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  • La lotta per le emissioni pulite continua

    Le emissioni diesel sono abbastanza pulite? Credito:Empa

    Sono trascorsi esattamente 20 anni da quando gli esperti di Empa e VERT hanno pubblicato i primi risultati dei test sui filtri antiparticolato diesel. Oggi, più di 300 milioni di veicoli in tutto il mondo sono dotati di tali filtri. Però, una conferenza VERT tenuta all'Empa Academy ha rivelato perché il problema delle emissioni non è affatto finito.

    La saga del filtro antiparticolato diesel è iniziata con un fallimento in California e una storia di successo in Svizzera. All'inizio degli anni '80, Daimler-Benz ha dotato una flotta di lussuose limousine di filtri antiparticolato per la California. Costruito in un consorzio che coinvolge l'azienda tedesca Degussa e il produttore di ceramiche statunitense Corning, però, i filtri si sbriciolarono sul sottoscocca dell'auto diesel. Con 2, 000 motori danneggiati e una campagna di richiamo, questo primo tentativo finì in un disastro.

    Cinque anni dopo, però, filtri antiparticolato efficaci e pratici erano già necessari per le macchine edili. Il 21 settembre 1992 La Svizzera ha votato a favore del tunnel di base della NFTA in un referendum. Tuttavia, gli esperti hanno rapidamente calcolato che lo scavo di due tunnel di 57 chilometri era semplicemente impossibile con macchine edili diesel non filtrate. "Non avremmo potuto mantenere la concentrazione massima ammissibile (MAC) per la fuliggine diesel se ci fossimo affidati esclusivamente alla ventilazione del tunnel con aria fresca, " dice Andreas Mayer. E così è stato lanciato il progetto VERT per testare i filtri antiparticolato in NRLA. Questo ha generato l'Associazione VERT, che ha celebrato due decenni di test sui filtri con un seminario di due giorni all'Empa nel marzo 2018. Negli anni novanta, il nome VERT stava per Verbesserung der Emissionen von Realmaschinen im Tunnelbau (Miglioramento delle attrezzature da costruzione in galleria); oggi, è un sigillo di qualità per la migliore tecnologia di filtraggio disponibile, che deve raggiungere un tasso di deposito di> 98% per tutte le classi granulometriche (20-400 nanometri).

    L'associazione di ricerca che coinvolge l'Empa, le scuole universitarie professionali di Bienne e della Svizzera nordoccidentale a Windisch e l'Associazione VERT sono diventate una storia di successo:i dieci filtri di prova per macchine edili nel 1998 sono sbocciati in 300 milioni di filtri che vengono utilizzati nelle autovetture, camion, autobus e mezzi fuoristrada oggi. Nel 2000 Peugeot ha prodotto in serie per la prima volta un'autovettura dotata di filtri antiparticolato. Dall'introduzione della classe di emissioni Euro 5 nel 2011, i filtri sono diventati praticamente inevitabili per le nuove auto diesel in Europa. Con l'introduzione di Euro 6d nel settembre 2019 e la riduzione del tetto di emissione a 600 miliardi di particelle per chilometro, i veicoli con motore a benzina non potranno più fare a meno dei filtri antiparticolato, o.

    È finita adesso? Le emissioni di auto e camion sono abbastanza pulite? Dopo due decenni, l'Associazione VERT può appendere le sue apparecchiature di prova? Qualsiasi cosa tranne, se la conferenza di due giorni a marzo è qualcosa da fare. 600 miliardi di particelle per chilometro è una cifra sbalorditiva. Utilizzando filtri certificati VERT, le emissioni di particolato potrebbero essere ridotte di dieci o addirittura 100 volte, proprio così. Gli organizzatori del VERT avevano invitato chimici, tossicologi, medici e ingegneri per discutere i rischi e gli effetti negativi delle emissioni di combustione. Uwe Wagner dell'Institute of Internal Combustion Engines presso il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ha presentato la sua visione ottimistica. La sua conclusione:"I problemi di emissione dei motori a combustione sono stati risolti". Ora i veicoli più vecchi devono solo essere sostituiti gradualmente con quelli più nuovi. Il fatto che i veicoli più vecchi, come è stato poi rivelato, può anche essere aggiornato è stato perso.

    Cosa sono più pericolosi:ossidi di azoto o particelle di fuliggine?

    L'ingegnere di Karlsruhe ha incontrato una forte opposizione al Forum VERT:il problema dell'NO2 nelle città non è stato risolto; le soglie UE per il gas nocivo sono state superate in molti punti di misurazione urbani, come dimostrano le 650 zone ambientali introdotte in Europa per combattere gli alti livelli di inquinanti atmosferici. Milioni di autovetture diesel con dispositivi di manipolazione legali sono ancora in circolazione e possono ancora essere vendute. Lo standard sugli inquinanti Euro 6d si applicherà solo a tutte le nuove auto a partire da settembre 2019. Solo allora ogni nuova auto venduta dovrà soddisfare anche le soglie di NO2 su strada.

    C'è stata anche una discussione su quali componenti delle emissioni sono dannose per la salute. Solo il monossido di carbonio (CO) altamente tossico ha limiti di emissione; le sostanze cancerogene come il benzene o il benzo(a)pirene non sono soggette a restrizioni, anche se l'UE ha imposto soglie legali per l'aria esterna. Il monossido di azoto (NO) o il biossido di azoto (NO2) sono più tossici? O sono le particelle di fuliggine di dimensioni nanometriche che vengono ancora rilasciate in grandi quantità a una soglia di 600 miliardi di particelle per chilometro? Le particelle di fuliggine hanno un grande, superficie specifica a cui possono aderire residui di combustione cancerogeni, sgattaiolare oltre i meccanismi di difesa del corpo ed entrare negli alveoli polmonari, un po' come un cavallo di Troia.

    "I filtri antiparticolato e i sistemi DeNOx sono fabbriche chimiche".

    Norbert Heeb, un chimico dell'Empa che da 20 anni si occupa di ricerca sulle emissioni, sa quali residui di combustione aderiscono alle particelle di fuliggine. Nel suo discorso, ha spiegato quali componenti tossici si trovano nelle emissioni di combustione dei prodotti petroliferi. Idrocarburi parzialmente bruciati, che indugiano nei sistemi DeNOx e nei filtri antiparticolato per periodi più lunghi, sono particolarmente problematici. Secondo Heeb, la combinazione del calore di reazione, ossigeno, gli ossidi di azoto e gli idrocarburi possono portare a nuovi prodotti cancerogeni. "È una vera fabbrica chimica."

    Però, le sostanze tossiche non si formano solo nel tratto di scarico caldo. Alcuni inquinanti, denominati "inquinanti secondari", si sviluppano anche dopo che le emissioni calde si mescolano con l'aria ambiente fredda. Questi includono ozono vicino al suolo o condensa secondaria e particelle di polvere fine che assorbono anche i residui di combustione cancerogeni. Ulteriori misurazioni – concordano gli esperti – sono consigliabili sotto ogni aspetto. "Un filtro antiparticolato su dieci è difettoso, " ha detto Jan Czerwinski dell'Università di scienze applicate di Berna nel suo discorso e ha esortato:"Dobbiamo trovare questi filtri difettosi".

    Cellule umane danneggiate dalle emissioni

    La chiamata è giustificata anche dal punto di vista tossicologico – nel frattempo, ci sono molte prove dei rischi per la salute causati dalle emissioni:diversi esperti, tra cui Tina Bürki dell'Empa, Barbara Rothen-Rutishauser dell'Adolphe Merkle Institute o Marianne Geisser e Loretta Müller dell'Università di Berna, ha presentato una serie di test in cui le colture cellulari umane sono state esposte alle emissioni dei motori diesel e benzina. Le reazioni biologiche a queste colture cellulari sono indicative di effetti nocivi sulla salute per l'uomo.

    Allo stesso tempo, la tecnologia del filtro e DeNOx è in fase di perfezionamento. I filtri di retrofit di nuova concezione elevano i veicoli utilitari da Euro 2 a Euro 5 allo standard Euro 6. Intere flotte di autobus devono essere adattate a Shenzhen (Cina) e Teheran (Iran), le autorità israeliane stanno prendendo in considerazione una zona a basse emissioni a livello nazionale" e il governo israeliano ha appena approvato l'ammodernamento completo della flotta di autobus con filtri. E in Europa il numero di zone ambientali in cui è vietato l'accesso ai veicoli diesel più vecchi è in crescita. Nel frattempo, ci sono così tante di queste zone che il sito web di un'agenzia di consulenza è dovuto venire in soccorso. Tutti i divieti di circolazione in Europa sono elencati qui insieme ai rispettivi regolamenti.

    In altre parole, il dibattito sulle emissioni è ancora lungi dall'essere concluso, anche due decenni dopo l'introduzione dei test sui filtri VERT.


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