir a carga pode reduzir ligeiramente a potência e a eficiência, pelo que o sistema tem de ser doseado com cuidado.

Em termos de hardware, um sistema EGR é constituído por uma válvula EGR que abre e fecha para controlar o caudal recirculado, por condutas que ligam os coletores de escape e de admissão e, na maioria dos motores modernos, por um permutador (cooler) que baixa ainda mais a temperatura do gás para maior eficácia. A unidade de comando do motor governa a válvula continuamente, abrindo-a durante a marcha a carga parcial, quando o controlo de NOx mais importa, e fechando-a ao ralenti e a plena carga, onde o gás recirculado prejudicaria a estabilidade ou o desempenho.

A EGR é usada tanto em motores diesel como a gasolina, embora com ênfase diferente. Os diesel, que funcionam com excesso de ar e elevada compressão, geram NOx consideráveis e dependeram fortemente da EGR, muitas vezes com circuitos de alta e de baixa pressão a trabalhar em conjunto. Os motores a gasolina usaram-na historicamente de forma mais pontual, mas a EGR arrefecida ganhou adeptos nas modernas unidades turbo porque também atenua a detonação e melhora a eficiência, e não apenas as emissões.

A tecnologia tem inconvenientes práticos bem conhecidos. Os gases de escape diesel recirculados transportam fuligem e, ao longo de muitos quilómetros, esta combina-se com os vapores de óleo provenientes da ventilação do cárter, revestindo a válvula EGR e a admissão com um depósito carbonoso espesso. Uma válvula obstruída ou encravada pode acender luzes de aviso, provocar funcionamento irregular e perda de desempenho, e a sua limpeza ou substituição é uma intervenção de manutenção frequente nos diesel com muitos quilómetros.

A EGR integra uma arquitetura de emissões em camadas e raramente atua sozinha. Reduz os NOx antes de se formarem, complementando a redução catalítica seletiva, que elimina os NOx que se chegam a formar, enquanto o filtro de partículas diesel trata da fuligem. Em conjunto, estes sistemas permitem aos motores modernos cumprir os exigentes limites da norma Euro 6.