Emissioni: dal 2020 auto diesel e benzina a zero particolato

filtro antiparticolato

A partire dal 1 settembre 2017, sono cambiate le norme e le modalità di effettuazione dei test per l’omologazione degli autoveicoli, e questo impatterà direttamente, a partire dal 2020, sulle emissioni di particolato da parte dei veicoli con motore diesel oppure benzina con iniezione diretta in camera.

Sono infatti entrate in vigore le nuove norme europee RDE (Real Driving Emissions) che prevedono la misura delle emissioni anche in condizioni reali di guida su strada.

La riduzione della quantità emessa di ossidi di azoto (NOx), misurati su strada e non in laboratorio, ha imposto un significativo fattore di comparazione: in strada le emissioni non potranno superare di 2,1 volte quanto certificato (in laboratorio) per l’omologazione Euro 6 in vigore attualmente con un’ulteriore riduzione a 1,5 volte entro il gennaio 2020.

Contemporaneamente alle norme RDE, sono partiti i nuovi standard di prova WLTP (Worldwide-harmonized Light vehicle Test Procedure) che portano alla convergenza dei controlli eseguiti in laboratorio a quelli su strada, in modo da rendere le prove più aderenti alla realtà dell’uso dell’auto.

Durante le omologazioni, i cicli di prova avranno maggiori velocità sui banchi prova e tempi maggiorati. Le misure delle emissioni di CO2, di NOx, di CO, di HC dovrebbero risultare più credibili e trasparenti.

Rispetto al ciclo NEDC, che era in vigore fino ad agosto, il protocollo WLTP ha cambiato diversi parametri come:

  • la temperatura di inizio dei test (14 °C invece di 20°C),
  • la durata del ciclo allungata a 30-50 minuti (invece dei precedenti 20),
  • un tempo di minimo tra 2 e 13% del ciclo (invece del 25%)
  • un aumento medio della velocità sui rulli del banco prova a 46,6 km/h (invece di 34 km/h).

Complessivamente, i chilometri percorsi sono 23, contro i precedenti 11, con 131 km/h di velocità massima contro i precedenti 121km/h. Le norme WLTP non saranno riferimento per gli Stati Uniti e Cina: sono invece in fase di analisi da Corea del Sud, India e Giappone, che rappresentano comunque una buona fetta di produttori. L’obiettivo è comunque di arrivare a norme di progettazione serie, credibili ed ottenibili (e non aggirabili…), adottabili da tutti i produttori mondiali.

emissioni particolato

Cosa è il particolato.

In un motore, il particolato si forma quando la quantità di carburante presente in camera di combustione è maggiore di quella bruciabile, per esempio durante una brusca accelerazione.

Tramite il sistema di iniezione, il carburante viene polverizzato in piccole gocce le cui dimensioni non sono costanti: per questo, alcune non completano la combustione, originando le polveri sottili (così dette perché le dimensioni possono essere dell’ordine del micron).

Le temperature dei gas di scarico non sono sufficienti a completare la combustione del carburante incombusto che viene emesso allo scarico, dando origine a particolato di tipo carbonioso oltre che ad idrocarburi incombusti.

I motori diesel sono dotati di un apposito filtro antiparticolato con la funzione di ridurre l’emissione del PM10, cioè il particolato con dimensione di 10 millesimi di micron. Minore è la dimensione delle particelle contenute nella sospensione, maggiori sono i danni: il PM7 può dare problemi all’apparato orofaringeo, il PM4,7 arriva fino a bronchi e trachea, mentre il pericolosissimo PM1 può annidarsi all’interno degli alveoli polmonari.

Il particolato carbonioso è dannoso sia per l’ambiente sia per la salute umana, infatti la dimensione tipica di tale particolato (dell’ordine del micron) lo pone al di sotto della “soglia di inalabilità”, convenzionalmente posta a 10 µm (PM10), rivelandole così anche come causa di disturbi degli apparati cardiovascolare e respiratorio-.

Nei motori benzina ad iniezione diretta, i problemi sono gli stessi dei diesel, con l’aggravante che mentre il gasolio permettere di raggiungere alte pressioni (anche oltre 1500 bar) per il potere autolubrificante che conserva gli iniettori, con la benzina la massima pressione raggiunta è di circa 200 bar.

Questo comporta che il pulviscolo di carburante in camera di combustione del motore a benzina abbia dimensioni più incontrollate di quello del diesel.

Fra i motori intrinsecamente più puliti in termini di combustione sono da ricordare le famiglie SKyActiv (benzina) e SkyActiv-D diesel di Mazda, che hanno raggiunto sfruttando particolari combinazioni di rapporto di compressione e sistema di iniezione, nonché di fasatura valvole e forma dei pistoni, emissioni particolarmente ridotte in termini di particolato.

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