Analisi del campo di studio

Il settore dei trasporti è regolato da una tendenza dominante: la crescita della domanda di mobilità a cui corrisponde l’aumento del trasporto su gomma. Le caratteristiche del parco veicolare circolante in un’area urbana assume un ruolo rilevante per la comprensione dell’inquinamento in area urbana e l’individuazione di metodiche di riduzione e contenimento. Il grafico seguente, ottenuti dai dati dell’Annuario Statistico ACI 2006, mostra un crescente interesse verso i veicoli ad alimentazione diesel (Figura 6.1).

Figura6.1-Andamento delle nuove immatricolazioni, Dati Istat 2006

La differenza in termini di emissioni tra il motore a benzina con quello diesel illustra come le emissioni diesel presentano maggiori problemi di controllo e limitazione rispetto ai motori benzina. I motori a benzina convenzionali producono particolato in quantità trascurabili, hanno una bassa efficienza energetica e consumi alti. Allo stesso tempo però

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garantiscono, tramite la marmitta catalitica trivalente, un efficiente abbattimento degli effluenti gassosi come CO, NOx, HC.

- I motori diesel producono un’elevata quantità di particolato (sottoforma di particelle di diametro compreso tra 30 e 1000 nm) e NOx, hanno una elevata efficienza energetica e consumi contenuti. Il problema principale di questi motori consiste nel fatto che i sistemi di abbattimento degli effluenti (gassosi e solidi) sono meno efficienti di quelli adottati per i motori a benzina; gran parte degli ultimi studi su questi tipi di motori sono volti a progettare sistemi, come le trappole per il particolato, finalizzati alla rimozione efficace degli effluenti.

6.2.1 Analisi del parco veicolare di Cosenza

Il numero complessivo di veicoli presenti nel comune di Cosenza al 2004 (dati ACI, Autoritratto 2004) è pari a 50.696, comprendendo le autovetture, i veicoli commerciali sia leggeri sia pesanti, i ciclomotori e i motocicli e i mezzi utilizzati per il trasporto collettivo.

In funzione all’anno di immatricolazione si osserva la distinzione in

• PRE-ECE, ECE 15/00-01, ECE15/02, ECE15/03 ed ECE 15/04 (omologazioni antecedenti al 1992);

• Euro 1 – Direttiva 91/441/CEE, omologazioni dal 1992 al 1995; • Euro 2 – Direttiva 94/12/CEE, omologazioni dal 1995 al 2000; • Euro 3 – Direttiva 98/69/CEE, omologazioni dal 2000 al 2006;

L’autoritratto proposto dall’ACI (2004) mostra che circa l’83% dei veicoli presenti è costituito da autovetture private, mentre solo l’1% sono i veicoli imputati per il trasporto collettivo la cui azione è individuabile nel numero di corse giornaliere piuttosto che nel numero di veicoli presenti. La discretizzazione del parco circolante mostra la prevalenza di vetture a benzina (70%), mentre quelle a diesel sono 27% del totale (Figura 6.2)

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128 Figura 6.2- Discretizzazione del parco veicolare in funzione del combustibile,

Dati ACI – Cosenza, 2004

Figura 6.3- Andamento delle autovetture a benzina

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Il confronto tra le due categorie di veicoli, mette in evidenza che il parco veicolare a benzina è più vecchio di quello diesel. Infatti le prime mostrano il 40% del totale rientrante in veicoli precedenti alle indicazioni Euro I, mentre solo il 17% rientrante in quell’Euro III (Figura 6.3); i veicoli diesel si presentano con il 47% rientrante nelle categorie Euro III e solo il 19% in quelle precedenti (Figura 6.4). Le autovetture diesel rientrano in una classe più giovane, con una regolamentazione più restrittiva nel campo delle emissioni (tabella 6.1)

6.3 Metodologia

Le vigenti indicazioni normative si basano sulle valutazione della massa totale di particolato in seguito ad un ciclo-test di misura, ma non tengono in considerazione né la distribuzione numerica, né la dimensione delle particelle. Recentemente sta crescendo la consapevolezza che gli standard di qualità dovrebbero essere basati sul numero delle particelle. Il trend nel volume di particelle, nella concentrazione numerica e nella dimensione dati di seguito, mostra un andamento bimodale con la prima moda rientrante nella moda di nucleazione, mentre la seconda corrisponde alla moda di accumulazione (Figura 6.5).

Figura 6.5- Trend teorico- Relazione tra diametro e volume delle particelle. Center of Diesel Research, University of Minnesota

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La metodologia di prelievo individuata consente un sufficiente ricircolo con l’atmosfera finalizzato alla valutazione della dimensione delle particelle emesse in seguito ai processi di accrescimento e condensazione. La metodologia segue il seguente schema logico (Figura 6.6)

Figura 6.6- Schema analisi di laboratorio

I tre parametri sono stati determinati utilizzando il concetto di minimizzazione: minore tempo di prelievo, minore distanza di prelievo e minore altezza di prelievo. Il tempo di prelievo minimo è stato individuato in due minuti consecutivi, tempo sufficiente per la raccolta della massa minima necessaria alle analisi di laboratorio. L’altezza di prelievo minima è stata individuata nell’altezza corrispondente alla quota del tubo di scappamento rispetto al terreno. La distanza di prelievo minima è stata determinata come funzione del ricircolo dell’atmosfera al fine di salvaguardare l’efficienza del supporto filtrante e valutare il processo di condensazione e crescita subito dalle particelle emesse.

E’ stato sviluppato un sistema per il prelievo del particolato al fine di analizzare le emissioni veicolari, valutare l’impatto sul territorio e sulla qualità dell’aria urbana. La distanza di prelievo è stata individuata in 30 cm dal tubo di scappamento (Figura 6.7), le particelle sono state collezionate utilizzando filtri in misto estere di cellulosa e flusso d’aria in ingresso pari a 20 LPM. L’analisi dimensionale e l’analisi morfologica sono state effettuate attraverso l’analisi delle singole immagini, circa 20 immagini sono state analizzate per ogni filtro. La composizione chimica è stata determinata con la microanalisi e l’assorbimento atomico.

Determinazione Tempo di Prelievo Determinazione Altezza di Prelievo Determinazione Distanza di Prelievo

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131 Figura 6.7-Schema di prelievo da veicolo non in movimento