Consumi ed emissioni: facciamo chiarezza sul dieselgate | speciale

28 Settembre 2015 0


Con lo scandalo del dieselgate sono stati portati all'attenzione del pubblico concetti che non sono chiari per tutti. Certo, i consumi sono un dato che preme al cliente ma parlando di emissioni si entra in un territorio più oscuro; basti pensare ai molti fruitori di auto diesel che non sono neanche a conoscenza di termini come FAP e DPF (i filtri anti-particolato).

Vediamo quindi di chiarire qual è il concetto alla base della questione dieselgate partendo dai cicli di omologazione. Si tratta di test, effettuati in laboratorio, che puntano a rilevare la risposta dell'auto a determinate condizioni e certificano se questa è al di sotto dei limiti di legge. Purtroppo non è presente, al momento, uno standard unico e l'omologazione europea differisce da quella USA.

Un'altra questione da sollevare è quella relativa al tipo di test: innanzitutto si tratta di prove fatte in laboratorio e non in condizioni di guida reale e, inoltre, lo stile di guida non è certo quello a cui siamo costretti nel traffico di tutti i giorni. Questo è proprio il motivo delle discrepanze tra i dati dichiarati e i consumi che ci troviamo a rilevare giorno dopo giorno: i dati sono puramente teorici se consideriamo che, in strada, nessuno (a parte il classico "vecchio con cappello) accelera a ritmi così ridotti ed è proprio la fase di accelerazione una di quelle in cui i consumi si impennano.

Cicli di omologazione

Scendendo nel dettaglio, il test USA effettuato dall'EPA, lo stesso ente che ha lanciato l'offensiva contro Volkswagen, si basa su una prova di poco più di 30 minuti. Durante questa prova l'auto raggiunge per 4 volte la velocità di 92 km/h e percorre quasi 18 chilometri ad una media di 34 km/h.

In Europa non è previsto un ente unico per l'omologazione ma esistono diverse aziende che, una volta ottenuta la certificazione, sono autorizzate a validare i risultati. Il sistema permette una maggior versatilità dato che la certificazione ottenuta in uno stato UE è valida per tutti gli altri. In questo caso la prova del ciclo NEDC prevede 20 minuti: l'auto, che non si schioda dai rulli, affronta la prova "in città" per 13 minuti, quella in extraurbano per 6.6 minuti e quella in autostrada a velocità massima di 120 km/h per 10 secondi. La velocità media è di 33.6 km/h e il test parte dall'auto a motore spento e prevede sequenze di "accelerazione - velocità costante - frenata" ripetute.

Emissioni: CO2, NOx e particolato

Chiarito il funzionamento dei cicli di omologazione passiamo al concetto di emissioni. Principali protagonisti sono l'anidride carbonica (CO2, espressa in grammi emessi al chilometro) e gli ossidi di azoto (NOx). Si tratta di due prodotti della combustione che non possono essere più diversi nella loro genesi. La CO2 è direttamente proporzionale all'efficienza dei motori: più un motore consuma, più CO2 viene emessa, tant'è che questo parametro può essere tranquillamente utilizzato come dato "alternativo" alle misurazioni in km/l o litri ogni 100 chilometri.

E' chiaro quindi che un motore diesel, notoriamente più parco nei consumi di un benzina, abbia come risultato una minor emissione di CO2. In realtà esistono anche i NOx, emissioni nocive che vanno ad influire in maniera più diretta sull'uomo (mentre la CO2 agisce a livello ambientale sull'effetto serra). A differenza della CO2, il livello di NOx emesso non è direttamente proporzionale ai consumi ma dipende dal tipo di motore e dal suo funzionamento. Qui i diesel perdono punti e i NOx, insieme al PM10, sono nettamente superiori.

Va considerato anche che, se per ridurre la CO2 emessa "basta" lavorare sull'efficienza, NOx e particolato costringono ad artifici tecnici complessi e costosi...e ve lo dice uno che ha dovuto cambiare recentemente il filtro anti-particolato della propria auto!

Per ridurre le emissioni di NOx si lavora su due sistemi: le trappole "Lean NOx Trap" sfruttano un catalizzatore (platino) per trasformare queste sostanze in componenti più innocui. I sistemi SCR utilizzano un additivo che rompe i NOx in azoto e ossigeno, il tutto senza dimenticare i sistemi di recupero dei gas di scarico che lavorano riducendo la temperatura massima raggiunta in fase di combustione.

FAP e DPF per particolato e trappole DeNox per l'ossido di azoto sono quindi fondamentali per l'omologazione di un diesel ma, come chiunque abbia un minimo di conoscenza su un motore ben sa, se metti un "tappo" alla fine della linea di scarico il rendimento ne risente.

Il trucco di Volkswagen

Volkswagen si è inserita proprio in questo territorio sfruttando un software installato nella centralina di gestione del motore. Considerando che i cicli di omologazione hanno procedure e tempistiche ben definite, al software è semplicemente bastato "capire" quando il ciclo aveva inizio per truccare i risultati. Le linee di codice del software andavano quindi ad agire sul funzionamento del filtro, tagliavano le quantità di NOx emesse e permettevano all'auto di superare la prova a pieni voti. Una volta in strada, per evitare stress al motore, prestazioni ridotte e consumi maggiori come descritto sopra, il software tornava in modalità "dormiente".

Chiariti questi punti si scopre come i cicli omologativi americani siano più severi rispetto a quelli europei dato che insistono di più su quelle fasi in cui il motore emette più emissioni (in accelerazione ad esempio). In USA si punta più a ridurre le emissioni, in Europa si guarda più ai dati sui consumi.

Sebbene il ciclo USA sia poi più severo, in tutti i casi si tratta di dati di laboratorio assolutamente distanti dalla realtà. Su consumi ed emissioni influiscono infatti molti fattori. Lo stile di guida (il "piede") è sicuramente una discriminante ma bisogna considerare anche la pendenza della strada e l'altitudine, come sa bene chi vive e guida in zone collinari o montuose. Anche la temperatura è un fattore differenziante, senza considerare il climatizzatore, la pressione degli pneumatici e via dicendo.

Proprio per questo è al vaglio una rivoluzione nel mondo dell'omologazione per quanto riguarda la UE. La Comunità ha infatti risposto allo scandalo del dieselgate annunciando l'introduzione, a partire da gennaio 2016, delle prove su strada sfruttando un dispositivo di omologazione portatile che renderà obsoleto il test tra le quattro mura del laboratorio.


FAP e DPF: i filtri antiparticolato

Qui si solleva un'altra questione, quella relativa ai diesel. I filtri antiparticolato si dividono principalmente in due categorie dal funzionamento identico. Il particolato è il residuo della combustione non completa del gasolio che si manifesta in particelle di dimensioni inferiori ai 10 millesimi di millimetro, la categoria dei PM10.

Quando l'auto viaggia in un ambiente urbano il FAP/DPF cattura il particolato all'interno del filtro ma è chiaro che, a lungo andare, questo è destinato ad intasarsi. Per questo esiste la fase di rigenerazione che, tramite un'aggiunta di gasolio va a bruciare il particolato quando l'auto viaggia a velocità più alte raggiungendo le temperature necessarie per la combustione del particolato, temperature irraggiungibili nella guida cittadina. Il funzionamento teorico ideale è quindi il seguente: il filtro si "riempie" in città e si scarica quando viaggiamo in autostrada o nelle tratte extra-urbane. A differenza del DPF, il FAP (brevettato dal gruppo PSA) utilizza un additivo che abbassa la temperatura di combustione delle polveri.

E' facile capire che non si tratta di un metodo che evita l'inquinamento ma piuttosto di uno che lo sposta dai confini cittadini agli spazi aperti e meno abitati producendo come prodotto particelle ancora più sottili (PM 2.5). Ricollegandoci al discorso dell'omologazione, la prova su strada e quella in laboratorio risulterebbe comunque imprecisa a causa del funzionamento stesso del FAP, a meno di non indurre forzatamente la rigenerazione durante il test stesso.

Il futuro

Il test NEDC è una procedura inaugurata ormai diverse decadi fa e, sebbene sia stata aggiornata nel corso del tempo, resta molto lontana dalla realtà. Durante il test tutti i dispositivi elettronici che porterebbero un carico maggiore nella guida reale sono spenti e le accelerazioni sono da lumaca, così come la velocità massima non si avvicina neanche a quella tenuta in strada.

Il WLTP è quindi la frontiera per test più affidabili e realistici e rappresenta anche un tentativo di creare uno standard mondiale. Previsto per il 2017, il nuovo ciclo durerà 30 minuti (23.26 chilometri percorsi) e ridurrà il tempo di sosta al 13% rispetto all'attuale 20%. La velocità media si alza a 46 km/h così come la velocità massima che raggiungerà i 131 km/h e le accelerazioni saranno più intense del 60%.

Nel mondo delle proposte teoriche troviamo poi voci che sostengono la necessità di un ente certificatore unico anche in Europa e molti sostenitori della proposta che obbligherebbe i produttori a comunicare quanto influiscono sui consumi accessori come il climatizzatore ad esempio.

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