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MERCOSUL / SGT Nº 3 / P. Res Nº 17/99
“REGULAMENTO TÉCNICO MERCOSUL SOBRE DETERMINAÇAO DA OPACIDADE DOGÁS DE ESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORES DIESEL EM ACELERAÇAO LIVRE”.
O Subgrupo de Trabalho Nº 3 “Regulamentos Técnicos e Avaliação da Conformidade”recomenda o Grupo Mercado Comum aprovar como Resolução o Projeto de Resolução Nº17/99 “REGULAMENTO TÉCNICO MERCOSUL SOBRE DETERMINAÇAO DA OPACIDADEDO GÁS DE ESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORES DIESEL EM ACELERAÇAO LIVRE”.
__________________________ __________________________ Pela Delegação da Argentina Pela Delegação do Brasil
__________________________ _________________________ Pela Delegação do Paraguai Pela Delegação do Uruguai
XII REUNIÃO ORDINÁRIA SGT Nº3 ATA 1/02, BEUNOS AIRES, 18 A 22/03/02
MERCOSUL/SGT Nº 3/RES. Nº 17/99
“REGULAMENTO TÉCNICO MERCOSUL SOBRE DETERMINAÇAO DA OPACIDADE DOGÁS DE ESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORES DIESEL EM ACELERAÇAO LIVRE”.
TENDO EM VISTA: Tratado de Assunção, o Protocolo de Ouro Preto, as Resoluções Nº91/93, 152/96, 128/96 e 38/98 do Grupo Mercado Comum e o Projeto de Resolução Nº 17/97do SGT Nº 3 “Regulamentos Técnicos e Avaliação da Conformidade”.
CONSIDERANDO:
Que os veículos automotores devem cumprir uma série de requisitos técnicos em virtude daslegislações nacionais, entre eles, os correspondentes aos LIMITES MÁXIMOS DE EMISSÃODE GASES POLUENTES E RUÍDO PARA VEÍCULOS AUTOMOTORES.
Que estes requisitos diferem de um Estado Parte para outro, o que pode criar barreira técnicaao intercâmbio comercial e a livre circulação de veículos, podendo assim, ser eliminadaatravés da adoção dos mesmos requisitos técnicos para todos os Estados Partes, seja comocomplemento ou em substituição de suas legislações atuais.
Que se faz necessário harmonizar os métodos de ensaio adotados com relação aDETERMINAÇÃO DA OPACIDADE DO GÁS DE ESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORESDIESEL EM ACELERAÇÃO LIVRE.
Que para tanto, é preciso adotar as medidas necessárias destinadas ao estabelecimentoprogressivo da integração sem fronteiras, e que seja garantido a livre circulação de bens,serviços e fatores produtivos com a maior fluidez.
Que para tal fim, os Estados Partes acordaram em adequar suas legislações, de modo apossibilitar o livre intercâmbio de veículos, suas partes e suas peças.
O GRUPO MERCADO COMUM RESOLVE:
Art. 1 - Aprovar o “Regulamento Técnico MERCOSUL sobre Determinação da Opacidade doGás de Escapamento Emitido por Motores Diesel em Aceleração Livre” que constam nosAnexos I a III e fazem parte da presente Resolução.
Art. 2 - O presente Regulamento Técnico se aplica no território dos Estados Parte, o comércioentre eles e as importações extra zona.
Art. 3 - O presente Regulamento Técnico regerá nos Estados Partes para circulacão,homologacão, certificacão, emplacamentol e licenciamento e registro dos veículosautomotores, não podendo ser aplicados nessas atividades, requisitos técnicos adicionais aosestabelecidos no mesmo.
Art. 4 - Os motores novos do ciclo Diesel para aplicações em veículos leves ou pesados,devem ser homologados e certificados quanto ao índice de fumaça (opacidade) em aceleraçãolivre, através do procedimento descrito nos Anexos desta Resolução.
Art. 5 - Os Estados Parte colocarão em vigência as disposições legislativas, regulamentares eadministrativas necessárias para dar cumprimento à presente Resolução, através dosseguintes organismos:
Argentina:Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable, Ministerio de Desarrollo Social.
Brasil:Ministério de Meio AmbienteConselho Nacional de Meio AmbienteInstituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais e Renováveis
Paraguai:
Pelo Uruguai:Ministerio de Industria, Energia y Mineria
Art 6 - A presente Resolução entra em vigor na data que disponha a Política AutomotivaComum do MERCOSUL. (artigo não consensuado)
Art. 6 - Os Estados Partes MERCOSUL deverão incorporar a presente Resolução em seusordenamentos jurídicos antes do (artigo não consensuado)
ANEXO I
“REGULAMENTO TÉCNICO MERCOSUL SOBRE DETERMINAÇAO DA OPACIDADE DOGÁS DE ESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORES DIESEL EM ACELERAÇAO LIVRE”.
Art. 1º - O valor corrigido da opacidade do gás emitido pelo escapamento de motores diesel emaceleração livre, será determinado de acordo com as equações descritas no item 3 do AnexoIV do Regulamento 24 das Nações Unidas ( Diretiva CEE 72/306), considerando o valor deopacidade obtido mediante a metodologia constante no Anexo I desta Resolução e os valoresde homologação obtidos nos ensaios de certificação de veículos novos:
Parágrafo único - Os Estados Partes a critério de suas autoridades ambientais, poderão fixarum limite máximo para o valor corrigido da opacidade.
Art. 2º - Os procedimentos de ensaio para a determinação da opacidade do gás deescapamento emitido por motores diesel em aceleração livre são os constantes no Anexo Ideste Regulamento Técnico.
Art. 3º - O fator atmosférico fa deve ser calculado pela expressão abaixo, conforme definido noitem 3.3.1, do Anexo III do Regulamento 24, das Nações Unidas (Diretiva CEE/72/306/, daComunidade Econômica Européia de 2 de agosto de 1972), incluindo todas as atualizaçõesposteriores,
onde:H = pressão atmosférica observada (mmHg);T = temperatura ambiente do teste (K).
Art. 4º - Para atender as condições atmosféricas de referência, o fator atmosférico fa deve estarno intervalo 0,98 ≤ fa ≤ 1,02.
Art. 5° Os valores corrigidos de opacidade em aceleração livre, obtidos em ensaios dehomologação e certificação de veículos novos, realizados em altitudes superiores a 350 m eque não atendam às condições estabelecidas, poderão ser corrigidas para as condiçõesatmosféricas de referência, através da divisão dos valores em m-1 por fatores numéricosdeterminados pelo fabricante, desde que estes não ultrapassem 1,50 e 1,35 para os motoresnaturalmente aspirados e turboalimentados, respectivamente.
Art. 6º - As medições de opacidade serão feitas com qualquer opacímetro que atenda àsespecificações constantes no Anexo II deste Regulamento Técnico, desde que correlacionávelcom um opacímetro de amostragem com 0,43 m de comprimento efetivo da trajetória da luzatravés do gás.
Art. 7º - O fabricante ou encarroçador final do veículo deve afixar na coluna B da porta dianteiradireita, etiqueta com valor do índice de fumaça, em aceleração livre, sendo de suaresponsabilidade o valor da opacidade declarado, etiqueta esta fornecida pelo fabricante do
5,065,0
298750
×
=
TH
fa
chassis. Alternativamente, o valor do índice de fumaça em aceleração livre, poderá serdeclarado em uma plaqueta metálica, especialmente desenhada.
§ 1° A etiqueta, ou plaqueta, com o valor de opacidade a ser utilizado como limitepara a avaliação do estado de manutenção do veículo nos Programas de Inspeção eManutenção de Veículo em Uso - I/M, deve exibir o valor da opacidade nas condiçõesatmosféricas de referência, declarado no processo de homologação e certificação do motore/ou veículo, incluída uma tolerância para a dispersão de produção de, no máximo, 0,5 m-1.
§ 2° A etiqueta com o valor da opacidade deve ser adesiva, resistente ao tempo, nacor amarela, quadrada com dimensão mínima de 15 mm de lado e com dígitos pretos comaltura mínima de 5 mm e duas casas decimais, sem a unidade (m -1). Na plaqueta alternativa,o valor de opacidade deve ser expresso em dígitos com altura mínima de 5 mm e duas casasdecimais, sem a unidade ( m-1.), sendo que esta informação deverá estar contida em uma áreade 15 mm2.
§ 3° Para efeito deste Regulamento Técnico, entende-se como coluna B do veículo,o suporte estrutural do teto, nominalmente vertical, contra o qual se fecha a porta dianteira.
Art. 8° Os manuais de proprietário e de serviço do veículo deverão informar a localização daetiqueta ou plaqueta no veículo e conter o valor do índice de fumaça (opacidade) emaceleração livre definido para a etiqueta, conforme § 1° do Artigo 2° desta Resolução;velocidades angulares (rpm) de marcha lenta e máxima livre do motor; fator de correção ou ovalor já corrigido para altitudes superiores a 350 m e os esclarecimentos necessários para autilização destas informações para a correta manutenção do veículo.
ANEXO IIGÁS DE ESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORES DIESEL EM ACELERAÇÃO LIVRE -
DETERMINAÇÃO DA OPACIDADE
1. Objetivo
Prescrever o método de determinação da opacidade do gás de escapamento emitido porveículos equipados com motor Diesel, sob condições de aceleração livre, com emprego doopacímetro.
Nota: Este método pode ser utilizado como indicativo do estado de regulagem do motor.
2. Definições
2.1. Aceleração livre
Regime de aceleração a que o motor é submetido com o débito máximo de combustível, sendoa potência desenvolvida somente absorvida pela inércia dos componentes mecânicos domotor, embreagem e árvore-piloto da caixa de mudanças, estando o veículo estacionado.
Nota: Para ensaio em bancada, o motor deve estar desconectado do dinamômetro.
2.2 Condições estabilizadas e normais de operação
Condições em que as temperaturas do líquido de arrefecimento e do óleo lubrificante do motorestão em conformidade com as especificações do fabricante para a operação normal doveículo, conforme o item 2.2.1.
2.2.1 Temperaturas
2.2.1.1 Temperaturas do ar de admissão
A temperatura do ar de admissão, deve ser medida a uma distância menor ou igual a 150 mmda entrada do filtro de ar. Se não for usado filtro de ar, deve ser medida a uma distância menorou igual a 150 mm do ponto de captação do ar. Caso, o local esteja sob influência de irradiaçãotérmica, deve-se proteger o sensor.
2.2.1.2 Temperatura do fluído de arrefecimento
As temperaturas nos motores arrefecidos a líquido devem ser medidas na entrada e saída domotor, e mantidas dentro da especificação do fabricante.
As temperaturas nos motores arrefecidos a ar devem ser medidas e controladas, conformeespecificação do fabricante.
2.2.1.3 Temperatura do óleo lubrificante.
Deve ser medida no local especificado pelo fabricante e mantida dentro dos limitesespecificados pelo mesmo.
2.2.1.4 Temperatura do combustível
Deve ser medida na saída do dispositivo medidor de vazão de combustível e mantida dentro daespecificação do fabricante.
2.2.1.5 Temperaturas dos gases de escapamento
Deve ser medida conforme especificação do fabricante.
2.3 Pressões
2.3.1 Contra-pressão dos gases de escapamento
Deve ser medida e mantida conforme especificação do fabricante.
2.3.2 Restrição na admissão
Deve ser medida obedecendo as especificações do fabricante.
2.3.3 Pressão de admissão
Para motores super-alimentados e turbo-alimentados, a pressão de admissão deve ser medidano coletor de admissão após o pós-arrefecedor (se houver), obedecendo as especificações dofabricante.
3. Aparelhagem
A aparelhagem necessária ao ensaio deve ser conforme Anexo II.
4. Execução do ensaio
4.1. O ensaio pode ser executado em bancada de ensaio ou em veículo.
4.1.1. Se o ensaio em bancada, o motor deve ser aquecido até alcançar as condiçõesestabilizadas e normais de operação, estando desconectado do dinamômetro.
4.1.2. Se o ensaio for realizado em veículo, o motor somente pode ser avaliado após atingircondições estabilizadas e normais de operação, utilizando-se, para tal, dinamômetro de rolosou trafegando com veículo.
4.1.3. Durante o ensaio, o veículo deve estar estacionado, a alavanca de mudanças na posiçãoneutra e a embreagem não acionada.
4.2. Verificar o sistema de escapamento quanto à ocorrência de vazamentos de gases e/ouentrada de ar. Na ocorrência de tais anomalias, saná-las antes da realização do ensaio.
4.3. Após serem alcançadas as condições estabilizadas e normais de operação, manter omotor em marcha lenta para inicio de ensaio, evitando um período prolongado neste regime,para que não ocorra esfriamento ou acúmulo de resíduos na câmara de combustão.
4.4. A instalação do opacímetro deve ser conforme Anexo II.
4.5. Antes da execução de cada série de medições, verificar a aparelhagem conformeinstruções do fabricante.
4.6. Com o motor em marcha lenta, o acelerador deve ser acionado rapidamente até o final deseu curso, de modo a se obter a situação de débito máximo no sistema de injeção decombustível.
4.6.1. Manter esta posição do acelerador até que o motor atinja, nitidamente, velocidadeangular máxima estabelecida pelo regulador de rotações.
4.6.2. Aliviar o acelerador e aguardar que o motor se estabilize na velocidade angular demarcha lenta e que o opacímetro retorne ao valor original obtido nessa mesma condição.
4.7. Repetir a seqüência de operações descrita em 4.6. a 4.6.2., dez vezes, tomando-se comomedida o máximo da opacidade apresentada em cada uma das dez seqüências.
4.8. Ao término do ensaio, deve-se verificar o zero do opacímetro com o motor desligado, a fimde constatar eventuais desvios de calibração.
5. Resultado(1)
5.1. Os valores de opacidade obtidos nas sete últimas medições devem ser analisados e sópodem ser considerados quando, em quatro medições consecutivas, a diferença entre o valormáximo e o mínimo não for maior que 0,25 m-1 e estes não estiverem em ordem decrescente.
5.2. O resultado do ensaio é a média aritmética dos quatro valores consecutivos, selecionadosconforme o item 5.1.
5.3. A apresentação do resultado deve ser conforme Anexo A, na homologação do motor, ouconforme Anexo B, para verificação em campo.
(1)-O resultado obtido não é relacionável com qualquer outro método de ensaio
ANEXO A - Ensaio de opacidade - Aceleração livre (Homologação)
Razão social dofabricante:......................................................................................................................................Motor tipo: .....................................Nº ................................. (.....................kw a.....................rpm)Ensaio realizado em: ( ) Bancada de ensaios ( ) Veiculo
Sistema de injeçãoBomba injetora: ..................................Fabricante: ............................ Nº ......................................
Regulagem segundo tabela: .........................................................................................................Dispositivo compensador da pressão de alimentação: ( ) sim ( ) não
Regulador de rotação modelo: ......................................................................................................
Injetor: ..............................................................Fabricante: ..........................................................
TurboalimentadorFabricante.........................................................Tipo: ......................................Nº............…….…...
Pós-arrefecedor do ar.Fabricante: .........................................................Modelo: ....................................Tipo:.................
Condições geraisTemperatura do ar de admissão:.............ºC Temperatura do óleo lubrificante: ........ ºCVelocidade angular de marcha lenta:........................rpmVelocidade angular máxima livre:............................rpmOpacidade em marcha lenta:...........................................
CombustívelFornecedor: Nº...............................................Tipo:.......................................................................
OpacímetroFabricante: Nº..............................................Modelo: ...................................................................
Medições1) ................................ 6) ................................2) ................................ 7) ................................3) ................................ 8) ................................ Resultado:......................4) ................................ 9) ................................5)................................ 10) ................................
Obs.: a) Desprezar as três primeiras medições.b) Calcular a média aritmética sobre quatro
medições consecutivas, que não variemmais que 0,25 m-1, e não estejam emordem decrescente.
c) Assinalar as quatro medições consideradas.
Local de ensaioCidade: ...................................................................Altitude: ................................................................Responsável: ....................................................................................Data:............../............./..............
ANEXO B - Ensaio de Opacidade - Aceleração livre (Campo)
1) Dados do veículoPlaca:.......................................Cidade:......................................Estado:.....................................Marca/Modelo do veiculo: ...........................................................................................................Número do chassi: ......................................................................................................................Modelo/Numero do motor: ..........................................................................................................Turboalimentado: ( ) Sim ( ) NãoPós-arrefecido: ( ) Sim ( ) Não\Condições do motor no veículo: ( )Original ( ) Retificado ( ) Repotenciado
2) Condições geraisVazamento no sistema de escapamento: ( ) Sim ( ) NãoFumaça visivel: ( ) Sim ( ) NãoColoração da fumaça: ( ) Preta ( ) Azulada ( ) BrancaMarcha lenta:.................... rpm Máxima livre: .............................rpmOpacidade em marcha lenta: ......................................................................................................
3) Medições
1) ................................ 6) ................................2) ................................ 7) ................................3) ................................ 8) ................................ Resultado:......................4) ................................ 9) ................................5)................................ 10) ................................
Obs.: a) Desprezar as três primeiras medições.b) Calcular a média aritmética sobre quatro
medições consecutivas, que não variemmais que 0,25 m-1, e não estejam emordem decrescente.
c) Assinalar as quatro medições consideradas.
4) Geral
Local de ensaioCidade: ..............................................................................Altitude: ...................................................Responsável: .....................................................................................Data:............../............./............
ANEXO III
EMPREGO DO OPACÍMETRO PARA MEDIÇÃO DO TEOR DE OPACIDADE DO GÁS DEESCAPAMENTO EMITIDO POR MOTORES DIESEL - MÉTODO DE ABSORÇÃO DE LUZ
1 Objetivo
Esta Norma fixa as condições exigíveis no emprego do opacímetro de amostragem e de fluxototal, para medição do material particulado do gás de escapamento de motores Dieseloperando em regime constante e transiente.
2 Definições
2.1 Opacímetro
Equipamento montado no escapamento do veículo ou no banco de provas, para a medição dafumaça de gás de escapamento através da absorção de luz.
2.2 Fumaça de gás de escapamento de motores Diesel
Partículas, incluindo aerosóis, suspensas no gás de escapamento, as quais obscurecem,refletem ou refratam a luz.
2.2.1 Fumaça preta
Partículas compostas, em sua grande parte, de carbono e com tamanho normalmente menorque 1 µm, resultante do processo de combustão do motor.
2.2.2 Fumaça branca(')
Fumaça composta usualmente de vapor d'água condensado e combustível líquido nãoqueimado.
2.2.3 Fumaça azul(')
Fumaça composta por gotículas resultantes da combustão incompleta de combustível e/ou óleolubrificante.
2.3 Fonte de luz
Lâmpada incandescente com uma temperatura de cor na faixa de 2800 K a 3250 K (ver Figura1).
2.4 Receptor
Célula fotoelétrica com uma curva de resposta espectral similar à curva fotóptica do olhohumano (a resposta máxima na faixa de 550 nm a 570 nm, e menor que 4% daquela respostamínima abaixo de 430 nm e acima de 680 nm) (ver Figura 1).
2.5 Câmara de fumaça
Região na qual é realizada a intercepção do facho de luz, enviado da fonte de luz para oreceptor, pelo fluxo de gás de escapamento (ver Figura 1).(3)
2.6 Comprimento efetivo do opacímetro
Distância que vai da proteção da fonte de luz (ar ou lente) até a proteção do receptor (verFigura 1).(4)
Nota: Na determinação do comprimento efetivo do opacímetro, deve-se levar em conta apossível influência dos dispositivos de proteção da fonte de luz. Quando o comprimentoefetivo L de um opacímetro não puder ser avaliado diretamente de sua geometria, ocomprimento L pode ser determinado pela seguinte fórmula:(5)
(t + 273) log (1 - N/100)L= L0 . (t0 + 273) . log (1 – N0/100)
Onde:L0 = comprimento efetivo do opacímetro de referência (m)N0 = leitura do opacímetro de referência (% de opacidade)t0 = temperatura da câmara de fumaça do opacímetro de referência (C)N = leitura do opacímetro do qual se deseja conhecer o comprimento efetivo L (% deopacidade)t = temperatura na câmara de fumaça do opacírnetro do qual se deseja conhecer ocomprimento L (ºC)
2.7 Coeficiente de absorção de luz (k)
2.7.1 É calculado pela seguinte fórmula:
k = (1 /L) . ln (I0/I)
Onde:I0=intensidade luminosa incidente na célula fotoelétrica quando a câmara de medição é
preenchida com ar limpoI=intensidade luminosa incidente na célula fotoelétrica quando a câmara de medição é
preenchida com gás de escapamentoL=comprimento efetivo da trajetória da luz através do gás (m)
2.7.2 A relação entre a escala de escurecimento ou opacidade (de 0 a 100) e o coeficiente deabsorção de luz é dada pela fórmula de Lambert-Beer:
k = (1/L). ln (1 - N/100)
Onde:N=opacidadek=coeficiente de absorção de luz (m-1)
2.8 Indicador
Indicador que mostra as escalas de medição do aparelho. O tempo de resposta desteindicador, bem como o tipo e a quantidade de escalas variam conforme a utilização doaparelho. Este indicador deve possuir duas escalas de medição; uma em unidades absolutasde absorção de luz de 0 m-1 a 5 m-1 e outra em unidades de obscurecimento de 0% a 100% emrelação ao fluxo luminoso que atinge o receptor. As duas escalas devem abranger de 0 (zero),fluxo luminoso total, até a indicação máxima da escala de escurecimento total.
2.9 Lente de calibração
Filtro com coeficiente de absorção de luz conhecida que, quando posicionada entre a fonte deluz e o receptor simula um gás.
2.10 Regime constante
Quando o motor opera em rotação e carga constantes
2.11 Regime transiente
Quando o motor opera em rotação e/ou carga variáveis
2.12 Tempo de resposta físico (tf)
Intervalo de tempo necessário para que uma dada de carga de gás “'Q” preencha o volume“'V” da câmara de fumaça, definido por:
tf = VQ
Onde:
V = volume da câmara de mediçãoQ = fluxo da descarga de gás de escapamento
2.13 Tempo de resposta elétrico (te)
Tempo decorrente entre o momento em que a fonte de luz é totalmente bloqueada (estebloqueio deve ser efetuado em menos de 0,01 s) e o momento em que o registrador do sinalatinge 90% da indicação máxima da escala.
2.14 Opacímetro de amostragem
Opacímetro cuja medição compreende somente uma parte do fluxo total do gás deescapamento, através da utilização de um tubo de captação como sonda (ver Figura 2).(6)
2.15 Opacímetro de fluxo total
Opacímetro cuja fonte de luz/receptor é montada de tal forma que se obtém uma leitura de todoo fluxo do gás de escapamento (ver Figura 3).
3 Condições gerais
3.1 Regulagem
O circuito elétrico da célula fotoelétrica e do indicador deve permitir que o aparelho seja levadoa zero, manual ou automaticamente, quando o facho de luz passar através da câmara defumaça cheia com ar limpo ou através de uma câmara que possua características idênticas.Com a lâmpada desligada e o circuito de medição aberto ou em curto-circuito elétrico, a leiturada escala do coeficiente de absorção deve ser regulada no infinito e permanecer nesta posiçãocom o religamento elétrico.
3.2 Dados a serem fornecidos pelo fabricante
O fabricante deve fornecer os seguintes dados:
a) comprimento efetivo do opacímetro, sob condições de amostragem, estando oequipamento nos limites inferiores recomendados de temperatura e pressão do gás deescapamento, no limite superior da pressão do ar de limpeza (onde for relevante) e sob acondição ambiental normal do banco de provas;
b) limites da pressão do gás de escapamento na entrada da câmara de fumaça;c) limites da vazão do ar de limpeza (onde for relevante). Estes devem incluir instruções de
regulagem;
d) limites de temperatura (do ar ambiente, do gás de escapamento e outros), dando alocalização da medição e sua relação com a temperatura média do gás na câmara defumaça;
e) limites de vazamento do ar de limpeza no corpo do opacímetro e condições para a medição(onde for relevante);
f) instruções relativas aos limites dimensionais das conexões que podem ser usadas, dandoos orifícios equivalentes;
g) limites de operação da fonte de luz ou limites de tensão elétrica nos contatos da fonte deluz e instruções relativas à durabilidade da lâmpada ou limites de leitura com a lente decalibração;
h) temperatura da superfície da célula fotoelétrica acima da qual suas características de saídamudam significativamente;
i) características espectrais da célula fotoelétrica e das lentes de calibração;j) limites da tensão elétrica de alimentação dentro dos quais o opacímetro opere
satisfatoriamente (devem ser dados limites separados para a lâmpada e para o ventilador,se existir fonte de alimentação separada);
k) descrição técnica do opacímetro, incluindo diagrama do circuito elétrico e desenhos com asdimensões e tolerâncias da câmara de fumaça e das áreas adjacentes (p. ex.: passagenspara o ar de limpeza e para o gás a ser amostrado);
l) informações sobre manutenção do opacímetro, incluindo os intervalos de limpeza,precauções de operação especiais ao projeto dado e se o opacímetro foi projetado paraoperação contínua ou intermitente. Neste caso, fornecer o tempo no qual a fumaça devepassar através deste, antes de ser efetuada a leitura;
m) tempo de resposta físico e elétrico do sistema.
3.3 Requisitos de instrumentação do opacímetro
3.3.1 São necessários instrumentos para a medição das seguintes grandezas:
a) pressão do ar de limpeza, se usado;b) tensão elétrica na lâmpada da fonte de luz, a menos que, um método separado usando
uma lente colorida seja disponível para a verificação da temperatura de cor;c) sinal de saída do circuito do receptor, para a indicação da opacidade do gás de
escapamento.
3.3.2 São necessários controles que permitam as seguintes regulagens:
a) sensibilidade do circuito da célula fotoelétrica;b) fluxo do ar de limpeza, se utilizado.
3.3.3 É necessária uma lente de calibração para verificação do receptor e do seu circuito.
4 Condições específicas
4.1 Opacímetro de amostragem para regime constante
4.1.1 Características óticas
A câmara de fumaça deve possuir características óticas tais que o efeito combinado dadifusão e da reflexão não exceda 0,1 m-1 na escala de opacidade, quando a câmara defumaça for preenchida com um gás que apresente coeficiente de absorção próximo de 1,7 m-1
.
4.1.2 Medição da opacidade
A opacidade do gás deve ser referida à pressão ambiente a 100ºC. Esta condição não se faznecessária se:
a) a variação da saída do indicador do opacímetro, durante um período de 10s (medidoatravés de um registrador gráfico com tempo de resposta de até 1s), com a fumaça àtemperatura constante e densidade de cerca de 1,7m-1, não for maior que 0,075 m-1;
b) sendo a câmara de fumaça dividida, a temperatura média nas diferentes seções nãodivergir mais de 7ºC.
4.1.3 Medição da pressão do gás
A pressão do gás de escapamento na câmara de fumaça não deve diferir da pressãoatmosférica por mais de 400 Pa.
4.1.3.1 A variação da pressão do gás de escapamento e do ar de limpeza na câmara defumaça não deve fazer com que o coeficiente de absorção varie mais de 0,05 m-1, no caso deum gás possuir coeficiente de absorção de 1,7 m-1.
4.1.3.2 O opacímetro deve ser equipado com dispositivos apropriados para a medição dapressão na câmara de fumaça. Estes dispositivos devem tornar possível a leitura destapressão com exatidão de medição de 1O Pa.
4.1.3.3 Os limites de variação da pressão de escapamento e do ar de limpeza devem serestabelecidos pelo fabricante da aparelhagem.
4.1.4 Medição da temperatura do gás
O opacímetro deve ser equipado com dispositivos apropriados para a medição datemperatura média do gás na câmara de fumaça e o fabricante deve especificar os limites deoperação.
4.1.4.1 A temperatura média deve ser indicada com tolerancia de medição de ± 5ºC.
4.1.4.2 Em qualquer ponto da câmara de fumaça, a temperatura do gás de escapamento,no instante de medição da opacidade, não deve ser menor que 60ºC, e a temperatura médiada câmara não deve ser maior que 120ºC.
Notas:a) Quando a temperatura média de operação for diferente de 100ºC, a leitura do
opacímetro deve ser corrigida pela seguinte fórmula: k corrigido = k observado. (tcâmara + 273)/373 (m-1)
b) Se o gás de escapamento contiver quantidade anormal de constituintes não-sólidos, afórmula de correção pode não ser válida, sendo então recomendada uma faixa detemperatura mais restrita em tomo da condição de referência de 100ºC.
c) Nesta faixa de temperatura, considera-se que toda a água presente na forma de vapore todas as outras partículas não-sólidas e não condensadas (isto é, a totalidade de nãocondensados, combustível não queimado ou de óleo lubrificante) são insignificantes nafumaça do gás de escapamento à plena carga.
4.1.5 Detalhes do projeto
4.1.5.1 Qualquer pré-câmara e válvula de alívio existentes antes da câmara de fumaçanão devem afetar as características da opacidade do gás que penetra na câmara de fumaçaem mais que 0,05 m-1, para gases com opacidade de 1,7 m-1.
4.1.5.2 Quando o opacímetro é projetado para operação intermitente, um sensor demedida da temperatura deve ser instalado a montante da válvula de desvio (by-pass),controlando a entrada do gás na câmara de fumaça.
Nota: A vazão de desvio deve ser tal que, quando regulada de acordo com a especificaçãodo fabricante, a variação da temperatura do gás de amostra entre as duas posições dodesvio seja menor que 10ºC.
4.1.6 Dados a serem fornecidos pelo fabricante
O fabricante deve fornecer os seguintes dados:
a) condições gerais, conforme 3.2;b) fluxo total do gás de escapamento a ser amostrado como função da pressão na entrada
da câmara de fumaça, com as condições de saída de acordo com 3.2-f) e os limites depressão do ar de limpeza de acordo com 3.2-c);
c) valor do fluxo da amostra, de acordo com 3.2-b), se a válvula de alívio de pressão forinstalada a montante da câmara de fumaça;
d) diâmetro da sonda em função do diâmetro do tubo de descarga / escapamento.
4.1.7 Requisitos de instrumentação do opacímetro
São necessários instrumentos para a medição das seguintes grandezas:
a) condições gerais, conforme 3.3;b) pressão do gás de escapamento na entrada da câmara de fumaça;c) temperatura no ponto especificado pelo fabricante para medir a temperatura da amostra;d) fluxo do vazamento, quando utilizado ar de lavagem;e) queda de pressão dos tubos de descarga.
4.1.8 Instalação de opacímetros do amostragem
A instalação de opacímetros de amostragem deve obedecer ao prescrito em 4.1.8.1 a 4.1.8.8.
4.1.8.1 A relação entre a área da seção transversal da sonda e a do tubo dedescarga/escapamento não deve ser menor que 0,05.
4.1.8.2 A inserção da sonda dentro do tubo de descarga/ escapamento não deve afetar odesempenho do motor. A sonda se constitui de um tubo com uma extremidade aberta voltadapara o fluxo de gás de escapamento e colocada no eixo do tubo de descarga/escapamento ouno tubo de extensão, se exigido. Deve estar situada em seção onde a distribuição de fumaçaseja aproximadamente uniforme.(7)
4.1.8.3 A pressão no tubo de descarga/escapamento e as características de queda depressão na linha de amostragem devem ser tais que a sonda colete uma amostra equivalenteàquela que seria coletada por uma amostra isocinética. Se necessário, um tanque deexpansão compacto, de capacidade suficiente para atenuar as pulsações, pode serincorporado à linha de amostragem tão próximo da sonda quanto possível.
4.1.8.4 Para controle da temperatura do gás amostrado, um resfriador também pode sermontado. Os projetos do tanque de expansão e do resfriador não podem alterar a composiçãodo gás de escapamento.
4.1.8.5 Uma válvula-borboleta, ou outro dispositivo para aumentar a pressão deamostragem, pode ser colocada no tubo de descarga/escapamento a uma distância de, pelomenos, três diâmetros do tubo de descarga/escapamento, após o ponto de tomada deamostragem, em condições tais que não afete o desempenho do motor (ver Figura 4).
4.1.8.6 Os tubos de conexão entre a sonda, o dispositivo de refrigeração, o tanque deexpansão (se utilizado) e o opacímetro devem ser tão curtos quanto possível. O(s) tubo(s) de
conexão deve(m) ser montado(s) em posição ascendente, do ponto de amostragem para oopacímetro.
4.1.8.7 Devem ser evitadas curvas agudas onde a fuligem possa se acumular.
4.1.8.8 Se o opacímetro possuir um dreno de água, o tubo de amostragem não debeelevar-se continuamente para evitar o acúmulo de fuligem e água nas curvas.
4.1.9 Calibração
Deve ser realizada colocando-se, entre a fonte de luz e o receptor, uma lente de calibração quesimule um gás com coeficiente de absorção de luz 'k' conhecido.(8) O coeficiente de absorçãode luz 'k" da lente deve estar entre 1,6 m-1 e 1,8 m-1.
4.2 Opacímetro de amostragem para regime transiente
4.2.1 Requisitos gerais
Conforme 3 e 4.1.3 a 4.1.9.
4.2.2 Detalhes de projeto
Deve ser observado o prescrito a seguir:
a) o dial indicador deve mostrar um coeficiente de absorção de luz a ser lido entre 0 m-1 e5 m-1, com exatidão da medição de, no mínimo, 0,05 m-1 entre 0 m-1 e 3 m-1;
b) o valor de pico obtido durante o regime transiente deve ser armazenado no dialindicador, no mínimo, por 5 s e permitir o cancelamento instantâneo deste valorarmazenado. Este valor não pode variar mais que 1 % durante o tempo dearmazenamento. O valor de pico deve ser gravado por um registrador gráfico;
c) a incerteza de medição deve ser menor que 0,2 m-1 para um coeficiente de absorçãode luz entre 0 m-1 e 3 m-1, e menor que 0,5 m-1 para um coeficiente entre 3 m-1 e 5 m-1;
d) o tempo de resposta físico deve ser tf < 0,075 s; o tempo de resposta elétrico, te = (0,1± 0,01) s.
4.3 Opacímetro de fluxo total
4.3.1 Detalhes de projeto
Por ser montado, geralmente, no próprio tubo de descarga/escapamento, o receptor devepossuir um sistema antichoque e antivibrações.
Nota: Todas as conexões elétricas devem ser soldadas, e todo o conjunto deve possuir boaresistência mecânica. Devem ser usadas lâmpadas frias para minimizar o efeito davibração sobre o filamento.(9)
4.3.2 Características que o equipamento deva atender
Estas características são prescritas a seguir:
a) exatidão de calibração de ± 1 %;
b) linearidade de resposta de ± 1 % para opacidade de 0% a 50%,c) variação de 1 % da leitura dentro da faixa de temperatura especificada pelo fabricante;d) tempo de resposta elétrico de 0,1 s, no máximo;e) tempo de resposta físico de 0,5 s, no máximo.
4.3.3 Limpeza das lentes
Quando o fabricante optar por limpeza de lentes com ar comprimido, deve fornecer umregulador próprio para o controle de pressão. O ar utilizado deve ser filtrado e seco.
4.3.4 Dados a serem fornecidos pelo fabricante
Devem ser conforme 3.2.
4.3.5 Requisitos de instrumentação
Devem ser conforme 3.3.
4.3.6 Instalação do opacímetro de fluxo total
4.3.6.1 Opacímetro de fluxo total em linha (ver Figura 5)
Deve obedecer ao prescrito em 4.3.6.1.1 a 4.3.6.1.5.
4.3.6.1.1 A fonte de luz e o receptor devem estar montados no tubo dedescarga/escapamento a (4,5 ± 3) m, do fim do coletor de escapamento.
4.3.6.1.2 A temperatura do gás a ser medido e a do ambiente não devem exceder aquelasespecificadas pelo fabricante.
4.3.6.1.3 O opacímetro deve ser montado em trecho reto de comprimento de, pelo menos,duas vezes o diâmetro do tubo de descarga/escapamento, a montante e a jusante.
4.3.6.1.4 Se for necessária a montagem de conexões para a correção do diâmetro, estasdevem ser montadas de forma a atender às condições do item anterior.
4.3.6.1.5 Se for necessária a montagem de uma válvula-borboleta, ou de outro sistemapara regulagem de contrapressão, esta deve estar montada após o opacímetro e a umadistância da fonte de luz/receptor de, pelo menos, três vezes o diâmetro do tubo dedescarga/escapamento.
4.3.6.2 Opacímetro de fluxo total de fim de linha (ver Figura 6)
Deve obedecer ao prescrito em 4.3.6.2.1 a 4.3.6.2.4.
4.3.6.2.1 O tubo de descarga/escapamento deve terminar com uma seção circular, livre dedobras ou abas com comprimento de pelo menos 610 mm, caso o opacímetro seja fixadoneste.
4.3.6.2.2 O conjunto fonte de luz/receptor deve estar posicionado radialmente ao fluxo de gás(variação máxima de 3º).
4.3.6.2.3 O conjunto fonte de luz/receptor deve estar posicionado a (127 ± 25) mm no fim dotubo de descarga/escapamento, caso o manual do fabricante não se pronuncie sobre amontagem.
4.3.6.2.4 O fluxo de gás de escapamento deve estar centrado entre a fonte de luz e a aberturado receptor e no eixo do facho de luz.
4.3.7 CalibraçãoDeve ser realizada colocando-se lentes de calibração entre a fonte de luz e o receptor, nomínimo três, de valores com 10%, 20% e 40% de opacidade.(10)
(1) A cor resultante depende do líquido e do tamanho das partículas(2) Estas gotículas, partículas compostas de um líquido essencialmente incolor, refletem ou
refratam a luz.(3) Nos opacímetros em linha, a câmara de fumaça não é fechada, ficando somente protegidos
a fonte de luz e o receptor; nos opacímetros de amostragem,esta câmara é fechada e suasuperfície interna recoberta em preto-fosco ou outro meio equivalente.
(4) Nos opacímetros de fluxo total, o comprimento efetivo é igual ao diâmetro do tubo deescapamento no qual se esta medindo a fuligem.
(5) O comprimento efetivo calculado é válido para uma exatidão de medição de ± 1%, com 95%de confiabilidade. Se este grau de confiabilidade não é obtido, o ensaio deve ser refeito atése obter o valor requerido.
(6) O valor zero utilizado como referência é obtido através do posicionamento da fonte deluz/receptor em um segundo tubo contendo somente ar de limpeza, livre de fumaça.
(7) Para se obter a uniformização do fluxo, a sonda deve ser colocada o mais próximo possíveldo fim do tubo de descarga/escapamento (ou, se necessário, em um tubo de extensão) esituada em trecho reto com comprimento de, pelo menos, três vezes o diâmetro após oponto de amostragem. Se for usado tubo de extensão, não deve ser permitida a entrada dear pela junta.
(8) Este procedimento visa a verificar se este valor corresponde, com toleranza de medição de0,05 m-1 , à leitura obtida quantdo da introdução da lente. O coeficiente de absorção de luz“k” da lente deve ser calculado de acordo com 2.7.
(9) Se o opacímetro for montado em um pedestal, colocado no fim do tubo dedescarga/escapamento, não são necessárias as observações de 4.3.1, porém o fabricantedeve alertar, sobre esta condição, no manual de operação.
(10) A exatidão de medição destas lentes deve ser de 1% do valor definido.