Decreto-Lei n.º 47/2006 — Define as condições de colocação no mercado de certos motores de combustão interna de ignição comandada destinados a…

1.2 - Caudal de combustível e caudal total diluído. - Devem ser usados caudalímetros de combustível com a precisão definida no n.º 1.3 para medir o caudal de combustível que será utilizado para calcular as emissões (apêndice n.º 3). Ao utilizar um sistema de diluição do caudal total deve medir-se o caudal total dos gases de escape diluídos (G(índice TOTW)) com um PDP ou CFV - n.º 1.2.1.2 do anexo V. A precisão deve estar em conformidade com as disposições do n.º 2.2 do apêndice n.º 2 do anexo III ao Decreto-Lei n.º 432/99, de 25 de Outubro.

1.3 - Precisão. - A calibragem de todos os instrumentos de medida deve ser feita com base em normas nacionais (internacionais) e satisfazer os requisitos estabelecidos nos quadros n.os 2 e 3.

Quadro n.º 2 - Desvios admissíveis de instrumentos para parâmetros relacionados com os motores

(ver quadro no documento original)

Quadro n.º 3 - Desvios admissíveis de instrumentos para outros parâmetros essenciais

(ver quadro no documento original)

1.4 - Determinação dos componentes gasosos:

1.4.1 - Especificações gerais dos analisadores. - Os analisadores devem ter uma gama de medida adequada à precisão necessária para medir as concentrações dos componentes dos gases de escape (n.º 1.4.1.1). Recomenda-se que os analisadores funcionem de modo tal que as concentrações medidas fiquem compreendidas entre 15% e 100% da escala completa.

Se o valor da escala completa for igual ou inferior a 155 ppm (ou ppm C) ou se forem utilizados sistemas de visualização (computadores, dispositivos de registo de dados) que forneçam uma precisão e uma resolução suficientes abaixo de 15% da escala completa, são também aceitáveis concentrações abaixo de 15% da escala completa. Neste caso, devem ser feitas calibrações adicionais para assegurar a precisão das curvas de calibragem - n.º 1.5.5.2 do apêndice n.º 2 do presente anexo.

A compatibilidade electromagnética (CEM) do equipamento deve ser tal que minimize erros adicionais.

1.4.1.1 - Precisão. - O desvio do analisador relativamente ao ponto de calibragem nominal não pode ser superior a (mais ou menos)2% da leitura em toda a gama de medição com excepção do zero e a (mais ou menos)0,3% da escala completa no zero. A precisão será determinada de acordo com os requisitos de calibragem estabelecidos no n.º 1.3.

1.4.1.2 - Repetibilidade. - A repetibilidade, definida como 2,5 vezes o desvio padrão de 10 respostas consecutivas a um determinado gás de calibragem, não deve ser superior a (mais ou menos)1% da concentração máxima para cada gama utilizada acima de 100 ppm (ou ppm C) ou a (mais ou menos)2% de cada gama utilizada abaixo de 100 ppm (ou ppm C).

1.4.1.3 - Ruído. - A resposta pico a pico do analisador a gases de colocação no zero e de calibragem durante qualquer período de dez segundos não deve exceder 2% da escala completa em todas as gamas utilizadas.

1.4.1.4 - Desvio do zero. - A resposta ao zero é definida como a resposta média, incluindo o ruído, a um gás de colocação no zero durante um intervalo de tempo de trinta segundos. O desvio do zero durante um período de uma hora deve ser inferior a 2% da escala completa na gama mais baixa utilizada.

1.4.1.5 - Desvio de calibragem. - A resposta à calibragem é definida como a resposta média, incluindo o ruído, a um gás de calibragem durante um intervalo de tempo de trinta segundos. O desvio da resposta de calibragem durante um período de uma hora deve ser inferior a 2% da escala completa na gama mais baixa utilizada.

1.4.2 - Secagem do gás. - Os gases de escape podem ser medidos secos ou húmidos. O dispositivo de secagem do gás, caso seja utilizado, deve ter um efeito mínimo na concentração dos gases medidos. Os secadores químicos não constituem um método aceitável de remoção da água da amostra.

1.4.3 - Analisadores. - Os n.os 1.4.3.1 a 1.4.3.5 do presente apêndice descrevem os princípios de medição a utilizar. O anexo V contém uma descrição pormenorizada dos sistemas de medida.

Os gases a medir devem ser analisados com os instrumentos a seguir indicados. Para os analisadores não lineares, é admitida a utilização de circuitos de linearização.

1.4.3.1 - Análise do monóxido de carbono (CO). - O analisador de monóxido de carbono deve ser do tipo não dispersivo de absorção no infravermelho (NDIR).

1.4.3.2 - Análise do dióxido de carbono (CO(índice 2)). - O analisador de dióxido de carbono deve ser do tipo não dispersivo de absorção no infravermelho (NDIR).

1.4.3.3 - Análise do oxigénio (O(índice 2)). - Os analisadores de oxigénio devem ser do tipo detector paramagnético (PMD), de dióxido de zircónio (ZRDO) ou sensor electroquímico (ECS).

Nota. - Os sensores de dióxido de zircónio não são recomendados quando as concentrações de HC e CO são elevadas, como acontece nos motores de ignição comandada de mistura pobre. Os sensores electroquímicos devem ser compensados quanto a interferências de CO(índice 2) e NO(índice x).

1.4.3.4 - Análise dos hidrocarbonetos (HC). - Para recolha directa de amostras de gás, o analisador de hidrocarbonetos deve ser do tipo aquecido de ionização por chama (HFID) com detector, válvulas, tubagens, etc., aquecidos de modo a manter a temperatura do gás a 463 K (mais ou menos) 10 K (190ºC (mais ou menos) 10ºC).

Para recolha de amostras de gás diluído, o analisador de hidrocarbonetos deve ser do tipo detector aquecido de ionização por chama (HFID) ou do tipo detector de ionização por chama (FID).

1.4.3.5 - Análise dos óxidos de azoto (NO(índice x)). - O analisador de óxidos de azoto deve ser do tipo de quimioluminiscência (CLD) ou do tipo de quimioluminiscência aquecido (HCLD) com conversor NO(índice 2)/NO, se a medição for feita em base seca. Se a medição for feita em base húmida, deve ser utilizado um analisador HCLD com conversor mantido acima de 328 K (55ºC), desde que a verificação do efeito de atenuação da água (n.º 1.9.2.2 do apêndice n.º 2 do anexo III ao Decreto-Lei n.º 432/99, de 25 de Outubro) tenha sido satisfatória. Tanto para o CLD como para o HCLD, o percurso do gás será mantido a uma temperatura das paredes de 328 K a 473 K (55ºC a 200ºC) até ao conversor nas medições em base seca e até ao analisador nas medições em base húmida.

1.4.4 - Recolha de amostras das emissões gasosas. - Caso a composição do gás de escape seja afectada por um sistema de pós-tratamento do escape, a amostra dos gases de escape deverá ser recolhida a jusante desse dispositivo.

A sonda de recolha de amostras de gases de escape deve ser colocada num lado de pressão elevada do silencioso, mas tão longe quanto possível do colector de escape. Para assegurar a mistura completa dos gases de escape do motor antes da extracção da amostra, pode opcionalmente ser inserida uma câmara de mistura entre a saída do silencioso e a sonda de recolha. O volume interno da câmara de mistura não deve ser superior a 10 vezes a cilindrada do motor em ensaio e deve apresentar dimensões aproximadamente iguais em altura, largura e profundidade, ou seja, deve ser semelhante a um cubo. A dimensão da câmara de mistura deve ser tão pequena quanto possível e deve estar acoplada tão perto quanto possível do motor. A linha de escape que sai da câmara de mistura ou do silenciador deve prolongar-se até uma distância mínima de 610 mm do local da sonda de recolha e ter uma dimensão suficiente para minimizar a contrapressão. A temperatura da superfície interna da câmara de mistura deve ser mantida a uma temperatura superior ao ponto de condensação dos gases de escape, recomendando-se uma temperatura mínima de 338 K (65ºC).

Todos os componentes podem ser facultativamente medidos directamente no túnel de diluição ou através da recolha de amostras para um saco e subsequente medição da concentração no saco de recolha de amostras.

APÊNDICE N.º 2

1 - Calibragem dos instrumentos de análise:

1.1 - Introdução. - Cada analisador deve ser calibrado tantas vezes quantas as necessárias para satisfazer os requisitos de precisão da presente norma. O método de calibragem a utilizar para os analisadores indicados no n.º 1.4.3 do apêndice n.º 1 está descrito nos pontos seguintes.

1.2 - Gases de calibragem. - O prazo de conservação de todos os gases de calibragem deve ser respeitado.

A data de termo desse prazo indicada pelo fabricante dos gases deve ser registada.

1.2.1 - Gases puros. - A pureza exigida para os gases é definida pelos limites de contaminação abaixo indicados. Deve-se dispor dos seguintes gases:

Azoto purificado (contaminação (igual ou menor que) 1 ppm C, (igual ou menor que) 1 ppm CO, (igual ou menor que) 400 ppm CO(índice 2) (igual ou menor que) 0,1 ppm NO);

Oxigénio purificado (pureza (maior que) 99,5% vol. O(índice 2));

Mistura hidrogénio-hélio (40% (mais ou menos) 2% de hidrogénio, restante hélio); contaminação (igual ou menor que) 1 ppm C, (igual ou menor que) 400 ppm CO(índice 2);

Ar de síntese purificado [contaminação (igual ou menor que) 1 ppm C, (igual ou menor que) 1 ppm CO, (igual ou menor que) 400 ppm CO(índice 2) (igual ou menor que) 0,1 ppm NO (teor de oxigénio entre 18% e 21% vol.)].

1.2.2 - Gases de calibragem. - Devem estar disponíveis misturas de gases com as seguintes composições químicas:

C(índice 3)H(índice 8) e ar de síntese purificado (v. n.º 1.2.1);

CO e azoto purificado;

NO(índice x) e azoto purificado (a quantidade de NO(índice 2) contida neste gás de calibragem não deve exceder 5% do teor de NO);

CO(índice 2) e azoto purificado;

CH(índice 4) e ar de síntese purificado;

C(índice 2)H(índice 6) e ar de síntese purificado.

Nota. - São admitidas outras combinações de gases desde que estes não reajam entre si.

A concentração real de um gás de calibragem deve ser o valor nominal com uma tolerância de (mais ou menos)2%. Todas as concentrações dos gases de calibragem devem ser indicadas em volume (percentagem ou ppm em volume).

Os gases utilizados para a calibragem podem também ser obtidos através de dispositivos de mistura de gases de grande precisão (misturadores-doseadores de gases), por diluição de N(índice 2) purificado ou de ar de síntese purificado. A precisão do dispositivo misturador deve ser tal que a concentração dos gases de calibragem diluídos possa ser determinada com uma aproximação de (mais ou menos)1,5%. Esta precisão implica que os gases primários utilizados para a mistura devem ser conhecidos com uma precisão mínima de (mais ou menos)1%, com base em normas nacionais ou internacionais sobre gases. A verificação será efectuada entre 15% e 50% da escala completa relativamente a cada calibragem que inclua um dispositivo de mistura.

Em alternativa, o dispositivo de mistura pode ser verificado com um instrumento que por natureza é linear, utilizando gás NO com um CLD. O valor de calibragem do instrumento deve ser ajustado com o gás de calibragem directamente ligado ao instrumento. O dispositivo de mistura deve ser verificado com as regulações utilizadas e o valor nominal será comparado com a concentração medida pelo instrumento. Esta diferença deve, em cada ponto, situar-se a (mais ou menos)0,5% do valor nominal.

1.2.3 - Gases de verificação da interferência do oxigénio. - Os gases de verificação da interferência do oxigénio devem conter propano com uma concentração de C de 350 ppm (mais ou menos) 75 ppm. O valor da concentração deve ser determinado com as tolerâncias para os gases de calibragem através de análise cromatográfica dos hidrocarbonetos totais acrescidos de impurezas ou através de mistura dinâmica. O azoto deve ser o solvente predominante, sendo o restante oxigénio. A mistura exigida para o ensaio de motores a gasolina é a seguinte:

Concentração de interferência do O(índice 2) - balanço;

10 (9 a 11) - azoto;

5 (4 a 6) - azoto;

0 (0 a 1) - azoto.

1.3 - Processo de funcionamento dos analisadores e do sistema de recolha de amostras. - O processo de funcionamento dos analisadores deve ser o indicado nas instruções de arranque e funcionamento do respectivo fabricante. Devem ser respeitados os requisitos mínimos indicados nos n.os 1.4 a 1.9. Relativamente a instrumentos de laboratório como os de cromatografia em fase gasosa (GC) e de cromatografia líquida de alta resolução (HPLC), apenas é aplicável o n.º 1.5.4.

1.4 - Ensaio de estanquidade. - Deve ser efectuado um ensaio de estanquidade do sistema. Para tal, desliga-se a sonda do sistema de escape e obtura-se a sua extremidade. Liga-se a bomba do analisador. Após um período inicial de estabilização, todos os debitómetros devem indicar zero. Se tal não acontecer, as linhas de recolha de amostras devem ser verificadas e a anomalia corrigida.

A taxa de fuga máxima admissível no lado do vácuo é de 0,5% do caudal durante a utilização para a parte do sistema que está a ser verificada. Os caudais do analisador e do sistema de derivação podem ser utilizados para estimar os caudais em utilização.

Em alternativa, o sistema pode ser evacuado até uma pressão mínima de 20 kPa de vácuo (80 kPa absolutos). Após um período inicial de estabilização, o aumento de pressão (delta)p p (kPa/min) no sistema não deve exceder:

(delta)p = p/V(índice syst) x 0,005 x fr

em que:

V(índice syst) = volume do sistema [l];

fr = caudal do sistema [l/min].

Outro método consiste na introdução de uma modificação do patamar de concentração no início da linha de recolha de amostras, passando do gás de colocação em zero para o gás de calibragem. Se, após um período adequado de tempo, a leitura revelar uma concentração inferior à introduzida, este facto aponta para problemas de calibragem ou de estanquidade.

1.5 - Processo de calibragem:

1.5.1 - Conjunto do instrumento. - O conjunto do instrumento deve ser calibrado, sendo as curvas de calibragem verificadas em relação a gases padrão. Os caudais de gás utilizados serão os mesmos que para a recolha de gases de escape.

1.5.2 - Tempo de aquecimento. - O tempo de aquecimento deve ser conforme com as recomendações do fabricante. Se não for especificado, recomenda-se um mínimo de duas horas para o aquecimento dos analisadores.

1.5.3 - Analisador NDIR e HFID. - O analisador NDIR deve ser regulado conforme necessário e a chama de combustão do analisador HFID optimizada (n.º 1.9.1).

1.5.4 - GC e HPLC. - Ambos os instrumentos devem ser calibrados de acordo com as boas práticas laboratoriais e as recomendações do fabricante.

1.5.5 - Estabelecimento das curvas de calibragem:

1.5.5.1 - Orientações gerais:

1.5.5.2 - Métodos alternativos. - Podem ser utilizadas outras técnicas (por exemplo, computadores, comutadores de gama controlados electronicamente, etc.) se se puder provar que fornecem uma exactidão equivalente.

1.6 - Verificação da calibragem. - Cada gama de funcionamento normalmente utilizada deve ser verificada antes de cada análise de acordo com o processo a seguir indicado.

Para verificar a calibragem, utiliza-se um gás de colocação no zero e um gás de calibragem cujo valor nominal é superior a 80% da escala completa da gama de medida.

Se, para dois pontos dados, o valor encontrado não diferir do valor de referência declarado em mais de (mais ou menos)4% da escala completa, os parâmetros de ajustamento podem ser modificados. Se não for esse o caso, o gás de calibragem deve ser verificado ou deve ser estabelecida uma nova curva de calibragem de acordo com o n.º 1.5.5.1.

1.7 - Calibragem do analisador do gás marcador para medições do caudal dos gases de escape. - O analisador para medição da concentração de gás marcador deve ser calibrado utilizando o gás padrão.

A curva de calibragem será estabelecida no mínimo em 10 pontos de calibragem (excluindo o zero) a intervalos que permitam que metade dos pontos de calibragem se situem entre 4% e 20% da escala completa do analisador e os restantes se situem entre 20% e 100% da escala completa. A curva de calibragem será calculada pelo método dos quadrados mínimos.

A curva de calibragem não deve afastar-se mais de (mais ou menos)l% da escala completa relativamente ao valor nominal de cada ponto de calibragem, na gama de 20% a 100% da escala completa. A curva de calibragem não deve afastar-se mais de (mais ou menos)2% da leitura do valor nominal na escala de 4% a 20% da escala completa. O analisador deve ser colocado no zero e calibrado antes da realização do ensaio utilizando um gás de colocação no zero e um gás de calibragem cujo valor nominal seja superior a 80% da escala completa do analisador.

1.8 - Ensaio de eficiência do conversor de NO(índice x). - A eficiência do conversor utilizado para a conversão de NO(índice 2) em NO é ensaiada conforme indicado nos n.os 1.8.1 a 1.8.8 (figura n.º 1 do apêndice n.º 2 do anexo III ao Decreto-Lei n.º 432/99, de 25 de Outubro).

1.8.1 - Instalação de ensaio. - Usando a instalação de ensaio indicada na figura n.º 1 referida no número anterior e o método abaixo indicado, a eficiência dos conversores pode ser ensaiada através de um ozonisador.

1.8.2 - Calibragem. - O CLD e o HCLD devem ser calibrados na gama de funcionamento mais comum seguindo as especificações do fabricante e utilizando um gás de colocação no zero e um gás de calibragem (cujo teor de NO deve ser igual a cerca de 80% da gama de funcionamento, devendo a concentração de NO(índice 2) da mistura de gases ser inferior a 5% da concentração de NO). O analisador de NO(índice x) deve estar no modo NO para que o gás de calibragem não passe através do conversor. A concentração indicada deve ser registada.

1.8.3 - Cálculo. - A eficiência do conversor de NO(índice x) é calculada do seguinte modo:

Eficiência (%) = (1 + (a-b)/(c-d)) x 100

em que:

a = concentração de NO(índice x) de acordo com o n.º 1.8.6;

b = concentração de NO(índice x) de acordo com o n.º 1.8.7;

c = concentração de NO de acordo com o n.º 1.8.4;

d = concentração de NO de acordo com o n.º 1.8.5.

1.8.4 - Adição de oxigénio. - Através de um T, junta-se continuamente oxigénio ou ar de colocação no zero ao fluxo de gás até que a concentração indicada seja cerca de 20% menor do que a concentração de calibragem indicada no n.º 1.8.2. (O analisador está no modo NO.)

Regista-se a concentração indicada em c. O ozonisador é mantido desactivado ao longo do processo.

1.8.5 - Activação do ozonisador. - Activa-se então o ozonisador para fornecer ozono suficiente para fazer baixar a concentração de NO a cerca de 20% (mínimo 10%) da concentração de calibragem indicada no n.º 1.8.2. Regista-se a concentração indicada em d. (O analisador está no modo NO.)

1.8.6 - Modo NO(índice x). - Comuta-se então o analisador de NO para o modo NO(índice x) para que a mistura de gases (constituída de NO, NO(índice 2), O(índice 2) e N(índice 2)) passe agora através do conversor. Regista-se a concentração indicada em a. (O analisador está no modo NO(índice x).)

1.8.7 - Desactivação do ozonisador. - Desactiva-se então o ozonisador. A mistura de gases descrita no n.º 1.8.6 passa através do conversor para o detector. Regista-se a concentração indicada em b. (O analisador está no modo NO(índice x).)

1.8.8 - Modo NO. - Comutado para o modo NO com o ozonisador desactivado, o fluxo de oxigénio ou de ar de síntese fica também desligado. A leitura de NO(índice x) do analisador não deve desviar-se mais de (mais ou menos)5% do valor medido de acordo com o n.º 1.8.2. (O analisador está no modo NO.)

1.8.9 - Intervalo dos ensaios. - A eficiência do conversor deve ser verificada mensalmente.

1.8.10 - Eficiência exigida. - O rendimento do conversor não deve ser inferior a 90%, mas recomenda-se fortemente um rendimento, mais elevado, de 95%.

Nota. - Se, estando o analisador na gama mais comum, o ozonisador não permitir obter uma redução de 80% para 20% de acordo com o n.º 1.8.5, deve utilizar-se então a gama mais alta que permita esta redução.

1.9 - Ajustamento do FID:

1.9.1 - Optimização da resposta do detector. - O HFID deve ser ajustado conforme especificado pelo fabricante do instrumento. Deve utilizar-se um gás de calibragem contendo propano no ar para optimizar a resposta na gama de funcionamento mais comum.

Com os caudais de combustível e de ar regulados de acordo com as recomendações do fabricante, introduz-se no analisador um gás de calibragem com uma concentração de C de 350 ppm (mais ou menos) 75 ppm. A resposta com um dado fluxo de combustível deve ser determinada a partir da diferença entre a resposta com um gás de calibragem e a resposta com um gás de colocação no zero. O fluxo de combustível deve ser aumentado e reduzido progressivamente em relação à especificação do fabricante. Registam-se as respostas, com o gás de calibragem e o gás de colocação no zero, a esses fluxos de combustível. Desenha-se a curva da diferença entre as duas respostas e ajusta-se o fluxo de combustível em função da parte mais rica da curva. Esta é a regulação inicial do caudal, que poderá necessitar de uma maior optimização consoante os resultados do factor de resposta aos hidrocarbonetos e da verificação da interferência do oxigénio de acordo com os n.os 1.9.2 e 1.9.3.

Se os factores de interferência do oxigénio ou de resposta dos hidrocarbonetos não satisfizerem as especificações a seguir indicadas, o fluxo de ar será progressivamente aumentado e reduzido relativamente às especificações do fabricante e os n.os 1.9.2 e 1.9.3 devem ser repetidos para cada caudal.

1.9.2 - Factores de resposta para hidrocarbonetos. - O analisador deve ser calibrado utilizando propano em ar e ar de síntese purificado, de acordo com o n.º 1.5.

Os factores de resposta devem ser determinados ao colocar um analisador em serviço e após longos períodos de utilização. O factor de resposta (R(índice f)) para uma dada espécie de hidrocarboneto é a relação entre a leitura Cl no FID e a concentração de gás no cilindro, expressa em ppm Cl.

A concentração do gás de ensaio deve situar-se a um nível que dê uma resposta de cerca de 80% da escala completa. A concentração deve ser conhecida com uma precisão de (mais ou menos) 2% em relação a um padrão gravimétrico expresso em volume. Além disso, o cilindro de gás deve ser pré-condicionado durante vinte e quatro horas a uma temperatura de 298 K (25ºC) (mais ou menos) 5 K.

Os gases de ensaio a utilizar e as gamas dos factores de resposta recomendados são os seguintes:

Metano e ar de síntese purificado - 1,00 (igual ou menor que) Rf (igual ou menor que) 1,15;

Propileno e ar de síntese purificado - 0,90 (igual ou menor que) Rf (igual ou menor que) 1,1;

Tolueno e ar de síntese purificado - 0,90 (igual ou menor que) Rf (igual ou menor que) 1,10.

Estes valores são relativos ao factor de resposta (R(índice f)) de 1 para o propano e o ar de síntese purificado.

1.9.3 - Verificação da interferência do oxigénio. - A verificação da interferência do oxigénio deve ser determinada ao colocar o analisador em serviço e após longos períodos de utilização. Será escolhida uma gama em que os gases de verificação da interferência do oxigénio se situam nos 50% superiores. O ensaio será realizado com a temperatura do forno regulada conforme estabelecido. Os gases de interferência do oxigénio são especificados no n.º 1.2.3.

O(índice 2)I =((B-C)/B) x 100

ppmC = A/D

em que:

A = concentração de hidrocarbonetos (ppm C) do gás de calibragem utilizado na alínea b);

B = concentração de hidrocarbonetos (ppmC) dos gases de verificação da interferência do oxigénio utilizados na alínea d);

C = resposta do analisador;

D = percentagem da resposta do analisador na escala completa devido a A.

1.10 - Efeitos de interferência com os analisadores de CO, CO(índice 2), NO(índice x) e O(índice 2). - Os gases que não são o gás objecto de análise podem interferir na leitura de vários modos. Verifica-se uma interferência positiva nos instrumentos NDIR e PMD quando o gás que interfere tem o mesmo efeito que o gás que está a ser medido, mas em menor grau. Verifica-se uma interferência negativa nos instrumentos NDIR quando o gás que interfere alarga a banda de absorção do gás que está a ser medido, e nos instrumentos CLD quando o gás que interfere atenua a radiação. As verificações da interferência indicadas nos n.os 1.10.1 e 1.10.2 devem ser efectuadas antes da utilização inicial do analisador e após longos períodos de serviço, mas no mínimo uma vez por ano.

1.10.1 - Verificação da interferência no analisador de CO. - A água e o CO(índice 2) podem interferir com o comportamento do analisador de CO. Deixa-se, portanto, borbulhar na água à temperatura ambiente um gás de calibragem que contenha CO(índice 2) com uma concentração de 80% a 100% da escala completa da gama de funcionamento máxima utilizada durante o ensaio, registando-se a resposta do analisador. A resposta do analisador não deve ser superior a l% da escala completa para as gamas iguais ou superiores a 300 ppm ou superior a 3 ppm para as gamas inferiores a 300 ppm.

1.10.2 - Verificações da atenuação do analisador de NO(índice x). - Os dois gases a considerar para os analisadores CLD (e HCLD) são o CO(índice 2) e o vapor de água. Os graus de atenuação desses gases são proporcionais às suas concentrações e exigem, portanto, técnicas de ensaio para determinar o efeito de atenuação às concentrações mais elevadas esperadas durante o ensaio.

1.10.2.1 - Verificação do efeito de atenuação do CO(índice 2). - Faz-se passar um gás de calibragem contendo CO(índice 2) com uma concentração de 80% a 100% da escala completa da gama máxima de funcionamento através do analisador NDIR, registando-se o valor de CO(índice 2) como A. A seguir dilui-se cerca de 50% com um gás de calibragem do NO e passa-se através do NDIR e (H)CLD, registando-se os valores de CO(índice 2) e NO como B e C respectivamente. Fecha-se a entrada de CO(índice 2) e deixa-se passar apenas o gás de calibragem do NO através do (H)CLD, registando-se o valor de NO como D.

A atenuação, que não deve ser superior a 3% da escala completa, será calculada da seguinte forma:

% de atenuação do CO(índice 2) = {1 - [(C x A)/((D x A) - (D x B))]} x 100

em que:

A = concentração do CO(índice 2) não diluído medida com o NDIR (%);

B = concentração do CO(índice 2) diluído medida com o NDIR (%);

C = concentração do NO diluído medida com o CLD (ppm);

D = concentração do NO não diluído medida com o CLD (ppm).

Podem ser utilizados métodos alternativos de diluição e quantificação dos valores dos gases de calibragem do CO(índice 2) e NO, como a mistura/combinação dinâmicas.

1.10.2.2 - Verificação do efeito de atenuação da água. - Esta verificação aplica-se apenas às medições das concentrações de gases em base húmida. O cálculo do efeito de atenuação da água deve tomar em consideração a diluição do gás de calibragem do NO com vapor de água e o estabelecimento de uma relação entre a concentração de vapor de água da mistura e a prevista durante o ensaio.

Faz-se passar um gás de calibragem do NO com uma concentração de 80% a 100% da escala completa da gama de funcionamento normal através do (H)CLD e regista-se o valor de NO como D. Deixa-se borbulhar o gás de calibragem do NO através de água à temperatura ambiente, fazendo-se passar esse gás através do (H)CLD e regista-se o valor de NO como C. Determina-se a temperatura da água e regista-se como valor F. Determina-se a pressão do vapor de saturação da mistura que corresponde à temperatura da água (F), sendo o seu valor registado como G. A concentração do vapor de água (em percentagem) da mistura é calculada do seguinte modo:

H = 100 x (G/P(índice B))

e registada como H. A concentração prevista do gás de calibragem do NO diluído (em vapor de água) é calculada do seguinte modo:

D(índice e) = D x(1 - (H/100))

registada como D(índice e).

O efeito de atenuação da água é calculado do seguinte modo e não deve ser superior a 3%:

% atenuação H(índice 2)O = 100 x ((D(índice e) - C)/D(índice e)) x (H(índice m)/H)

em que:

D(índice e) = concentração esperada do NO diluído (ppm);

C = concentração do NO diluído (ppm);

H(índice m) = concentração máxima do vapor de água;

H = concentração real do vapor de água (%).

Nota. - É importante que o gás de calibragem do NO contenha uma concentração mínima de NO(índice 2) para esta verificação, dado que a absorção do NO(índice 2) pela água não foi tida em consideração nos cálculos do efeito de atenuação.

1.10.3 - Interferência do analisador de O(índice 2). - A resposta de um analisador PMD a gases que não sejam o oxigénio é comparativamente reduzida. Os equivalentes a oxigénio dos componentes comuns dos gases de escape são apresentados no quadro n.º l.

Quadro n.º 1 - Equivalentes a oxigénio

(ver quadro no documento original)

A concentração de oxigénio observada deve ser corrigida pela fórmula a seguir indicada a fim de se efectuarem medições de alta precisão:

Interferência = (% equivalente O(índice 2) x Conc. obs)/100

1.11 - Intervalos de calibragem. - Os analisadores devem ser calibrados de acordo com o n.º 1.5 pelo menos de três em três meses ou sempre que haja uma reparação ou mudança do sistema que possa influenciar a calibragem.

APÊNDICE N.º 3

1 - Avaliação dos dados e cálculos:

1.1 - Avaliação das emissões gasosas. - Para a avaliação das emissões gasosas, toma-se a média das leituras dos registadores de agulhas dos últimos cento e vinte segundos, no mínimo, de cada modo e determinam-se para cada modo as concentrações médias (conc) de HC, CO, NO(índice x) e CO(índice 2) durante cada modo, a partir das leituras médias e dos dados de calibragem correspondentes. Pode ser utilizado um tipo diferente de registo desde que assegure uma aquisição de dados equivalente.

As concentrações médias de fundo (conc(índice d)) podem ser determinadas a partir das leituras efectuadas nos sacos do ar de diluição ou das leituras de fundo contínuas (não nos sacos) e dos dados de calibragem correspondentes.

1.2 - Cálculo das emissões gasosas. - Os resultados finais dos ensaios a indicar devem ser calculados conforme a seguir indicado.

1.2.1 - Correcção para a passagem de base seca a base húmida. - A concentração medida, se já não medida numa base seca, deve ser convertida para uma base seca (wet = húmido, dry = seco):

(ver fórmula no documento original)

Para os gases de escape brutos:

(ver fórmula no documento original)

Calcula-se a concentração de H(índice 2) nos gases de escape:

(ver fórmula no documento original)

Calcula-se o factor K(índice w2):

(ver fórmula no documento original)

Para os gases de escape diluídos:

Para a medição de CO(índice 2) húmido:

(ver fórmula no documento original)

Ou, para a medição de CO(índice 2) seco:

(ver fórmula no documento original)

Calcula-se o factor K(índice w1) através das seguintes equações:

(ver fórmula no documento original)

Para o ar de diluição:

(ver fórmula no documento original)

Calcula-se o factor K(índice w1) através das seguintes equações:

(ver fórmulas no documento original)

Para o ar de admissão (se for diferente do ar de diluição):

(ver fórmula no documento original)

Calcula-se o factor K(índice w2) através das seguintes equações:

(ver fórmula no documento original)

1.2.2 - Correcção da humidade para o NO(índice x). - Dado que as emissões de NO(índice x) dependem das condições do ar ambiente, a concentração de NO(índice x) deve ser multiplicada pelo factor K(índice H) tomando em consideração a humidade:

(ver fórmula no documento original)

1.2.3 - Cálculo dos caudais mássicos das emissões. - Calculam-se os caudais mássicos das emissões Gas(índice mass) [g/h] para cada modo como se indica a seguir:

(ver documento original)

(ver fórmula no documento original)

O coeficiente u é apresentado no quadro n.º 2.

Quadro n.º 2 - Valores do coeficiente u

(ver quadro no documento original)

Os valores do coeficiente u baseiam-se no peso molecular dos gases de escape diluídos igual a 29 [kg/kmole]; o valor de u para HC baseia-se numa razão média de carbono/hidrogénio de 1/1,85.

1.2.4 - Cálculo das emissões específicas. - Calculam-se as emissões específicas (g/kWh) para todos os componentes individuais do seguinte modo:

(ver fórmula no documento original)

Quando são instalados dispositivos auxiliares para o ensaio, como ventiladores e ventoinhas de arrefecimento, a potência absorvida deve ser adicionada aos resultados, excepto no caso de motores em que esses dispositivos auxiliares fazem parte integrante do motor. A potência do ventilador ou ventoinha deve ser determinada às velocidades utilizadas nos ensaios, quer por cálculo a partir de características normalizadas, quer através de ensaios (apêndice n.º 2 do anexo VI).

Os factores de ponderação e o número de modos n utilizados no cálculo acima são os indicados no n.º 3.5.1.1 deste anexo.

2 - Exemplos:

2.1 - Dados de gases de escape brutos de um motor de ignição comandada a quatro tempos. - Com referência aos dados experimentais (quadro n.º 3), os cálculos são efectuados em primeiro lugar para o modo 1 e depois alargados a outros modos de ensaio utilizando o mesmo processo:

Quadro n.º 3 - Dados experimentais de um motor de ignição comandada a quatro tempos

(ver quadro no documento original)

2.1.1 - Factor k(índice w) de correcção para a passagem de base seca a base húmida. - Calcula-se o factor k(índice w), de correcção para a passagem de base seca a base húmida para conversão das medições de CO e CO(índice 2) secos numa base húmida:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 4 - Valores de CO e CO(índice 2) húmidos de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.1.2 - Emissões de C:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 5 - Emissões de HC [g/h] de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.1.3 - Emissões de NO(índice x). - Em primeiro lugar calcula-se o factor KH de correcção da humidade das emissões de NO(índice x):

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 6 - Factor K(índice H) de correcção da humidade das emissões de NO(índice x) de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

Calcula-se depois o NO(índice xmass) [g/h]:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 7 - Emissões de NO(índice x) [g/h] de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.1.4 - Emissões de CO:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 8 - Emissões de CO [g/h] de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.1.5 - Emissões de CO(índice 2):

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 9 - Emissões de CO(índice 2) [g/h] de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.1.6 - Emissões específicas. - Calculam-se as emissões específicas (g/kWh) para todos os componentes individuais do seguinte modo:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 10 - Emissões [g/h] e factores de ponderação de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

(ver fórmulas no documento original)

2.2 - Dados de gases de escape brutos de um motor de ignição comandada a dois tempos. - Com referência aos dados experimentais (quadro n.º 11), os cálculos são efectuados em primeiro lugar para o modo 1 e depois alargados a outros modos de ensaio utilizando o mesmo processo:

Quadro n.º 11 - Dados experimentais de um motor de ignição comandada a dois tempos

(ver quadro no documento original)

2.2.1 - Factor K(índice w) de correcção para a passagem de base seca a base húmida. - Calcula-se o factor K(índice w) de correcção para a passagem de base seca a base húmida para conversão das medições de CO e CO(índice 2) secos numa base húmida, em que:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 12 - Valores de CO e CO(índice 2) húmidos de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.2.2 - Emissões de HC:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 13 - Emissões de HC [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.2.3 - Emissões de NO(índice x). - O factor K(índice H) de correcção das emissões de NO(índice x) é igual a 1 no que diz respeito a motores a dois tempos:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 14 - Emissões de NO(índice x) [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.2.4 - Emissões de CO:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 15 - Emissões de CO [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.2.5 - Emissões de CO(índice 2):

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 16 - Emissões de CO(índice 2) [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.2.6 - Emissões específicas. - Calculam-se as emissões específicas (g/kWh) para todos os componentes individuais do seguinte modo:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 17 - Emissões [g/h] e factores de ponderação em dois modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

(ver fórmulas no documento original)

2.3 - Dados de gases de escape diluídos de um motor de ignição comandada a quatro tempos:

(ver fórmula no documento original)

Com referência aos dados experimentais (quadro n.º 18), os cálculos são efectuados em primeiro lugar para o modo 1 e depois alargados a outros modos de ensaio que utilizem o mesmo processo.

Quadro n.º 18 - Dados experimentais de um motor de ignição comandada a quatro tempos

(ver quadro no documento original)

2.3.1 - Factor k(índice w) de correcção para a passagem de base seca a base húmida. - Calcula-se o factor k(índice w) de correcção para a passagem de base seca a base húmida para conversão das medições de CO e CO(índice 2) secos numa base húmida.

Para os gases de escape diluídos:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 19 - Valores de CO e CO(índice 2) húmidos para os gases de escape diluídos de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

Para o ar de diluição:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 20 - Valores de CO e CO(índice 2) húmidos para o ar de diluição de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.3.2 - Emissões de HC:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 21 - Emissões de HC [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.3.3 - Emissões de NO(índice x). - Calcula-se o factor K(índice H) de correcção das emissões de NO(índice x) do seguinte modo:

(ver fórmulas no documento original)

Quadro n.º 22 - Factor K(índice H) de correcção de humidade das emissões de NO(índice x) de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 23 - Emissões de NO(índice x) [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.3.4 - Emissões de CO:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 24 - Emissões de CO [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.3.5 - Emissões de CO(índice 2):

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 25 - Emissões de CO(índice 2) [g/h] de acordo com os modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

2.3.6 - Emissões específicas. - Calculam-se as emissões específicas (g/kWh) para todos os componentes individuais do seguinte modo:

(ver fórmula no documento original)

Quadro n.º 26 - Emissões [g/h] e factores de ponderação de acordo com diferentes modos de ensaio

(ver quadro no documento original)

(ver fórmulas no documento original)

(nota 1) No caso de NO(índice x), a concentração deve ser multiplicada pelo factor de correcção da humidade K(índice H) (factor de correcção da humidade para NO(índice x)).

(ver nota no documento original)

(nota 3) No caso de NO(índice x), a concentração deve ser multiplicada pelo factor de correcção da humidade K(índice H) (factor de correcção da humidade para NO(índice x)).

APÊNDICE N.º 4

1 - Cumprimento das normas de emissões. - O presente apêndice é aplicável apenas a motores de ignição comandada da fase II.

1.1 - As normas de emissões de escape para os motores da fase II indicadas no n.º 4.2 do anexo I são aplicáveis às emissões dos motores durante o seu período de durabilidade das emissões (EDP) determinado em conformidade com o presente apêndice.

1.2 - Relativamente a todos os motores da fase II, se, quando adequadamente sujeitos a ensaio de acordo com os métodos estabelecidos no presente diploma, todos os motores de ensaio que representem uma família de motores apresentarem emissões, ajustadas através da multiplicação pelo factor de deterioração (DF) determinados no presente apêndice, iguais ou inferiores a cada norma de emissões da fase II (limite de emissões da família, FEL, quando aplicável) de uma determinada classe de motores, essa família será considerada como satisfazendo as normas de emissões para essa classe de motores. Se qualquer motor de ensaio que represente uma família de motores apresentar emissões, ajustadas através da multiplicação pelo factor de deterioração determinado no presente apêndice, superiores a qualquer norma de emissões (FEL, quando aplicável) de uma determinada classe de motores, essa família será considerada como não satisfazendo as normas de emissões para essa classe de motores.

1.3 - Os pequenos fabricantes de motores têm como opção escolher factores de deterioração para as emissões de HC + NO(índice x) e de CO dos quadros n.os 1 e 2 do presente número, ou podem calcular factores de deterioração para essas emissões de acordo com o processo descrito no n.º 1.3.1. Quanto às tecnologias não incluídas nos quadros n.os 1 e 2, o fabricante deve utilizar o processo descrito no n.º 1.4 a seguir.

Quadro n.º 1 - Factores de deterioração atribuídos às emissões de HC + NO(índice x) e de CO de motores de mão, aplicáveis a pequenos fabricantes

(ver quadro no documento original)

Quadro n.º 2 - Factores de deterioração atribuídos às emissões de HC + NO(índice x) e de CO de motores não de mão aplicáveis a pequenos fabricantes

(ver quadro no documento original)

1.3.1 - Fórmula para o cálculo dos factores de deterioração de motores com pós-tratamento:

DF = [(NEEDF) - (CCF)]/(NE - CC)

em que:

DF = factor de deterioração;

NE = níveis de emissões de motores novos antes do catalisador (g/kWh);

EDF = factor de deterioração de motores sem catalisador conforme indicado no quadro n.º 1;

CC = quantidade convertida a 0 horas em g/kWh;

F = 0,8 para as emissões de HC e 0,0 para as emissões de NO(índice x) para todas as classes de motores;

F = 0,8 para as emissões de CO relativamente aos motores de todas as classes.

1.4 - Os fabricantes devem obter um DF atribuído ou calcular um DF, conforme adequado, para cada poluente regulamentado relativamente a todas as famílias de motores da fase II. Esses DF serão utilizados na homologação e nos ensaios com motores retirados da linha de produção.

1.4.1 - Relativamente aos motores que não utilizem os DF atribuídos constantes dos quadros n.os 1 e 2, os DF serão determinados do seguinte modo:

1.4.1.1 - Em pelo menos um motor de ensaio que represente a configuração escolhida como a que tem mais probabilidades de exceder as normas de emissões dos HC + NO(índice x) (FEL, quando aplicável) e fabricado de modo a ser representativo dos motores de produção, efectuar o ensaio (completo) de emissões descrito no presente diploma após o número de horas que representa as emissões estabilizadas;

1.4.1.2 - Caso sejam sujeitos a ensaios vários motores, calcular a média dos resultados e arredondar ao mesmo número de casas decimais constante da norma aplicável, expressa com um algarismo significativo adicional;

1.4.1.3 - Efectuar novamente esse ensaio de emissões após envelhecimento do motor. O processo de envelhecimento deve destinar-se a permitir ao fabricante predizer adequadamente a deterioração das emissões em utilização esperada ao longo do período de durabilidade do motor, tomando em conta o tipo de desgaste e outros mecanismos de deterioração esperados em condições normais de utilização pelo consumidor que possam afectar o comportamento funcional em termos de emissões. Caso sejam sujeitos a ensaios vários motores, calcular a média dos resultados e arredondar ao mesmo número de casas decimais constante da norma aplicável, expressa com um algarismo significativo adicional;

1.4.1.4 - Para cada poluente regulamentado, dividir as emissões no fim do período de durabilidade (emissões médias, se aplicável) pelas emissões estabilizadas (emissões médias, se aplicável) e arredondar para dois algarismos significativos. O número resultante constituirá o DF, a menos que seja inferior a 1,00, sendo nesse caso o DF de 1,0;

1.4.1.5 - Fica ao critério do fabricante a determinação de pontos adicionais de ensaio de emissões entre o ponto de ensaio de emissões estabilizadas e o período de durabilidade das emissões. Caso sejam programados ensaios intermédios, os pontos de ensaio devem ter intervalos regulares ao longo do EDP (mais ou menos duas horas) e um desses pontos de ensaio deve situar-se a metade do EDP completo (mais ou menos duas horas).

Para cada um dos poluentes HC + NO(índice x) e CO, traça-se a linha recta de correlação dos pontos referentes a dados respeitantes ao ensaio inicial como ocorrendo na hora zero, utilizando o método dos quadrados mínimos. O factor de deterioração é o quociente entre as emissões calculadas no fim do período de durabilidade e as emissões calculadas na hora zero;

1.4.1.6 - Os factores de deterioração calculados podem abranger famílias, para além daquela em que foram gerados, caso o fabricante apresente, antes da homologação, uma justificação aceitável à Direcção-Geral da Empresa de que é razoável esperar que as famílias de motores em causa apresentem características de deterioração de emissões semelhantes, com base na concepção e tecnologia utilizadas.

Apresenta-se a seguir uma lista não exaustiva de grupos de concepções e tecnologias:

Motores a dois tempos convencionais sem sistema de pós-tratamento;

Motores a dois tempos convencionais com catalisador cerâmico do mesmo material activo e carga e com o mesmo número de células por centímetro quadrado;

Motores a dois tempos convencionais com catalisador metálico do mesmo material activo e carga, com o mesmo substrato e número de células por centímetro quadrado;

Motores a dois tempos equipados com um sistema de eliminação dos gases de escape estratificados;

Motores a quatro tempos com catalisador (conforme definido acima) com a mesma tecnologia de válvulas e um sistema de lubrificação idêntico;

Motores a quatro tempos sem catalisador com a mesma tecnologia de válvulas e um sistema de lubrificação idêntico.

2 - Períodos de durabilidade das emissões para motores da fase I:

2.1 - Os fabricantes devem declarar a categoria de EDP aplicável a cada família de motores no momento da homologação. A categoria será aquela que mais se aproxima do tempo de vida útil esperado do equipamento no qual se prevê que os motores sejam instalados, conforme determinado pelo fabricante do motor. Os fabricantes devem conservar dados adequados que justifiquem a sua escolha de categoria de EDP para cada família de motores. Esses dados serão apresentados à autoridade de homologação mediante pedido.

2.1.1 - Para motores de mão, os fabricantes devem seleccionar uma categoria de EDP constante do quadro n.º 1:

Quadro n.º 1 - Categorias de EDP para motores de mão (horas)

(ver quadro no documento original)

2.1.2 - Para motores não de mão, os fabricantes devem seleccionar uma categoria de EDP constante do quadro n.º 2:

Quadro n.º 2 - Categorias de EDP para motores não de mão (horas)

(ver quadro no documento original)

2.1.3 - Os fabricantes devem satisfazer a Direcção-Geral da Empresa quanto à adequação da vida útil declarada. Os dados de justificação da escolha do fabricante relativamente à categoria de EDP, para uma determinada família de motores, pode incluir, nomeadamente:

Levantamentos dos períodos de vida do equipamento no qual os motores em causa são instalados;

Avaliações técnicas de motores envelhecidos no terreno, a fim de determinar o momento de deterioração do comportamento funcional do motor a ponto de condicionar a sua utilidade e ou fiabilidade a um nível tal que implique uma reparação ou substituição;

Certificados de garantia e períodos de garantia;

Materiais de marketing relativos à vida do motor;

Relatórios de avarias de clientes dos motores; e

Avaliações técnicas da durabilidade, em horas, de tecnologias, materiais ou concepções de motores específicos.

Anexo IV

Características técnicas do combustível de referência prescrito para os ensaios de homologação e para verificar a conformidade da produção

Combustível de referência para as máquinas móveis não rodoviárias, com motores de ignição comandada

Nota. - O combustível para os motores a dois tempos é uma mistura de óleo com gasolina, especificada a seguir. A razão da mistura combustível/óleo deve ser a recomendada pelo fabricante, conforme indicado no n.º 2.7 do anexo III.

(ver quadro no documento original)

Anexo V — Sistema de análise e de recolha de amostras e sistemas de recolha de amostras de gás e de partículas

(ver quadro no documento original)

1.1 - Determinação das emissões gasosas. - O n.º 1.1.1 e as figuras n.os 2 e 3 contêm descrições pormenorizadas dos sistemas recomendados de recolha de amostras e de análise. Dado que várias configurações podem produzir resultados equivalentes, não é necessário respeitar rigorosamente estas figuras. Podem ser utilizados componentes adicionais tais como instrumentos, válvulas, solenóides, bombas e comutadores para obter outras informações e coordenar as funções dos sistemas. Outros componentes que não sejam necessários para manter a precisão em alguns sistemas podem ser excluídos se a sua exclusão se basear no bom senso técnico.

1.1.1 - Componentes CO, CO(índice 2), HC, NO(índice x) dos gases de escape. - O sistema de análise para a determinação das emissões gasosas nos gases de escape brutos ou diluídos compreende os seguintes elementos:

Um analisador HFID para a medição dos hidrocarbonetos;

Analisadores NDIR para a medição do monóxido de carbono e do dióxido de carbono;

Um detector HCLD ou equivalente para a medição dos óxidos de azoto.

Para os gases de escape brutos (v. figura n.º 2), a amostra de todos os componentes pode ser retirada por meio de uma sonda ou de duas sondas de recolha próximas uma da outra e dividida(s) internamente para diferentes analisadores. Deve-se velar por que nenhum componente dos gases de escape (incluindo a água e o ácido sulfúrico) se condense num ponto qualquer do sistema de análise.

Para os gases de escape diluídos (v. figura n.º 3), a amostra dos hidrocarbonetos deve ser retirada com uma sonda de recolha diferente da utilizada para os outros componentes. Deve-se velar por que nenhum componente dos gases de escape (incluindo a água e o ácido sulfúrico) se condense num ponto qualquer do sistema de análise.

FIGURA N.º 2

Diagrama do sistema de análise dos gases de escape para o CO, NO(índice x) e HC

(ver figura no documento original)

FIGURA N.º 3

Diagrama do sistema de análise dos gases de escape diluídos para o CO, CO(índice 2), NO(índice x) e HC

(ver figura no documento original)

Descrições - Figuras n.os 2 e 3

Nota geral. - Todos os componentes no percurso do gás a ser recolhido devem ser mantidos à temperatura especificada para os sistemas respectivos.

Sonda SP1 de recolha de gases de escape brutos (figura n.º 2 apenas). - Recomenda-se uma sonda de aço inoxidável rectilínea, fechada na extremidade e contendo vários orifícios. O diâmetro interior não deve ser maior do que o diâmetro interior da conduta de recolha. A espessura da parede da sonda não deve ser superior a 1 mm. Deve haver um mínimo de três orifícios em três planos radiais diferentes, dimensionados para recolher aproximadamente o mesmo caudal. A sonda deve abarcar pelo menos 80% do diâmetro do tubo de escape.

Sonda SP2 de recolha dos HC nos gases de escape diluídos (figura n.º 3 apenas). - A sonda deve:

Ser, por definição, constituída pela primeira secção de 254 mm a 762 mm da conduta de recolha de hidrocarbonetos (HSL3);

Ter um diâmetro interior mínimo de 5 mm;

Ser instalada no túnel de diluição DT (n.º 1.2.1.2) num ponto em que o ar de diluição e os gases de escape estejam bem misturados (isto é, aproximadamente a uma distância de 10 vezes o diâmetro do túnel a jusante do ponto em que os gases de escape entram no túnel de diluição);

Estar suficientemente afastada (radialmente) de outras sondas e da parede do túnel de modo a não sofrer a influência de quaisquer ondas ou turbilhões;

Ser aquecida de modo a aumentar a temperatura da corrente de gás até 463 K (190ºC) (mais ou menos) 10 K à saída da sonda.

Sonda SP3 de recolha de CO, CO(índice 2) e NO(índice x) nos gases de escape diluídos (figura n.º 3 apenas). - A sonda deve:

Estar no mesmo plano que a sonda SP2;

Estar suficientemente afastada (radialmente) de outras sondas e da parede do túnel de modo a não sofrer a influência de quaisquer ondas ou turbilhões;

Ser aquecida e isolada ao longo de todo o seu comprimento até uma temperatura mínima de 328 K (55ºC) para evitar a condensação da água.

Conduta de recolha de amostras aquecida HSL1. - A conduta de recolha serve de passagem aos gases recolhidos desde a sonda única até ao(s) de amostras ponto(s) de separação e ao analisador de HC.

A conduta deve:

Ter um diâmetro interno mínimo de 5 mm e máximo de 13,5 mm;

Ser de aço inoxidável ou de PTFE;

Manter uma temperatura de paredes de 463 K (190ºC) (mais ou menos) 10 K, medida em cada uma das secções aquecidas controladas separadamente, se a temperatura dos gases de escape na sonda de recolha for igual ou inferior a 463 K (190ºC);

Manter uma temperatura de paredes superior a 453 K (180ºC) se a temperatura dos gases de escape na sonda de recolha for superior a 463 K (190ºC);

Manter a temperatura dos gases a 463 K (190ºC) (mais ou menos) 10 K imediatamente antes do filtro aquecido (F2) e do HFID.

Conduta de recolha de NO(índice x) aquecida HSL2. - A conduta deve:

Manter uma temperatura de paredes compreendida entre 328 K e 473 K (55ºC e 200ºC) até ao conversor se se utilizar um banho de arrefecimento e até ao analisador no caso contrário;

Ser de aço inoxidável ou PTFE.

Dado que a conduta de recolha apenas precisa de ser aquecida para impedir a condensação da água e do ácido sulfúrico, a sua temperatura dependerá do teor de enxofre do combustível.

Conduta de recolha SL para o CO (CO(índice 2)). - A conduta pode ser de aço inoxidável ou PTFE. Pode ser aquecida ou não.

Saco dos elementos de fundo BK (facultativo; figura n.º 3 apenas). - Este saco serve para a medição das concentrações de fundo.

Saco de recolha BG (facultativo; figura n.º 3, CO e CO(índice 2) apenas). - Este saco serve para a medição das concentrações das amostras.

Pré-filtro aquecido F1 (facultativo). - A temperatura deve ser a mesma que a da conduta HSL1

Filtro aquecido F2. - O filtro deve extrair quaisquer partículas sólidas da amostra de gases antes do analisador. A temperatura deve ser a mesma que a da conduta HSL1. O filtro deve ser mudado quando necessário.

Bomba de recolha de amostras aquecida P. - A bomba deve ser aquecida até à temperatura da conduta HSL1.

HC. - Detector aquecido de ionização por chama (HFID) para a determinação dos hidrocarbonetos. A temperatura deve ser mantida entre 453 K e 473 K (180ºC e 200ºC).

CO, CO(índice 2). - Analisadores NDIR para a determinação do monóxido de carbono e do dióxido de carbono.

NO(índice 2). - Analisador (H)CLD para a determinação dos óxidos de azoto. Se for utilizado um HCLD este deve ser mantido a uma temperatura compreendida entre 328 K e 473 K (55ºC e 200ºC).

Conversor C. - Utiliza-se um conversor para a redução catalítica de NO(índice 2) em NO antes da análise no CLD ou HCLD.

Banho de arrefecimento B. - Para arrefecer e condensar a água contida na amostra de gases de escape. O banho deve ser mantido a uma temperatura compreendida entre 273 K e 277 K (0ºC e 4ºC) utilizando gelo ou refrigeração. O banho é facultativo se o analisador não sofrer interferências do vapor de água de acordo com os n.os 1.9.1 e 1.9.2 do apêndice n.º 2 do anexo III do Decreto-Lei n.º 432/99, de 25 de Outubro.

Não são admitidos exsicantes químicos para a remoção da água da amostra.

Sensores de temperatura T1, T2, T3. - Para monitorizar a temperatura da corrente de gás.

Sensor de temperatura T4. - Temperatura do conversor NO(índice 2) - NO.

Sensor de temperatura T5. - Para monitorizar a temperatura do banho de arrefecimento.

Manómetros G1, G2, G3. - Para medir a pressão nas condutas de recolha de amostras.

Reguladores de pressão R1, R2. - Para regular a pressão do ar e do combustível, respectivamente, que chegam ao HFID.

Reguladores de pressão R3, R4, R5. - Para regular a pressão nas condutas de recolha de amostras e o fluxo para os analisadores.

Debitómetros FL1, FL2, FL3. - Para monitorizar o caudal de derivação das amostras.

Debitómetros FL4 a FL7 (facultativos). - Para monitorizar o caudal através dos analisadores.

Válvulas selectoras V1 a V6. - Para seleccionar o gás a enviar para o analisador (amostra, gás de calibração ou gás de colocação no zero).

Válvulas solenóides V7, V8. - Para contornar o conversor NO(índice 2) - NO.

Válvula de agulha V9. - Para equilibrar o escoamento através do conversor NO(índice 2) - NO e da derivação.

Válvulas de agulha V10, V11. - Para regular o fluxo para os analisadores.

Válvulas de purga V12, V13. - Para drenar o condensado do banho B.

Válvula selectora V14. - Para seleccionar o saco de amostras ou o saco dos elementos de fundo.

1.2 - Determinação das partículas. - Os n.os 1.2.1 e 1.2.2 e as figuras n.os 4 a 15 contêm descrições pormenorizadas dos sistemas recomendados de diluição e de recolha de amostras. Dado que várias configurações podem produzir resultados equivalentes, não é necessário respeitar rigorosamente estas figuras. Podem ser utilizados componentes adicionais tais como instrumentos, válvulas, solenóides, bombas e comutadores para obter outras informações e coordenar as funções dos sistemas. Outros componentes que não sejam necessários para manter a precisão em alguns sistemas podem ser excluídos se a sua exclusão se basear no bom senso técnico.

1.2.1 - Sistema de diluição:

1.2.1.1 - Sistema de diluição parcial do fluxo (figuras n.os 4 a 12). - O sistema de diluição apresentado baseia-se na diluição de uma parte da corrente de gases de escape. A separação dessa corrente e o processo de diluição que se lhe segue podem ser efectuados de diferentes tipos de sistemas de diluição. Para a subsequente recolha das partículas, pode-se passar para os sistemas de recolha de amostras de partículas a totalidade dos gases de escape diluídos ou apenas uma porção destes (n.º 1.2.2, figura n.º 14). O primeiro método é referido como sendo do tipo de recolha de amostras total, e o segundo, como sendo do tipo de recolha de amostras fraccionado.

O cálculo da razão de diluição depende do tipo de sistema utilizado.

Recomendam-se os seguintes tipos:

Sistemas isocinéticos (figuras n.os 4 e 5). - Nestes sistemas, o fluxo para o tubo de transferência deve ter as mesmas características que o fluxo total dos gases de escape em termos de velocidade e ou pressão dos gases, exigindo assim um fluxo regular e uniforme dos gases de escape ao nível da sonda de recolha. Consegue-se este resultado utilizando um ressonador e um tubo de chegada rectilíneo a montante do ponto de recolha. A razão de separação é então calculada a partir de valores facilmente mensuráveis, como os diâmetros de tubos. É de notar que o método isocinético é apenas utilizado para igualizar as condições de escoamento e não para efeitos de igualização da distribuição da granulometria. Em geral esta última não é necessária dado que as partículas são suficientemente pequenas para seguir as linhas de corrente do fluido;

Sistemas com regulação dos caudais e medição das concentrações (figuras n.os 6 a 10). - Com estes sistemas, retira-se uma amostra da corrente total dos gases de escape ajustando o caudal do ar de diluição e o caudal total dos gases diluídos. A razão de diluição é determinada a partir das concentrações dos gases marcadores, tais como CO(índice 2) ou o NO(índice x), que estão naturalmente presentes nos gases de escape dos motores. Medem-se as concentrações nos gases de escape diluídos e no ar de diluição, podendo a concentração nos gases de escape brutos ser medida directamente ou ser determinada a partir do caudal do combustível e da equação do balanço do carbono, se a composição do combustível for conhecida. Os sistemas podem ser regulados com base na razão de diluição calculada (figuras n.os 6 e 7) ou com base no caudal que entra no tubo de transferência (figuras n.os 8, 9 e 10);

Sistemas com regulação dos caudais e medição do caudal (figuras n.os 11 e 12). - Com estes sistemas, retira-se uma amostra da corrente total dos gases de escape ajustando o caudal do ar de diluição e o caudal total dos gases de escape diluídos. A razão de diluição é determinada pela diferença entre os dois caudais. Este método exige uma calibração precisa dos debitómetros entre si, dado que a grandeza relativa dos dois caudais pode levar a erros significativos com razões de diluição mais elevadas (figuras n.º 9 e seguintes). A regulação dos caudais efectua-se muito facilmente mantendo o caudal de gases de escape diluídos constante e variando o caudal do ar de diluição, se necessário.

Para poder tirar partido das vantagens dos sistemas de diluição parcial do fluxo, é necessário evitar os problemas potenciais de perdas de partículas no tubo de transferência, assegurar a recolha de uma amostra representativa dos gases de escape do motor e determinar a razão de separação.

Os sistemas descritos têm em conta esses factores essenciais.

FIGURA N.º 4

Sistema de diluição parcial do fluxo com sonda isocinética e recolha de amostras fraccionada (regulação pela SB)

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através do tubo de transferência TT pela sonda de recolha de amostras isocinética ISP. Mede-se a diferença de pressão dos gases de escape entre o tubo de escape e a entrada da sonda, utilizando o transdutor de pressão DPT. O sinal resultante é transmitido ao regulador de caudal FC1, que comanda a ventoinha de aspiração SB para manter uma diferença de pressão nula na ponta da sonda. Nestas condições, as velocidades dos gases de escape em EP e ISP são idênticas e o fluxo através de ISP e TT é uma fracção constante do fluxo de gases de escape. A razão de separação é determinada pelas áreas das secções de EP e ISP. O caudal do ar de diluição é medido com o dispositivo FM1. A razão de diluição é calculada a partir do caudal do ar de diluição e da razão de separação.

FIGURA N.º 5

Sistema de diluição parcial do fluxo com sonda isocinética e recolha de amostras fraccionada (regulação pela PB)

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através do tubo de transferência TT pela sonda de recolha de amostras isocinética ISP. Mede-se a diferença de pressão dos gases de escape entre o tubo de escape e a entrada da sonda, utilizando o transdutor de pressão DPT. O sinal resultante é transmitido ao regulador de caudal FC1, que comanda a ventoinha de pressão PB para manter uma diferença de pressão nula na ponta da sonda. Isto consegue-se retirando uma pequena fracção do ar de diluição cujo caudal já foi medido com o debitómetro FM1 e fazendo-o chegar a TT através de um orifício pneumático. Nestas condições, as velocidades dos gases de escape em EP e ISP são idênticas e o fluxo através de ISP e TT é uma fracção constante do fluxo de gases de escape. A razão de separação é determinada pelas áreas das secções de EP e ISP. O ar de diluição é aspirado através de DT pela ventoinha de aspiração SB e o seu caudal é medido com FM1 à entrada em DT. A razão de diluição é calculada a partir do caudal do ar de diluição e da razão de separação.

FIGURA N.º 6

Sistema de diluição parcial do fluxo com medição das concentrações de CO(índice 2) ou NO(índice x) e recolha de amostras fraccionada.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT. Medem-se as concentrações de um gás marcador (CO(índice 2) ou NO(índice x)) nos gases de escape brutos e bem como no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA. Estes sinais são transmitidos ao regulador de caudal FC2 que regula quer a ventoinha de pressão PB quer a ventoinha de aspiração SB, para manter a separação e a razão de diluição dos gases de escape desejadas em DT. A razão de diluição calcula-se a partir das concentrações dos gases marcadores nos gases de escape brutos, nos gases de escape diluídos e no ar de diluição.

FIGURA N.º 7

Sistema de diluição parcial do fluxo com medição das concentrações do CO(índice 2), balanço do carbono e recolha de amostras total.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT. Medem-se as concentrações de CO(índice 2) nos gases de escape diluídos e no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA. Os sinais referentes à concentração de CO(índice 2) do caudal de combustível G(índice FUEL) são transmitidos quer ao regulador de caudal FC2 quer ao regulador de caudal FC3 do sistema de recolha de amostras de partículas (v. figura n.º 14). FC2 comanda a ventoinha de pressão PB, enquanto FC3 comanda o sistema de recolha de amostras de partículas (v. figura n.º 14), ajustando assim os fluxos que entram e saem do sistema de modo a manter a razão de separação e a razão de diluição dos gases de escape desejadas em DT. A razão de diluição calcula-se a partir das concentrações do CO(índice 2) e de G(índice FUEL) utilizando a hipótese do balanço do carbono.

FIGURA N.º 8

Sistema de diluição parcial do fluxo com Venturi simples, medição das concentrações e recolha de amostras fraccionada

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT devido à pressão negativa criada pelo Venturi VN em DT. O caudal dos gases através de TT depende da troca de quantidades de movimento na zona do Venturi, sendo portanto afectada pela temperatura absoluta dos gases à saída de TT. Consequentemente, a separação dos gases de escape para um dado caudal no túnel não é constante e a razão de diluição a pequena carga é ligeiramente mais baixa que a carga elevada. Medem-se as concentrações do gás marcador (CO(índice 2) ou NO(índice x)) nos gases de escape brutos, nos gases de escape diluídos e no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA, sendo a razão de diluição calculada a partir dos valores assim obtidos.

FIGURA N.º 9

Sistema de diluição parcial do fluxo com Venturi duplo ou orifício duplo, medição das concentrações e recolha de amostras fraccionada.

(ver figura no documento original)