Una delle questioni poste alla fiera di Intermat è la nuova normativa sulle emissioni dei motori diesel.
Lo sanno bene negli USA, che hanno preso in esame la normativa europea, dove si attende il parere dell'EPA, l'agenzia federale votata alla tutela ambientale e della salute umana.
Nel 2019/2020 entrerà in vigore la prossima normativa sulle restrizioni delle emissioni, il c.d. Stage V. Il mercato degli OEM europeo ed americano è a stretto contatto e deve evitare il fatto di dover a produrre un motore diverso per ogni mercato, l'adattamento alla normativa sembra l'unica soluzione. La grande differenza è nella terminologia. In Europa lo Stage IV è l'americano Tier 4; lo Stage III si eguaglia al Tier 3 negli USA, mentre lo Stage IIIb è l'equivalente del Tier 4 Interim.
Dal momento che i regolamenti europei e statunitensi sono stati quasi identici per più di un decennio, presumibilmente gli Stati Uniti adotteranno gli stessi standard dello Stage V, con il nome del Tier 5. Ma la US Environmental Protection Agency non ha ancora espresso pareri rispetto ai nuovi regolamenti.
"La normativa sulle emissioni Tier 5 / Stage V non sarà un grande cambiamento rispetto al livello attuale della tecnologia, attualmente gli USA si trovano al Tier 4 Final", secondo Oliver Lythgoe, il Product Concept Marketing per la Perkins.
"In Europa la normativa Stage V, tuttavia, sarà leggermente diversa da tutte le normative che l'hanno preceduta", secondo Payne, il responsabile per l'Europa della Cummins. I regolamenti precedenti hanno lasciato fuori i motori sotto i 24 cavalli. Stage 5, probabilmente, coprirà tutti i motori a prescindere dalla potenza.
"L'Europa è alle prese con gruppi di pressione e le organizzazioni non governative che vogliono abbassare i limiti di NOx per motori più piccoli. Tutto questo è attualmente in discussione, ma i nuovi regolamenti saranno convertiti in legge entro il 2016. La maggior parte delle aziende avrà già una soluzione pronta da mettere in pratica e non sarà difficile raggiungere gli standard richiesti", secondo quanto dice Payne.
I regolamenti europei mirano all'azzeramento di polveri ultrafini e di fuliggine nei gas di scarico diesel e delle particelle di livello sub-micron. Queste rappresentano la maggiore minaccia per la salute dei polmoni, in quanto queste particelle sono in grado di depositarsi profondamente nei polmoni. Ora, come si fa a sbarazzarsi delle particelle di particolato ultafine? Con il buon vecchio filtro antiparticolato.
Il DPF (Diesel Particulate Filter) ha fatto la sua prima apparizione nel Tier 3, come un modo per ripulire le particelle di fuliggine. Nella maggior parte dei casi erano richiesti dei grandi cambiamenti nella materiale stesso di cui era fatta la macchina.
I filtri antiparticolato sono delle "trappole meccaniche" che catturano le polveri: per tale ragione, i filtri antiparticolato necessitano di una pulizia periodica perché i canali "trappola" si intasano, si riempiono di particolato. Le macchine dovevano essere spurgate (ciò che l'industria chiama "il processo di rigenerazione"). La rigenerazione è definibile come il processo di combustione del particolato presente all’interno del filtro.
DPF non utilizza l’additivo perché innalza maggiormente la temperatura dei gas di scarico, fino a 600-650°C. L’innalzamento della temperatura viene effettuato attraverso una serie di post-iniezioni con conseguenti post-combustioni, che in parte avvengono nei collettori di scarico e nei catalizzatori ossidanti; tali valori di temperatura sono più che sufficienti a bruciare completamente il particolato accumulato nel filtro.
Per agevolare il processo di combustione del particolato accumulato, sulle pareti del filtro sono inseriti dei metalli nobili che operano da catalizzatori. Il sistema senza additivo ha il vantaggio di non richiedere il rifornimento dell’additivo che, oltre ad essere un prodotto pericoloso per la salute umana, è anche piuttosto costoso. Il filtro senza additivo lavora a temperature di innesco rigenerazione più elevate. Inoltre, il filtro senza additivo, a causa della maggiore post-iniezione richiesta soffre di una certa contaminazione (diluizione) dell’olio motore. In funzione del numero delle rigenerazioni e quindi dello stile guida adottata, l’olio motore può deteriorarsi più rapidamente del normale a causa delle diluizione dovuta al gasolio. Alla base della metodologia di rigenerazione del DPF vi è il sistema di iniezione multiple common-rail (MultiJet).
Gli OEM si sono adeguati rapidamente per migliorare la situazione. Nei motori più piccoli è stato facile soddisfare gli standard di emissione senza DPF. Ciò è stato fatto modificando i consumi EGR, iniezione, fasatura e l'utilizzo di un catalizzatore ossidante diesel che tira anche la fuliggine dallo scarico, in modo molto simile ad un convertitore catalitico.
Ma quando siamo sopra i 75-125 cavalli, i motori rendono molta più di fuliggine, specialmente sotto i carichi pesanti di macchine movimento terra. Nella maggior parte dei casi un DPF è sufficiente per portare questi motori alla conformità.
Nel futuro, se lo Stage V e Tier 5 andranno avanti come previsto, un filtro DPF sarà probabilmente incluso in tutti i motori diesel, grandi o piccoli, fissi o mobili, entro il 2020.
A Intermat ci sono stati cinque eventi stampa nei quali gli OEM hanno presentato i loro motori Stage V. La maggior parte di questi hanno ottimizzato i loro progetti per la dimensione del DPF, che è stato ridotto al minimo. Molti stanno offrendo quello che chiamano "one solution”, il che significa il DPF, DOC e SCR tutti uniti in un unico “blocco”, invece che installarli come elementi separati.
Fino ad oggi i DPF che si trovano sugli scaffali raggiungono perfettamente gli obiettivi perseguiti dalla normativa.
Una delle più grandi economie del mondo sarà al passo con i tempi in materia delle emissioni?
Non resta che attendere il parere dell'EPA.