Il processo di combustione nei motori alternativi: sviluppo di procedure per lo studio delle emissioni di idrocarburi incombusti

Introduzione. Il D.P.R. del 24 Maggio 1988 n. 203 definisce l’inquinamento atmosferico come: “…ogni modificazione della normale composizione o stato fisico dell’aria atmosferica, dovuta alla presenza nella stessa di una o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali di salubrità dell’aria; da costituire pericolo ovvero pregiudizio diretto o indiretto per la salute dell’uomo; da compromettere le attività ricreative e gli altri usi legittimi dell’ambiente; alterare le risorse biologiche e gli ecosistemi ed i beni materiali pubblici e privati”. La definizione esposta, pur non rappresentando in modo esaustivo il concetto di inquinamento ambientale, poiché ne evidenzia soprattutto gli aspetti chimici, fa risaltare in modo incisivo l’importanza della salubrità dell’aria. Su quest’ultimo aspetto sono stati elaborati negli ultimi decenni (Protocollo di Montreal nel 1987, Convenzione sui cambiamenti climatici nel 1992, Protocollo di Kyoto nel 1997) gli standard di qualità dell’aria , atti a definire una politica di regolamentazione delle emissioni di sostanze inquinanti in atmosfera. I fenomeni di inquinamento atmosferico sono particolarmente critici da gestire, quando ci si riferisce agli ambienti urbani, dove molteplici fattori concorrono al peggioramento della qualità dell’aria; tra questi maggior spicco acquisiscono la limitata capacità di diffusione dell’ambiente cittadino, e le caratteristiche del traffico veicolare civico. Relativamente al primo fattore, oltre alla tossicità delle sostanze immesse in atmosfera, la morfologia dell’agglomerato urbano, frequentemente, tende ad intensificare i fenomeni di inquinamento. Spesso, infatti, la struttura architettonica di una città rappresenta una vera e propria barriera ai fenomeni di diffusione delle specie, presenti in atmosfera. Tali barriere strutturali, unite a particolari condizioni climatiche, possono essere causa di pericolosi fenomeni di inquinamento. Il secondo aspetto che caratterizza l’inquinamento urbano è costituito dall’intensità del traffico veicolare, al quale si deve una grossa fetta del contributo antropico alle emissioni tossiche in atmosfera. Il traffico veicolare presenta diversi elementi critici, tra questi quelli che destano maggior preoccupazione sono: ¾ Il funzionamento in regime transitorio del motore, durante le caratteristiche percorrenze urbane (condizioni di elevato traffico veicolare). ¾ La tipologia e la densità dei veicoli caratterizzanti il parco circolante cittadino. ¾ Le peculiarità di alcuni percorsi urbani, contraddistinti da brevi percorrenze specifiche, che impediscono la regimazione termica del motore. Tutti questi fattori determinano uno scenario di emissioni tossiche, che vede la compresenza di tutti i caratteristici inquinanti primari. Gli inquinanti primari, prodotti durante un ciclo termodinamico, nei motori a combustione interna (MCI) sono: il monossido di carbonio CO, l’anidride carbonica CO 2 , gli ossidi di azoto NO x , il particolato (soprattutto nei motori Diesel), e gli idrocarburi incombusti (soprattutto nei motori Otto).