Inquinamento di camion e automobili

Qual è l'inquinamento medio dell'aria provocato da un camion rispetto a quello provocato da una automobile?
Davide Cortesi
21 novembre 2004
Gli inquinanti emessi dai motori sono di diversa natura, a seconda del tipo di veicolo e del tipo di motore. I principali tra essi sono il monossido di carbonio (CO), gli ossidi di azoto (NOx), gli idrocarburi incombusti (HC), il benzene e il particolato (PM). I veicoli alimentati a benzina producono principalmente monossido di carbonio, idrocarburi aromatici e ossidi di azoto mentre quelli diesel particolato e ossidi di azoto.
I veicoli circolanti nelle nostre città sono di svariata natura: a parte i ciclomotori, tra le autovetture si annoverano le auto a benzina catalizzate, a benzina non catalizzate, a GPL, a GN (metano) e i diesel.
I veicoli medi per uso commerciale e pesanti (bus, camion) sono per la stragrande maggioranza diesel. Ecco dunque che la tipologia del motore impiegato già di per sé differenzia le emissioni dei camion da quelle del parco medio delle automobili.

Entrando di più nel dettaglio delle singole tipologie motoristiche possiamo affermare che:

1) le emissioni da auto a benzina non catalizzate sono ricche di CO, HC, NOx e benzene. Le quantità emesse di tali inquinanti hanno un valore elevato rispetto ad altri tipi di veicoli soprattutto per CO, HC e benzene. Le emissioni si riducono drasticamente nel caso di autoveicoli con marmitta catalitica, la stragrande maggioranza dell'attuale parco circolante. Nel caso di alimentazione con benzina "super", si ha emissione anche di piombo.

2) Le emissioni da auto a GPL non catalizzate appaiono dello stesso livello di quelle da auto a benzina non catalizzate per ciò che attiene al CO, ma di entità significativamente inferiore per gli NOx. Elevate in valore assoluto ma trascurabili sotto il profilo sanitario risultano le emissioni di HC (propano, butano ecc.). Benzene e piombo sono assenti.

3) Le emissioni da auto a gas metano non catalizzate risultano notevolmente inferiori per CO e per NOx rispetto a quelle da altre auto non catalizzate; gli HC (sostanzialmente metano incombusto) appaiono più elevati ma poco significativi sotto l'aspetto sanitario. Benzene e piombo sono assenti.

4) Per quanto concerne infine le emissioni dal complessivo parco di motori diesel, gli HC appaiono trascurabili e il CO poco significativo. Elevate risultano invece le emissioni di NOx a livello di massa per veicolo per i motori di taglia media ed elevata (camion, bus ecc.), data la portata fumi molto più consistente rispetto ai motori delle auto ad accensione comandata e le elevate temperature raggiunte in camera di combustione.
Il benzene e il piombo sono assenti mentre si rilevano significative emissioni di nerofumo (il cosiddetto particolato diesel), anche se entro un anno l'adozione diffusa di trappole per particolato (già installate in alcuni casi) porteranno a una sensibile riduzione delle emissioni di questo inquinante.

Sotto un profilo statistico si può per altro sottolineare che:

a) l'inquinante CO è emesso per circa l'80% dalle auto a benzina non catalizzate; un contributo molto inferiore (circa 9%) è dato dai ciclomotori, soprattutto per la minore percorrenza chilometrica. Le auto a benzina catalizzate e le auto a GPL non catalizzate contribuiscono per circa il 4% in ciascun caso soprattutto per l'efficienza dei catalizzatori o per la scarsa numerosità, rispettivamente.
Pari al solo 2% appare invece il contributo totale dei veicoli con motore diesel, nei quali sono compresi, come detto, quasi tutti i veicoli “pesanti”.

b) L'inquinante HC risulta emesso per la maggior parte da ciclomotori (circa 53%) e da auto a benzina non catalizzate (circa 35%). Molto inferiore (circa 12%) appare il contributo complessivo di tutte le altre tipologie di veicoli grazie all'efficienza dei catalizzatori (per le auto che ne sono dotate), alla scarsa numerosità (auto a GPL), alla bassa concentrazione nei fumi (veicoli diesel) o a combinazioni di tali cause (auto a metano).

c) L'inquinante benzene presenta una situazione simile a quella appena descritta salvo che prevale il contributo delle auto non catalizzate (circa 51%) rispetto a quello dei ciclomotori (circa 41%). Il restante 8% circa è emesso dalle auto catalizzate. Gli scostamenti del quadro emissivo di benzene rispetto a quello di HC sono determinati dalla diversa presenza di benzene, in termini percentuali, nella frazione di idrocarburi totali contenuta nei gas di scarico delle diverse categorie di veicoli. Infatti, in prima approssimazione, la quota di benzene nel carburante è pari a circa 1%, allo scarico dei motori circa 5%, all'uscita del catalizzatore circa 7%. Nei fumi emessi dai ciclomotori è elevata la frazione di carburante incombusto e la quota di benzene risulta mediamente del 2,7% sugli HC totali.

d) L'inquinante NOx derivante dalle emissioni da traffico appare emesso per la maggior parte dalle auto a benzina non catalizzate (circa 42%) e dai veicoli diesel medi (circa 38%), quali i furgoni commerciali. Quest'ultima categoria di veicoli presenta, infatti, una elevata massa di emissione e una elevata percorrenza chilometrica in ambito urbano. Importante appare il contributo dovuto ai veicoli diesel pesanti (circa 11%), principalmente a causa della elevata massa di emissione e la elevatissima percorrenza in ambito urbano da parte di una quantità relativamente consistente di mezzi compresi in tale categoria (bus del trasporto pubblico).

Al di là di quanto dettagliato, va comunque sottolineato che la quantità degli inquinanti emessi è direttamente legata allo stato di manutenzione del motore, al chilometraggio del veicolo, alle condizioni di marcia e allo stato di usura del sistema di post-trattamento delle emissioni del motore, fattori questi che molto dipendono da chi gestisce o guida il veicolo e meno dalla sua cilindrata.
Va infine segnalato che in generale al crescere delle dimensioni del motore crescono le temperature medie del gas che lasciano il motore stesso. Questa circostanza, comporta una certa influenza sulla quantità di inquinanti emessi, ma condiziona senz'altro in modo più marcato i sistemi di post-trattamento utilizzabili per il loro abbattimento. Ad oggi, per esempio, sono state già sviluppate efficienti tecniche di rimozione del particolato emesso dai motori diesel sia di bassa (auto famigliari) sia di alta cilindrata (es. pullman). Viceversa, se per autobus e camion è prossima alla realizzazione industriale di sistemi di abbattimento degli ossidi di azoto basati sulla loro riduzione catalitica selettiva ad azoto, non sono ancora vicini al successo analoghi sistemi di abbattimento per le basse cilindrate data la temperatura insufficiente dei loro gas di scarico (150-250 ºC).

Debora Fino Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Torino

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