L’importanza delle emissioni non di scarico

Emissioni non di scarico del traffico: un contributo importante all’inquinamento atmosferico

I regimi normativi che cercano di ridurre le emissioni del settore trasporti hanno in gran parte incentrato l’attenzione sulle sostanze inquinanti che provengono dal tubo di scappamento. Tuttavia, dopo più di 15 anni di ricerca, si è dimostrato che il contributo all’inquinamento atmosferico delle particelle primarie (PM) non derivanti dallo scarico è molto significativo nelle aree urbane. I fattori che provocano le emissioni non di scarico di PM comprendono l’usura degli pneumatici, l’usura dei freni, l’usura del manto stradale e la sospensione delle polveri presenti sulla strada.

Una revisione del 2013 da parte di Denier van der Gon e del suo gruppo, ha rilevato che il rapporto tra le particelle non di scarico e quelle di scarico è in forte aumento negli ultimi due decenni, a causa della riduzione delle emissioni di scarico.

Inoltre è emerso che se i veicoli elettrici a batteria hanno l’evidente vantaggio di avere zero emissioni dai loro tubi di scappamento, non sono ugualmente avvantaggiati riguardo alle emissioni di gas non di scarico. Di conseguenza, ci sono stati una serie di recenti studi per valutare l’impatto delle emissioni non di scarico provenienti dai veicoli elettrici che suggeriscono anche una risposta normativa.

Background

Il team pan-europeo di van der Gon ha prodotto un articolo su un Workshop di politica convocato nel 2011 sullo sviluppo delle politiche relative alla qualità dell’aria, con un’attenzione particolare alle emissioni non di scarico. Nella relazione sono evidenziati i seguenti punti:

• Gli pneumatici generano particelle sia attraverso l’usura della gomma che attraverso l’usura delle superfici stradali. Questi processi possono dipendere dal tipo di pneumatico, dalle dimensioni, dall’età, dalla velocità del veicolo e dal peso, dalle proprietà della superficie stradale e dalle condizioni meteorologiche (temperatura, umidità stradale, ecc). L’usura degli pneumatici contribuisce all’emissione di PM.

• L’usura dei freni è dovuta alla grande generazione di calore per l’attrito delle pastiglie dei freni. Prove di laboratorio dettagliate hanno dimostrato che il 50% del consumo totale viene emesso come materiale di bordo; l’altra metà direttamente come depositi sulla superficie (strada) e sulla ruota della macchina.
• L’usura della superficie stradale varia significativamente in base alle proprietà dell’asfalto nonché al tipo di pneumatico, il tipo di veicolo, e la velocità, così come alle condizioni del fondo stradale.

I partecipanti al Workshop 2011 hanno concluso che:

• Vi è una chiara mancanza di dati nel campo delle emissioni di usura del trasporto stradale e delle sospensioni per valutare in modo conclusivo la sua importanza per la qualità dell’aria e l’impatto sulla salute umana.
• Dato che la tendenza verso tecnologie più pulite con le ridotte emissioni di gas di scarico continua attraverso l’uso di convertitori catalitici, filtri antiparticolato (DPF), combustibili e motori migliorati, le particelle non di scarico supereranno presto le emissioni di gas di scarico e ciò potrebbe diventare dominante entro il 2020, sia in termini di emissioni che di contributi per la qualità dell’aria. La maggior parte degli esperti che hanno partecipato al workshop (il 55%) ha classificato l’importanza delle emissioni di usura e delle sospensioni rispetto alle emissioni di scarico in prossimo futuro (2020 e oltre).

I partecipanti hanno convenuto che abbiamo bisogno di migliorare le nostre conoscenze sulle emissioni, l’esposizione e l’effetto sulla salute, delle particelle di usura in quanto questa frazione delle PM non può essere trascurata e la sua importanza relativa e assoluta è ancora in aumento. E’ importante sottolineare alle autorità di regolamentazione e ai politici che le emissioni del trasporto su strada continuano ad essere un problema per la salute e la qualità dell’aria, nonostante la rapida e incoraggiante diminuzione dell emissioni di scarico dal tubo di scappamento.

-van der Gon et al.

Uno studio condotto nel 2014 da Weinbruch in Germania ha quantificato il contributo dei tre componenti legati al traffico di scarico, abrasione e sospensione dei marciapiedi, delle strade urbane e dei livelli di PM in base all’analisi delle singole particelle al microscopio elettronico a scansione.

Rispetto agli studi precedenti, Weinbruch hanno osservato una porzione significativamente inferiore di particelle di scarico ed una porzione significativamente maggiore delle particelle di sospensione. La grande abbondanza di particelle di sospensione sottolinea la loro importanza per gli effetti negativi osservati sulla salute a carico delle emissioni del traffico.

Il ruolo dei veicoli elettrici

Un recente studio di un team dell’Università di Edimburgo ha concluso che le emissioni non di scarico per quanto riguarda i veicoli elettrici (EV) sono in quantità di poco inferiore rispetto a quelli dei moderni veicoli a combustione interna (ICE)

Un nuovo studio è stato condotto invece a Rotterdam da un team pan-europeo (Tobollik et al.) per quantificare i benefici delle politiche di mitigazione dei gas serra nella città. Gli effetti di due interventi separati (riduzione del 10% dei chilometri percorsi dai veicoli privati e una quota del 50% dei chilometri percorsi dai veicoli privati a trazione elettrica) aventi come parametri le emissioni di PM, il carbonio elementare (CE) e il rumore (rumore del motore e il rumore degli pneumatici) sono stati valutati utilizzando gli anni di vita persi (YLL) e gli anni vissuti con disabilità (YLD). L’intervallo temporale preso in considerazione è stato tra il 2010 e il 2020 in cui si concluderà la valutazione. Il team ha scoperto che entrambi gli interventi sono stati associati a una riduzione dell’esposizione al rumore, per effetto dell’impiego delle auto a trazione elettrica. Tuttavia, l’esito è stato che i due interventi hanno avuto effetti marginali in materia di inquinamento dell’aria, perché le politiche del traffico già attuate riducevano le PM e CE di circa il 40% e il 60% rispettivamente, nel periodo 2010-2020.

Un altro nuovo approccio al problema è stato effettuato dal team di Hooftman et al. in Belgio. È stato prodotto un documento sulla loro analisi riguardo alle emissioni non di scarico dei veicoli passeggeri, sia convenzionali (gasolio e benzina) sia elettrici, e la loro influenza sulla qualità dell’aria in ambiente urbano in Belgio. La visione di Hooftman è più ampia, egli ha proposto un metodo per confrontare l’impatto sulla qualità dell’aria delle diverse tecnologie per i veicoli su una scala più ampia rispetto alle emissioni regolamentate, considerando così anche le emissioni non di scarico.

In particolare, il team ha proposto un metodo per valutare il contributo dei veicoli elettrici per la qualità dell’aria urbana in Belgio, rispetto ai veicoli convenzionali della stessa classe di peso; ha modellato l’effetto sulla tossicità umana (HT), la formazione di ozono fotochimico (POF) e la formazione di particelle (PMF). Inoltre, ha simulato il disability-adjusted life year (DALY) per valutare gli anni in buona salute persi a causa della scarsa qualità dell’aria urbana. Lo scopo dello studio non è quindi limitato solo alla fase di utilizzo di un veicolo.

Tra le loro principali conclusioni si evidenziano le seguenti:

• le emissioni di gas di scarico non regolamentate hanno un impatto significativo e dominante nell’ambito delle categorie prese in esame;
• i veicoli elettrici sono stati la migliore alternativa ai veicoli diesel e benzina in tutte le categorie. I veicoli elettrici hanno emissioni di scarico e sostanze inquinanti non di scarico ridotti così come le emissioni associate alla bassa generazione di energia elettrica. Il team di Hooftman ha concluso infine che i veicoli elettrici tendono a emettere fino a otto volte meno PM di non scarico rispetto ai  veicoli diesel e almeno due volte meno rispetto a quelli a benzina in contrasto con alcuni degli studi precedenti sul tema;
• le emissioni non di scarico necessitano di regolamentazione attiva. O questo è realizzato usando materiali alternativi durante la produzione degli pneumatici, dei freni e del manto stradale, oppure introducendo tecnologie alternative come la frenata rigenerativa in MCI per ridurre l’usura dovuta alla frenatura. Gli pneumatici dovrebbero essere soggetti a spinte tecnologiche al fine di mitigare l’usura degli stessi;
• i responsabili politici devono far rispettare le norme per quanto riguarda le emissioni e renderle più severe nel settore dei trasporti, oltre a promuovere l’uso di mezzi alternativi per il trasporto dei passeggeri. Un tale cambiamento potrebbe accrescere i vantaggi sia ambientali che economici e sociali di questi mezzi alternativi.

[fonte Green Car Congress]

Grazie per l’attenzione,

Team GAA