Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico,...

Assessorato Ambiente e Sviluppo SostenibileServizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico

Determinazione sperimentale di fattori di emissione di autoveicoli e di mezzi per

il trasporto merci circolanti in autostrada e nella tangenziale di

Bologna

Ing. Giorgio Zironi – 21 Giugno 2005

X Expert Panel “Emissioni da trasporto su X Expert Panel “Emissioni da trasporto su strada”strada”

Stazione sperimentale dei combustibili

S. Donato Milanese


Origine del Progetto

• Il presente lavoro sperimentale è stato svolto per conto della Regione Emilia Romagna – Assessorato Agricoltura Ambiente e sviluppo sostenibile Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico elettromagnetico.

• Obiettivo: ottenimento di fattori di emissione di veicoli e mezzi pesanti, secondo cicli di guida rappresentativi delle reali condizioni di esercizio autostradale.

• L’attività è stata svolta da EniTecnologie del periodo feb.-ott. 2004.


Fasi del progetto

Rilievo percorsi stradali

Scelta cicli

Prove su banco a rulli


1° tratto

2° tratto

3° tratto

• 1° tratto Aut. A1 Modena sud-Bologna Borgopanigale

• 2° tratto Tang. Bologna fino a San Lazzaro

• 3° tratto Aut. A1 Rioveggio-Pian del Voglio


Sensore rilievi di velocità - Microstar

• Campo di misura : 0.5 – 400 km/h

• Accuratezza della misura: < 1 % del valore misurato, sotto i 50 km/h < 0.5 %

• Acquisitore dati DARWIN


Riepilogo rilievi su strada

Tempo totale

[hh:mm:ss]

Lunghezza totale

[km]

vettura 15:23:29 1450

camion 16:04:37 950


Fasi del progetto


Scelta cicli



Camion Percorso 1

traffico scorrevole

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 29 58 87 116

145

174

203

232

261

290

319

348

377

406

435

464

493

522

551

580

609

638

667

696

725

754

783

812

841

870

899

928

957

986

1015

1044

1073

1102

1131

[ s ]

[ km

/h ]


Camion Percorso 2

traffico lento

0

10

20

30

40

50

60

70

0 28 56 84 112

140

168

196

224

252

280

308

336

364

392

420

448

476

504

532

560

588

616

644

672

700

728

756

784

812

840

868

896

924

952

980

1008

1036

1064

1092

[ s ]

[ km

/h ]


Camion Percorso 3

Traffico scorrevole in salita

0

10

20

30

40

50

60

70

0 36 72 108

144

180

216

252

288

324

360

396

432

468

504

540

576

612

648

684

720

756

792

828

864

900

936

972

1008

1044

1080

1116

1152

1188

1224

1260

1296

1332

1368

[ s ]

[ km

/h ]


Vetture Percorso 1

fase 1 traffico scorrevole- fase 2 traffico lento

0

20

40

60

80

100

120

140

0 33 66 99 132

165

198

231

264

297

330

363

396

429

462

495

528

561

594

627

660

693

726

759

792

825

858

891

924

957

990

1023

1056

1089

1122

1155

1188

1221

1254

[ s ]

[ km

/h ]


Vetture Percorso 2

fase 1 traffico scorrevole in salita- fase 2 traffico lento in salita

0

20

40

60

80

100

120

0 36 72 108

144

180

216

252

288

324

360

396

432

468

504

540

576

612

648

684

720

756

792

828

864

900

936

972

1008

1044

1080

1116

1152

1188

1224

1260

1296

1332

1368

[ s ]

[ km

/h ]


Fasi del progetto


Scelta cicli



SALA CLIMATIZZATA

SISTEMA DI CAMPIONAMENTO BANCO A

RULLI

SISTEMA DI ANALISI

SISTEMA DI VENTILAZIONE

SISTEMA DI ANALISI


Mini CVS-Tunnel

FID

VENTILATORE CENTRIFUGO

BYPASS

POMPA CAMPIONAMENTO

PM

GAS DI SCARICO

ARIA

DIVISORE A TUBI MULTIPLI

SCARICO

MINI-TUNNEL 72 mm

VENTILATORE

SACCO GAS

DILUITI

T2

SCARICO

FILTRO PM

SACCO ARIA DILUIZIONE

POMPA CAMPIONAMENTO

T1POMPA ARIA DILUIZIONE

VALVOLA DI CONTROLLO

BYPASS

LINEA RISCALDATA

SCARICO

MISURATORE HC RISCALDATO

MISURATORE PORTATA GAS


FID


BYPASS

POMPA CAMPIONAMENTO

PM

GAS DI SCARICO

ARIA


SCARICO

MINI-TUNNEL 72 mm

VENTILATORE

SACCO GAS

DILUITI

T2

SCARICO

FILTRO PM


POMPA CAMPIONAMENTO

T1POMPA ARIA DILUIZIONE


BYPASS

LINEA RISCALDATA

SCARICO




FID


BYPASS

POMPA CAMPIONAMENTO

PM

GAS DI SCARICO

ARIA


SCARICO

MINI-TUNNEL 72 mm

VENTILATORE

SACCO GAS

DILUITI

T2

SCARICO

FILTRO PM


POMPA CAMPIONAMENTO

T1T1POMPA ARIA DILUIZIONE


BYPASS

LINEA RISCALDATA

SCARICO





Analisi eseguite

•Gassosi regolamentati

HORIBA MEXA 7400

•BTEX

Dani BTX 900 (con rivelatore PID)

•Composti carbonilici

Trappola di dinitro fenil idrazina su gel di silice e successiva HPLC

•IPA su filtro di particolato

estrazione con diclorometano e analisi con HPLC


Veicoli di prova

Camion 1 Camion 2Vettura diesel

Vettura benzina

Fuoristrada Furgone

Cilindrata [cmc] 6174 14190 1910 1590 2495 2800

Potenza massima [kw] 166 309 77 81 90 64

Carico simulato[kg] 15000 15000 1360 1240 2000 1800

Anno di immatric. 1995 1994 1999 1996 2001 1999

Km percorsi 704.542 960.470 20.680 56.950 83.750 33.200

omologazione Euro 1 Euro 1 Euro 2 Euro 2 Euro 3 Euro 2


COHeavy Duty

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Camion 1 Camion 2 Camion 1 Camion 2 Camion 1 Camion 2

Percorso 1 Percorso 2 Percorso 3

[g/k

m]


HCHeavy Duty

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5



[g/k

m]


NOxHeavy Duty

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18



[g/k

m]


ParticolatoHeavy Duty

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6



[g/k

m]

PM > 2.5 µPM < 2.5 µ

71%78%

71%

90%

93%

85%


ConsumoHeavy Duty

0

10

20

30

40

50

60



[l/1

00k

m]


Emissioni percorso 2 camion - percorso 3 bus

Vmedia= 12 km/h

0

5

10

15

20

25

30

35

CO HCH NOx PMtotale

[g/k

m]

Camion 1 Camion2

Autobus 1 Autobus 2

Autobus 3 Autobus 4

Autobus 5 Autobus 6


Emissioni NOx - PM

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

PM [g/km]

NO

x [

g/k

m]

Camion 1 Camion 2

Percorso 1

Percorso 2

Percorso 3


BTEX HD

0

10

20

30

40

50

60


Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3

[mg

/km

]

o-xilene

p+m-xilene

etilbenzene

toluene

benzene


PNAHD

0

50

100

150

200

250

300

350

400



[g

/Km

]

B(g,h,i)Perylene

DB(a,h)Anthracene

B(a)Pyrene

B(k)Fluoranthene

B(b)Fluoranthene

B(a)Anthracene

Chrysene

Pyrene

Fluoranthene


ALDEIDI HD

0

50

100

150

200

250

300



[mg

/Km

]

Hexaldehyde

Valeral+Cyclohexanone

Benzaldehyde

MEK+Butyraldehyde

Crotonaldehyde

Propionaldehyde

Acetone

Acrolein

Acetaldehyde

Formaldehyde


CO Percorso 1 Light_duty

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Vettura diesel Vettura benzina Fuoristrada Furgone

[g/k

m]


CO Percorso 2 Light_duty

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2


Percorso 1 Percorso 1 Percorso 1 Percorso 1

[g/k

m]


HC Percorso 1 Light_duty

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Po

nd

era

to

Fa

se

1

Fa

se

2

Po

nd

era

to

Fa

se

1

Fa

se

2

Po

nd

era

to

Fa

se

1

Fa

se

2

Po

nd

era

to

Fa

se

1

Fa

se

2


[g/k

m]


HC Percorso 2 Light_duty

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2



[g/k

m]


PMtotale Percorso 1 Light_duty

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Ponderato Fase 1 Fase2 Ponderato Fase 1 Fase2 Ponderato Fase 1 Fase2

Vettura diesel Fuoristrada Furgone

[g/k

m]


PMtotale Percorso 2 Light_duty

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Ponderato Fase 1 Fase2 Ponderato Fase 1 Fase2 Ponderato Fase 1 Fase2

Vettura diesel Fuoristrada Furgone

[g/k

m]


NOx Percorso 1 Light_duty

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2


[g/k

m]


NOx Percorso 2 Light_duty

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2



[g/k

m]


Consumo Percorso 1 Light_duty

0

2

4

6

8

10

12

14

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2


[l/1

00k

m]


Consumo Percorso 2 Light_duty

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2

Po

nd

erat

o

Fas

e 1

Fas

e2



[l/1

00k

m]


Limiti Euro 3

Emissioni NOx - PM

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0,080

PM [g/km]

NO

x [

g/k

m]

Vettura diesel

Fuoristrada

Furgone

Percorso 1

Percorso 2


BTEX Percorso 1

LD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18


Veicoli

[mg

/km

]

o-xilene

p+m-xilene

etilbenzene

toluene

benzene


BTEX Percorso 2

LD

0

2

4

6

8

10

12

14

16


Veicoli

[mg

/km

]

o-xilene

p+m-xilene

etilbenzene

toluene

benzene


PNAPercorso 1

LD

0

1

2

3

4

5

6

7

8


Veicoli

[g

/Km

]

B(g,h,i)Perylene

DB(a,h)Anthracene

B(a)Pyrene

B(k)Fluoranthene

B(b)Fluoranthene

B(a)Anthracene

Chrysene

Pyrene

Fluoranthene


PNAPercorso 1

LD

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0


Veicoli

[mg

/Km

]

CLASS 2B

CLASS 2A


PNAPercorso 2

LD

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9


Veicoli

[g

/km

]

B(g,h,i)Perylene

DB(a,h)Anthracene

B(a)Pyrene

B(k)Fluoranthene

B(b)Fluoranthene

B(a)Anthracene

Chrysene

Pyrene

Fluoranthene


PNAPercorso 2

LD

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5


Veicoli

[g

/km

]

CLASS 2B

CLASS 2A


ALDEIDIPercorso 1

LD

0

5

10

15

20

25

30

35


Veicoli

[mg

/Km

]

Hexaldehyde


Benzaldehyde

MEK+Butyraldehyde

Crotonaldehyde

Propionaldehyde

Acetone

Acrolein

Acetaldehyde

Formaldehyde


ALDEIDIPercorso 2

LD

0

10

20

30

40

50

60

70

80


Veicoli

[mg

/Km

]

Hexaldehyde


Benzaldehyde

MEK+Butyraldehyde

Crotonaldehyde

Propionaldehyde

Acetone

Acrolein

Acetaldehyde

Formaldehyde


Emissioni NOx - PMtraffico scorrevole

Camion 1Camion 2

Fuoristrada

Furgone

Vettura diesel

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

PM [g/km]

NO

x [

g/k

m]


Emissioni NOx - PMtraffico lento

Camion 1

Camion 2

Furgone

Vettura diesel

Fuoristrada

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60

PM [g/km]

NO

x [g

/km

]


Conclusioni (1)

• Le emissioni, sia dei mezzi pesanti che delle vetture, dipendono fortemente dalla tipologia di ciclo simulato

• Per le emissioni regolamentate, i mezzi pesanti si differenziano maggiormente nel ciclo a traffico intenso rispetto a quelli a traffico scorrevole

• Gli HD evidenziano un andamento delle emissioni di BTEX analogo alle emissioni di HC totali

• In generale, i valori di emissioni ottenuti sono coerenti con quelli riscontrati nella precedente sperimentazione sugli autobus


Conclusioni (2)

• I cicli di prova differiscono sensibilmente da quelli utilizzati nell’omologazione dei veicoli e presentano caratteristiche che causano delle criticità nel funzionamento del catalizzatore sia nei veicoli diesel che in quelli a benzina

• Come atteso, le emissioni della vettura benzina sono più basse dei veicoli diesel in termini di NOx e più critiche per il monossido di carbonio

• Il furgone per trasporto merci ha emissioni che lo collocano tra la vettura ed il fuoristrada

• Il veicolo più critico, tra i diesel light duty, è senza dubbio il fuoristrada che denuncia valori doppi di CO e tripli di HC rispetto ad una vettura di classe media (EURO 2)


Conclusioni (3)

• In condizioni di traffico scorrevole, le emissioni in termini di PM dei mezzi pesanti sono circa 10 volte quelle dei veicoli Light Duty ed in termini di NOx circa 8 volte

• In condizioni di traffico intenso, le emissioni di mezzi pesanti sono da 10 a 15 volte quelle dei veicoli Light Duty per il PM e circa 8 volte per gli NOx

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