X Expert Panel “Emissioni da trasporto su strada”
Stazione sperimentale dei combustibili
S. Donato Milanese
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
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
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.
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Fasi del progetto
Rilievo percorsi stradali
Scelta cicli
Prove su banco a rulli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
1° tratto
2° tratto
• 1° tratto
Aut. A1 Modena sudBologna Borgopanigale
• 2° tratto
Tang. Bologna fino a
San Lazzaro
3° tratto
• 3° tratto
Aut. A1 RioveggioPian del Voglio
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
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
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Riepilogo rilievi su strada
Tempo totale
Lunghezza totale
vettura
[hh:mm:ss]
15:23:29
[km]
1450
camion
16:04:37
950
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Fasi del progetto
 Rilievo percorsi stradali
 Scelta cicli
 Prove su banco a rulli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Cam io n
Pe rc o rs o 1
t r a ffi c o s c o r r e vo l e
80
70
60
40
30
20
10
1131
1102
1073
1044
1015
986
957
928
899
870
841
812
783
754
725
696
667
638
609
580
551
522
493
464
435
406
377
348
319
290
261
232
203
174
145
116
87
58
29
0
0
[ km/h ]
50
[s]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Camion
Percorso 2
traffico lento
70
60
40
30
20
10
1092
1064
1036
1008
980
952
924
896
868
840
812
784
756
728
700
672
644
616
588
560
532
504
476
448
420
392
364
336
308
280
252
224
196
168
140
112
84
56
28
0
0
[ km/h ]
50
[s]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Camion
Percorso 3
Traffico scorrevole in salita
70
60
40
30
20
10
1368
1332
1296
1260
1224
1188
1152
1116
1080
1044
1008
972
936
900
864
828
792
756
720
684
648
612
576
540
504
468
432
396
360
324
288
252
216
180
144
108
72
36
0
0
[ km/h ]
50
[s]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Vetture
Percorso 1
fase 1 traffico scorrevole- fase 2 traffico lento
140
120
80
60
40
20
1254
1221
1188
1155
1122
1089
1056
1023
990
957
924
891
858
825
792
759
726
693
660
627
594
561
528
495
462
429
396
363
330
297
264
231
198
165
132
99
66
33
0
0
[ km/h ]
100
[s]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Vetture
Percorso 2
fase 1 traffico scorrevole in salita- fase 2 traffico lento in salita
120
100
60
40
20
1368
1332
1296
1260
1224
1188
1152
1116
1080
1044
1008
972
936
900
864
828
792
756
720
684
648
612
576
540
504
468
432
396
360
324
288
252
216
180
144
108
72
36
0
0
[ km/h ]
80
[s]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Fasi del progetto
 Rilievo percorsi stradali
 Scelta cicli
 Prove su banco a rulli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
SALA CLIMATIZZATA
SISTEMA DI ANALISI
SISTEMA DI
CAMPIONAMENTO
BANCO A
RULLI
SISTEMA DI
VENTILAZIONE
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Mini CVS-Tunnel
GAS DI
SCARICO
SCARICO
DIVISORE A
TUBI MULTIPLI
VENTILATORE
SACCO
GAS
DILUITI
ARIA
MINI-TUNNEL  72 mm
POMPA ARIA
DILUIZIONE
FID
SACCO ARIA
DILUIZIONE
MISURATORE HC
RISCALDATO
FILTRO
PM
T1
LINEA RISCALDATA
POMPA
CAMPIONAMENTO
PM
MISURATORE
PORTATA GAS
VALVOLA DI
CONTROLLO
BYPASS
POMPA
CAMPIONAMENTO
VENTILATORE
CENTRIFUGO
BYPASS
MISURATORE
PORTATA GAS
T2
SCARICO
SCARICO
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
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
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Veicoli di prova
Camion 1
Camion 2
Vettura
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
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
CO
Heavy Duty
5,0
4,5
4,0
3,5
[g/km]
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Camion 1
Camion 2
Percorso 1
Camion 1
Camion 2
Percorso 2
Camion 1
Camion 2
Percorso 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
HC
Heavy Duty
3,5
3,0
[g/km]
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Camion 1
Camion 2
Percorso 1
Camion 1
Camion 2
Percorso 2
Camion 1
Camion 2
Percorso 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
NOx
Heavy Duty
18
16
14
[g/km]
12
10
8
6
4
2
0
Camion 1
Camion 2
Percorso 1
Camion 1
Camion 2
Percorso 2
Camion 1
Camion 2
Percorso 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Particolato
Heavy Duty
1,6
1,4
PM > 2.5 µ
PM < 2.5 µ
90%
1,2
[g/km]
1,0
0,8
71%
85%
0,6
93%
0,4
0,2
78%
71%
0,0
Camion 1
Camion 2
Percorso 1
Camion 1
Camion 2
Percorso 2
Camion 1
Camion 2
Percorso 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Consumo
Heavy Duty
60
50
[l/100km]
40
30
20
10
0
Camion 1
Camion 2
Percorso 1
Camion 1
Camion 2
Percorso 2
Camion 1
Camion 2
Percorso 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Emissioni
percorso 2 camion - percorso 3 bus
Vmedia= 12 km/h
35
30
25
Camion 1
Camion2
Autobus 1
Autobus 2
Autobus 3
Autobus 4
Autobus 5
Autobus 6
[g/km]
20
15
10
5
0
CO
HCH
NOx
PMtotale
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Emissioni NOx - PM
18
Percorso 2
16
14
NOx [g/km]
12
Percorso 3
10
Percorso 1
8
6
4
2
Camion 1
Camion 2
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
PM [g/km]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
BTEX
HD
60
o-xilene
p+m-xilene
50
etilbenzene
toluene
benzene
[mg/km]
40
30
20
10
0
Camion 1
Camion 2
Ciclo 1
Camion 1
Camion 2
Ciclo 2
Camion 2
Camion 1
Ciclo 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PNA
HD
400
B(g,h,i)Perylene
DB(a,h)Anthracene
350
B(a)Pyrene
B(k)Fluoranthene
300
B(b)Fluoranthene
B(a)Anthracene
[g/Km]
250
Chrysene
Pyrene
Fluoranthene
200
150
100
50
0
Camion 1
Camion 2
Ciclo 1
Camion 1
Camion 2
Ciclo 2
Camion 1
Camion 2
Ciclo 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
ALDEIDI
HD
300
Hexaldehyde
Valeral+Cyclohexanone
Benzaldehyde
250
MEK+Butyraldehyde
Crotonaldehyde
Propionaldehyde
200
Acetone
Acrolein
[mg/Km]
Acetaldehyde
Formaldehyde
150
100
50
0
Camion 1
Camion 2
Ciclo 1
Camion 1
Camion 2
Ciclo 2
Camion 1
Camion 2
Ciclo 3
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
CO
Percorso 1
Light_duty
3,5
3,0
2,0
1,5
1,0
0,5
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0,0
Ponderato
[g/km]
2,5
Furgone
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
CO
Percorso 2
Light_duty
0,9
0,8
0,7
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0,0
Ponderato
[g/km]
0,6
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
HC
Percorso 1
Light_duty
0,25
0,20
[g/km]
0,15
0,10
0,05
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
0,00
Furgone
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
HC
Percorso 2
Light_duty
0,25
0,15
0,10
0,05
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0,00
Ponderato
[g/km]
0,20
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PMtotale
Percorso 1
Light_duty
0,06
0,05
[g/km]
0,04
0,03
0,02
0,01
0,00
Ponderato
Fase 1
Vettura diesel
Fase2
Ponderato
Fase 1
Fuoristrada
Fase2
Ponderato
Fase 1
Fase2
Furgone
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PMtotale
Percorso 2
Light_duty
0,06
0,05
[g/km]
0,04
0,03
0,02
0,01
0,00
Ponderato
Fase 1
Vettura diesel
Fase2
Ponderato
Fase 1
Fuoristrada
Fase2
Ponderato
Fase 1
Fase2
Furgone
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
NOx
Percorso 1
Light_duty
3,0
2,5
1,5
1,0
0,5
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0,0
Ponderato
[g/km]
2,0
Furgone
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
NOx
Percorso 2
Light_duty
3,0
2,5
1,5
1,0
0,5
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0,0
Ponderato
[g/km]
2,0
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Consumo
Percorso 1
Light_duty
14
12
8
6
4
2
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0
Ponderato
[l/100km]
10
Furgone
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Consumo
Percorso 2
Light_duty
16
14
10
8
6
4
2
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Percorso 1
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
Ponderato
Fase2
Fase 1
0
Ponderato
[l/100km]
12
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
Emissioni NOx - PM
3,0
Vettura diesel
2,5
Fuoristrada
Furgone
NOx [g/km]
2,0
Percorso 2
Percorso 1
1,5
1,0
Limiti Euro 3
0,5
0,0
0,010
0,020
0,030
0,040
0,050
0,060
0,070
0,080
PM [g/km]
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
BTEX
Percorso 1
LD
18
o-xilene
p+m-xilene
16
etilbenzene
14
toluene
benzene
[mg/km]
12
10
8
6
4
2
0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
BTEX
Percorso 2
LD
16
o-xilene
p+m-xilene
14
etilbenzene
toluene
12
benzene
[mg/km]
10
8
6
4
2
0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PNA
Percorso 1
LD
8
B(g,h,i)Perylene
DB(a,h)Anthracene
7
B(a)Pyrene
B(k)Fluoranthene
6
B(b)Fluoranthene
B(a)Anthracene
Chrysene
5
[g/Km]
Pyrene
Fluoranthene
4
3
2
1
0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PNA
Percorso 1
LD
1,0
CLASS 2B
0,9
CLASS 2A
0,8
0,7
[mg/Km]
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PNA
Percorso 2
LD
9
B(g,h,i)Perylene
DB(a,h)Anthracene
8
B(a)Pyrene
B(k)Fluoranthene
7
B(b)Fluoranthene
6
B(a)Anthracene
[g/km]
Chrysene
5
Pyrene
Fluoranthene
4
3
2
1
0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
PNA
Percorso 2
LD
2,5
CLASS 2B
CLASS 2A
2,0
[ g/km]
1,5
1,0
0,5
0,0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
ALDEIDI
Percorso 1
LD
35
Hexaldehyde
Valeral+Cyclohexanone
30
Benzaldehyde
MEK+Butyraldehyde
25
Crotonaldehyde
Propionaldehyde
[mg/Km]
Acetone
20
Acrolein
Acetaldehyde
Formaldehyde
15
10
5
0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
Assessorato Ambiente e Sviluppo Sostenibile
Servizio Risanamento Atmosferico, Acustico, Elettromagnetico
ALDEIDI
Percorso 2
LD
80
Hexaldehyde
Valeral+Cyclohexanone
70
Benzaldehyde
MEK+Butyraldehyde
Crotonaldehyde
60
Propionaldehyde
Acetone
[mg/Km]
50
Acrolein
Acetaldehyde
40
Formaldehyde
30
20
10
0
Vettura diesel
Vettura benzina
Fuoristrada
Furgone
Veicoli
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Emissioni NOx - PM
traffico scorrevole
9
8
Camion 2
Camion 1
7
NOx [g/km]
6
5
4
3
Fuoristrada
2
Vettura diesel
1
0
0,00
Furgone
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
PM [g/km]
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Emissioni NOx - PM
traffico lento
18
Camion 1
16
Camion 2
14
NOx [g/km]
12
10
8
6
4
Fuoristrada
2
Furgone
Vettura diesel
0
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
PM [g/km]
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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
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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)
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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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