Pochi giorni fa, la Commissione Europea ha presentato il Green Deal, che mira a rendere l'UE climaticamente neutra entro il 2050 al fine di proteggere l'ambiente e migliorare la salute e la qualità della vita delle persone. Una delle misure previste è l'introduzione di norme di scarico più severe. I valori limite per le emissioni inquinanti dei veicoli sono già stati fissati dalla legge. Il valore target attuale è 6x10 ¹¹ particelle per chilometro (Euro 6d-Temp), ma solo il particolato più grande di 23 nanometri (nm) è regolamentato. Nanoparticelle più piccole, come quelli emessi in numero ancora maggiore dalle nuove e future generazioni di motori a combustione, attualmente non può essere rilevato nei test sulle emissioni di scarico. Però, questa polvere fine è ancora più dannosa per la salute poiché particelle di queste dimensioni possono penetrare senza impedimenti nei polmoni.

Misura affidabile di particelle ultrafini

Nell'ambito del progetto Horizon 2020 DownToTen, i ricercatori della TU Graz e un consorzio internazionale hanno ora sviluppato un nuovo metodo mediante il quale è possibile misurare per la prima volta particelle fino a una dimensione di 10 nm. I test sul banco dinamometrico dell'Istituto dei motori a combustione interna e della termodinamica di TU Graz confermano la robustezza del processo, così come i test di guida pratica (Real Driving Emissions—RDE).

Markus Bainschab, un ricercatore dell'Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik (ex Institute of Electrical Measurement and Measurement Signal Processing e Institute of Electronic Sensor Systems) di TU Graz, che è anche responsabile dello sviluppo del nuovo sistema di misurazione, spiega perché particelle così piccole non sono state in grado di essere misurato:

"Alla scala inferiore a 23 nm, ci sono molte particelle liquide nel gas di scarico. Queste goccioline volatili non sono pericolose per la salute come le particelle solide. Per un risultato esatto del test, dobbiamo assicurarci che le particelle liquide non vengano rilevate per errore durante la misurazione. Utilizzando gli attuali metodi di misurazione non è qualitativamente possibile rimuovere le particelle liquide senza perdere gran parte delle particelle solide. Ma siamo riusciti a farlo attraverso un sistema di diluizione ottimizzato e l'ossidazione degli idrocarburi con l'ausilio di un catalizzatore".

Migliore comprensione degli effetti dei gas di scarico sull'inquinamento atmosferico

Il cuore del processo è un dispositivo mobile di misurazione delle emissioni che è collegato al tubo di scarico del veicolo e misura le particelle ultrafini nuove e vecchie. Il rilevamento di particelle nuove e vecchie presenta due vantaggi, come spiega Bainschab:"In combinazione con uno spettrometro di massa ad aerosol, è possibile esaminare il rapporto tra le emissioni dei veicoli e le particelle vecchie e determinare se questi cosiddetti aerosol secondari sono prodotti dalle emissioni inquinanti." Questi aerosol secondari non devono necessariamente essere particelle di veicoli. Le particelle invecchiate nell'atmosfera possono anche provenire da il mare, agricoltura, foreste o processi naturali.

Nel processo, vengono prima registrate le emissioni di nuova produzione dell'auto, quindi invecchiato artificialmente nell'atmosfera e analizzato. I dati vengono quindi confrontati con quelli degli aerosol secondari misurati dall'aria. Il risultato mostra la reale influenza dei gas di scarico delle auto sulla qualità dell'aria.

Il processo fornisce una migliore comprensione della formazione di aerosol secondari da parte dei gas di scarico delle auto e può aiutare i produttori di automobili a ridurre le emissioni dei veicoli sviluppando nuovi motori a combustione o mediante post-trattamento dei gas di scarico. Inoltre, la ricerca di successo può servire come base per una nuova legislazione sui gas di scarico.