L’evoluzione della qualità del gasolio e
la sua conservazione nella filiera logistica
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Sostenibilità e Qualità Prodotti e Servizi
Fiera Oil&NonOil
Verona, 29 Maggio 2014
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Evoluzione normativa
Direttiva “Rinnovabili” (2009/28/CE) - RED
Direttiva “Fuels” (2009/30/CE) - FQD
D.Lgs 21/3/2011 n.28 e s.m.i.
D.Lgs 31/3/2011 n.55 e s.m.i.
Al 2020 il 10% dell’energia impiegata nel
settore trasporti deve derivare da fonti
rinnovabili (es. Biocarburanti: Biodiesel,
Bioetanolo, BioETBE).
Dal 2012 sono utilizzati solo biocarburanti con
specifica certificazione che ne attesti la loro
sostenibilità.
Entro il 2020, riduzione delle emissioni di
gas serra, per unità di energia, lungo il
ciclo di vita dei carburanti pari al 6%
rispetto al 2010.
Situazione Italia
Limiti intermedi da traguardare per i
biocarburanti: 4,5% in energia nel 2014
(5,0% nel 2015).
Ad oggi si utilizza sostanzialmente biodiesel
da oli vegetali. Progressiva introduzione di
biofuel da sottoprodotti, rifiuti, ecc.
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Nel corso degli ultimi anni il blending del
gasolio auto è risultato sempre più ricco di
biodiesel (max 7% volume; B7).
B10, specifica tecnica ancora in
definizione. Questo grado dovrà
segregato (pompa dedicata con
comunicazione ai consumatori):
motorizzazioni potrebbero non
compatibili.
fase di
essere
relativa
alcune
essere
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Evoluzione tecnica del gasolio e dei motori
QUALITA’ DEL GASOLIO (UNI EN 590)
vs UNI EN 590 del 1999:
• Riduzione del contenuto di zolfo da 3.000 a 10 mg/kg
• Riduzione del limite max di densità da 860 a 845 kg/m3
• Riduzione della T(95% distillato) da 370 a 360°C max
• Aumento del Numero di Cetano da 49 a 51
• Progressiva introduzione del biodiesel fino al 7% in volume
TECNOLOGIE MOTORISTICHE
• Iniezione diretta ad alte pressioni (es. Common Rail, iniettori pompa)
• Miglioramento dei sistemi di filtrazione del gasolio
• Miglioramento dei sistemi di abbattimento delle emissioni
•…
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Il biodiesel e i suoi effetti
Il biodiesel (FAME) è un composto per lo più di origine vegetale che viene
prodotto da oli di diversa provenienza e composizione: palma, colza,
girasole, soia, ecc. E’ anche prodotto da grassi animali, sottoprodotti, rifiuti.
Dal punto di vista tecnico deve essere conforme alla norma UNI EN 14214
prima della miscelazione con il gasolio fossile.
Aspetti da tenere sotto controllo:
 ingloba facilmente l’acqua che trova lungo il suo percorso distributivo
(prodotto igroscopico), favorendo nel gasolio la formazione di micro
emulsioni e l’aumento della carica microbica (dall’interfaccia acqua-gasolio):
attenzione alle procedure di housekeeping …

lo sviluppo microbico può condurre a fenomeni di corrosione dovuti ai prodotti di degradazione di
alcuni batteri (formazione di sostanze acide);
 può presentare un limitata stabilità all’ossidazione dovuta alla presenza di composti
insaturi: tendenza a formare depositi;
 può avere un effetto negativo sulle proprietà a freddo del gasolio (es. Cloud Point e
filtrabilità), funzione degli oli base utilizzati per la sua produzione: attenzione alla scelta
delle materie prime e alla stagionalità;
 ha un buon potere solvente: verifica della compatibilità con alcuni materiali, anche non
relativi ai veicoli;
 può presentare componenti altobollenti: potenziali effetti di diluizione del lubrificante.
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La crescita microbica nei carburanti
Growth of bacteria, yeasts and moulds has been identified in hydrocarbon
distillate fuels and fuel components in refinery blend and product storage
tanks, terminal storage tanks and distribution facilities …This is not a new
phenomenon as it was first recorded in the international literature in 1895”
The Energy Institute
Guidelines for the investigation of the microbial content of petroleum fuels and for the
implementation of avoidance and remedial strategies – Gennaio 2005
Una rinnovata attenzione
Il fenomeno della crescita microbica (Bug) è sostanzialmente aumentato
per il gasolio autotrazione.
Questo aumento è coinciso con l’introduzione del biodiesel:
 il gasolio autotrazione attuale è più suscettibile alla crescita microbica;
 il contenuto di biodiesel in gasolio nel corso degli anni è aumentato per
traguardare i limiti imposti dalle Direttive RED e FQD.
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Con chi ci confrontiamo
• Batteri
Microrganismi unicellulari senza membrane intracellulari definite.
• Funghi
Microrganismi unicellulari (Lieviti) o filamentosi (Muffe) con membrane
intracellulari definite.
Condizioni per la proliferazione:
1. Acqua
2. Fonti di Carbonio (idrocarburi, biodiesel), Azoto, Fosforo
3. Fonti di Ossigeno
4. Temperatura, pH
5. Altri nutrienti (es. elementi in tracce: Ca, Na, K, Mg, Cu, Co)
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Problematiche di campo
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Per lo più si registrano a livello di depositi e soprattutto stazioni di servizio.
A livello di raffineria i processi di distillazione e idrogenazione ad alta
temperatura e pressione forniscono un prodotto sterile. Le potenziali criticità
nascono quando il prodotto viene stoccato/distribuito
! vale sia per il gasolio finito che per il biodiesel.
Sul fondo dei serbatoi, l’acqua è di solito presente a causa di fenomeni di
condensazione, separazione, accumulo (es. piogge).
• Inconvenienti a temperature generalmente comprese fra 15 e 35°C
 Formazione di biofilm organico (depositi mediamente scuri) a partire
dall’interfaccia acqua-gasolio, mucillaginoso (adesivo), con alto livello di
dispersione e peso specifico simile al gasolio
 Occlusione dei filtri degli impianti di stoccaggio e distribuzione (*)
 Occlusione dei sistemi di alimentazione dei motori
 Possibili fenomeni di corrosione
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(*) L’esperienza ha mostrato che i punti più sensibili sono i filtri degli erogatori di gasolio alle stazioni di servizio,
dovuto anche alla proliferazione nei gomiti delle tubazioni …
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Problematiche di campo
2
• La foto mostra un esempio di biofilm
cresciuto sul fondo di una cisterna di
vetroresina. Il livello dell’acqua, visibile
sul lato destro della cisterna mostra
dove il biofilm è cresciuto: fino a quasi
metà altezza !!!
• La foto mostra un’altro esempio di biofilm in una
cisterna di gasolio. La cosa importante da
notare è che l’area direttamente sotto il passo
d’uomo non presenta biofilm. Questo fatto è
dovuto alla turbolenza creata dalla caduta del
gasolio durante il rifornimento che mantiene
quest’area pulita. Può quindi avvenire che un
campionamento effettuato sotto il passo d’uomo
evidenzi una contaminazione ridotta.
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Problematiche di campo
•
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La foto mostra il fondo di un tubo di
aspirazione, estratto dalla cisterna. Il
materiale marrone è il biofilm. Questa foto
fa capire quanto sia difficoltoso rimuovere il
biofilm dalle cisterne di stoccaggio e mostra
anche come il biofilm entri all’interno delle
tubazioni immerse.
• In questo caso il biofilm si è sviluppato
all’interno di un filtro della pompa di
erogazione. Il carburante entra dall’esterno,
dimostrando l’abilità del “Bug” nel passare
attraverso un filtro da 30 µm e crescere
all’interno, sul filtro stesso.
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La cura: tenere la "casa in ordine"
Good housekeeping
! Controllare e minimizzare l’acqua libera nei serbatoi
E poi:
• minimizzare l’acqua disciolta sia nel gasolio fossile che nel biodiesel;
• realizzare un sistema di controllo periodico, considerando anche il livello di proliferazione;
• nei casi opportuni, utilizzare biocidi adatti sia alle diverse tipologie di funghi e batteri, sia ai
loro meccanismi di proliferazione.
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Good housekeeping: qualche consiglio
•
•
•
•
Minimizzare il livello di acqua disciolta nel biodiesel (es. richiedendo ai propri
fornitori un limite di 300 vs 500 mg/kg previsto dalla norma).
Verificare (via campionamento) l’acqua libera in ogni serbatoio di gasolio
(meglio se aspirato dal fondo, in aggiunta all’utilizzo routinario della pasta
rilevatrice): almeno mensilmente (o più frequentemente secondo la
dimensione e rotazione dei serbatoi). In caso di presenza di acqua libera
effettuare il drenaggio/aspirazione.
Verificare
periodicamente
la
proliferazione
microbica (metodo IP 385 su campioni prelevati
dall’aspirazione e dal fondo; particolare attenzione
va rivolta al campionamento e alla conservazione
dei campioni). La periodicità dipende dallo stato
iniziale di contaminazione e dalla frequenza di
intasamento filtri.
Misure
IP 385
(ufc/l)
Livello indicativo
della
contaminazione
0- 500
Contaminazione
Bassa/Moderata
5005.000
Contaminazione
Moderata/Alta
> 5.000
Contaminazione
Alta
Azione
Monitorare con
adeguata
frequenza
Verificare ed
eventualmente
intervenire
(aspirazione /
drenaggio, altro)
Intervenire
(aspirazione /
drenaggio /
bonifica,altro)
Utilizzare biocidi, possibilmente a campagne (attenzione shock iniziale),
previa analisi del livello e della qualità di contaminazione microbica.
Un utile riferimento è lo standard ASTM D6469-12
Guide for Microbial Contamination in Fuels and Fuel Systems
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Grazie dell’attenzione
Angelo Riccio – [email protected]
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