La rivista scientifica internazionale Atmospheric Environment: X [Vol. 15(2022) 100186] ha pubblicato l'articolo frutto della collaborazione tra Innovhub SSI, l'Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale e il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale del Politecnico di Milano, finalizzata a contribuire all’aggiornamento del database dell'inventario nazionale delle emissioni e all’implementazione dei risultati in COPERT, il software per il calcolo delle emissioni dovute al trasporto stradale in Europa.
I database e i modelli di calcolo delle emissioni in atmosfera sono infatti strumenti essenziali per comprendere il ruolo delle diverse fonti di emissione e, quindi, per definire efficaci piani e politiche di miglioramento della qualità dell'aria e di mitigazione del cambiamento climatico antropogenico. Il loro aggiornamento è pertanto cruciale.
La ricerca
Presso i laboratori di Innovhub SSI è stata effettuata una campagna di test su un pool di cinque autovetture a doppia alimentazione (benzina-GPL) Euro 6 (B e C) con caratteristiche tecniche differenti, selezionate per rappresentare al meglio il moderno parco auto italiano di veicoli a GPL al momento dell’attività sperimentale. Le auto sono state alimentate sia a benzina che a GPL e sono state testate su diversi cicli di guida in laboratorio (in condizioni ripetibili su banco dinamometrico) e su strada (in condizioni di guida reale, utilizzando un sistema portatile di misurazione delle emissioni PEMS), al fine di studiarne il comportamento emissivo e il consumo energetico sia in condizioni di omologazione che di ricerca. Le emissioni regolamentate sono risultate sostanzialmente tutte conformi agli standard Euro 6 sui cicli di guida di omologazione, ad eccezione dell'unica auto con motore a iniezione diretta che, durante il solo funzionamento a benzina, ha superato il limite di emissione del numero di particelle (PN) del 10,9% in laboratorio e del 17,2% su strada.
Passando dalla benzina al GPL, sia i test di laboratorio che quelli su strada hanno mostrato una sistematica riduzione delle emissioni di CO2. Inoltre, i test GPL hanno evidenziato una riduzione media delle emissioni di particolato rispetto a quelle a benzina, anch’essa osservata sia in laboratorio che su strada.
Dai risultati sperimentali sui test a GPL sono stati calcolati i fattori di emissione e di consumo energetico e confrontati con quelli riportati nel modello COPERT (COmputer Programme to calculate Emissions from Road Transport): il confronto ha mostrato una buona corrispondenza per il solo monossido di carbonio (CO) misurato sulle autovetture di categoria media, mentre per tutte le altre specie misurate sia sulle autovetture di segmento piccolo che medio sono state trovate differenze evidenti sulle specie emissive rilevate, con valori sperimentali quasi sistematicamente più bassi di quelli riportati nel COPERT. Il confronto dei dati sperimentali dei veicoli testati con GPL è stato poi esteso ai relativi fattori di emissione nazionali, calcolati utilizzando i fattori EMEP/EEA (European Monitoring and Evaluation Programme/European Environment Agency): il confronto ha portato ad avere stime delle emissioni nazionali più basse per tutte le specie, con le più evidenti differenze per il particolato (PM, -90%), ossidi di azoto (NOx, -5÷˗23%), oltre a differenze minori su CO, e idrocarburi. Anche il consumo energetico mostra riduzioni che vanno dal 15.6% per il segmento piccolo al 1.8% per il segmento medio delle autovetture.
Tali scostamenti sono attribuibili alla mancanza di dati aggiornati sui veicoli GPL Euro 6 B e C nel database EMEP/EEA. Infatti non essendo disponibili i fattori di emissione di questa categoria di veicoli, prima dell’aggiornamento - effettuato nel contesto della nostra ricerca - nel database erano riportati gli stessi fattori di emissione attribuiti ai veicoli omologati con precedenti standard Euro.
Pertanto, la determinazione di fattori di emissione Euro 6 GPL, aggiornati sulla base di prove sperimentali, è stata fondamentale per ottenere stime delle emissioni molto più realistiche e accurate da tale categoria di veicoli, che è ampiamente diffusa in Italia.
Tutti i dati sperimentali sono stati condivisi anche con il gruppo ERMES al fine di supportare l'aggiornamento delle banche dati dei fattori di emissione dei modelli di emissione. Considerato il ruolo di questi strumenti nella compilazione dell'inventario delle emissioni correlate al trasporto su strada e, di conseguenza, nelle misure di abbattimento dell'inquinamento atmosferico e di mitigazione del cambiamento climatico, è necessario l’uso di dati sperimentali aggiornati, in particolare per le classi di veicoli o di omologazione per le quali potrebbero esserci ancora carenze di fattori recenti nei database dei modelli di emissione.
Autori
- Tommaso Bellin, Innovhub SSI
- Simone Casadei, Innovhub SSI
- Tommaso Rossi, Innovhub SSI
- Antonella Bernetti, Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale
- Riccardo De Lauretis, Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale
- Giovanni Lonati, Politecnico di Milano