Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara 4. SVILUPPO DI APPLICAZIONI DI NATURA DIVERSA DAL TRASPORTO MA SEMPRE VOLTE AL MIGLIORAMENTO DELLA QUALITÀ DELL’ARIA NEI CENTRI URBANI 4.1 Installazione del filtro sugli impianti di riscaldamento a gasolio Tra i possibili sviluppi di applicazioni del sistema filtrante si è individuata, anche sulla base di suggerimenti scaturiti dal Comitato Tecnico Scientifico, la sperimentazione del sistema filtrante sugli scarichi dei riscaldamenti effettuati da caldaie a gasolio. Il primo step ha riguardato la disamina degli impianti pubblici esistenti in zona al fine di individuare possibili siti di applicazione. E’ emerso che il riscaldamento pubblico nel comune di Ferrara è al 99% metanizzato, in tutta la città di Ferrara ci sono solo 10 edifici riscaldati a gasolio, precisamente biodiesel, ed alcuni stanno per essere trasformati a gas. In ogni caso si sono presi contatti con i competenti servizi della Provincia e del Comune, i quali hanno accordato il permesso di fare alcuni sopralluoghi per verificare gli edifici che facessero al caso nostro. In ottobre 2008 è stato effettuato un primo sopralluogo presso la palestra dell’ITIP di via Pontegradella a Ferrara per visionare la centrale termica alimentata a biodiesel: è l’unica caldaia di proprietà della Provincia ancora alimentata a gasolio. Durante il sopralluogo è stato acquisito copia del libretto di centrale che conteneva sia le specifiche tecniche (potenza 277,7 KW) della centrale stessa, sia i risultati delle analisi dei fumi (temperatura 260,1°C) ed è stata formulata una prima ipotesi in merito alla possibile collocazione del sistema filtrante, precisamente sul tetto terrazzato (che nessuno usa) dislocato a metà della canna fumaria che agevolerebbe tutte le operazioni di verifica e di manodopera. Si è pensato che si sarebbe potuto lavorare all’altezza del tetto terrazzato facendo un foro sulla parte in mattoni della canna fumaria e mettendo una curva sulla canna per farla uscire sul terrazzo in cui si poteva posizionare il sistema filtrante. Inoltre, si sarebbe potuto mettere una sicurezza dopo lo scambiatore di calore e prima del filtro in maniera tale che se vi fossero problemi nel filtro il fumo potesse uscire lo stesso comunque a temperature minori rispetto al sistema attuale. Ulteriore ipotesi quella di valutare l’adozione di uno scambiatore di calore aria-acqua e così riutilizzare come acqua calda la stessa acqua che è servita a raffrescare i fumi. Pagina 75 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Gli edifici del Comune di Ferrara che sono stati oggetto di sopralluoghi sono stati: • scuola elementare e media di Pontelagoscuro: presenti due caldaie identiche posizionate in parallelo da 400 kW circa, equipaggiate di due canne fumarie in acciaio che corrono in parallelo, percorrendo un lungo tratto in orizzontale attraverso la scuola ed arrivando alla canna fumaria in muratura dove, ad altezza uomo, ci sono le due botole di ispezione, e da lì salendo in verticale fin sopra il tetto. Non è sembrato possibile realizzare il sistema filtrante sopra il tetto in quanto decisamente troppo lontano dal generatore e quindi la temperatura dei fumi si abbasserebbe troppo (la temperatura dei fumi in ingresso al filtro deve essere mantenuta tra 120-180°C e probabilmente sopra il tetto si è già al di sotto dei 100°). In compenso, però, dove ci sono le botole di ispezione c’è un ampio spazio, anche facilmente accessibile, dove si potrebbe posizionare il sistema filtrante; • pista di pattinaggio in via Porta Catena a Ferrara: in realtà qui non c’è una centrale termica vera e propria ma un generatore di calore (in pratica serve solo per riscaldamento ambiente e non per produzione centralizzata di acqua calda sanitaria). Comunque, la canna fumaria è lunga circa 3 m e sbuca su un tetto in piano che non è accessibile se non con appositi mezzi. Si è pensato che si potrebbe posizionare il sistema filtrante sopra il tetto, comodo in quanto in piano e non essendo accessibile liberamente evita volontarie manomissioni. In aggiunta, il sistema filtrante sarebbe posizionato abbastanza lontano dal bruciatore per non avere temperature dei fumi in ingresso elevatissime anche se pare comunque necessario l’installazione dello scambiatore di calore; • scuola media Dante Alighieri in Via camposabbionario a Ferrara: la potenza termica installata è di circa 580 kW, la canna fumaria ha un diametro di 250 mm, entra nel muro ed il resto del camino è in laterizio a sezione quadra di circa 500X500 mm, per un’altezza di circa 9 m. L’istallazione del filtro potrebbe avvenire nel locale caldaia, si potrebbe installare la canna all’interno del camino e forse non dovrebbe servire nemmeno l’aspiratore. • Centro Mathema in via Copparo a Ferrara: la potenza termica installata è di 515 kW, la canna fumaria ha un diametro di 200 mm e sbuca sul tetto ad un’altezza di circa 6 m. L’installazione del filtro sembra essere più complicata per motivi di spazio all’interno del locale caldaie. Nello stesso periodo anche il Comune di Portomaggiore ha fatto richiesta di poter instaurare una collaborazione con particolare riferimento a ciò che concerne la sperimentazione del sistema filtrante sulla centrale termica alimentata a gasolio del centro sportivo comunale. E’ stato progettato un primo sistema filtrante prototipale su caldaia, di cui segue lo schema: Pagina 76 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Dopo gli esiti dei sopralluoghi, e’ parso opportuno mettere in campo una preventiva e propedeutica sperimentazione in laboratorio : a tale scopo si è reperita una caldaia a gasolio che si è localizzata presso la TIEMME MECCANICA presso cui si sono eseguite le prove di cui sopra. Si è proceduto nel seguente modo: 1) Si è verificato innanzitutto il funzionamento di un sistema filtrante simile allo schema di cui sopra colllegandolo ad un muletto; 2) Si è messa in moto la caldaia senza collegarvi il filtro per verificare la combustione della stessa. Ne usciva un fumo decisamente nero; Pagina 77 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara 3) Si è collegato il filtro con aspiratore (staccato dal muletto dove era stato precedentemente testato) alla caldaia alimentata a gasolio. Pagina 78 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Da subito si è potuto osservare che il sistema di prova aspirava tutto il fumo nero della caldaia e che all’uscita a valle del filtro usciva fumo incolore. La caldaia con il sistema di prova montato è rimasta accesa per circa tre ore e anche alla fine del test il fumo in uscita dal ventilatore era “pulito”. Le condizioni della sperimentazione erano: - temperatura esterna: 12°C, elevata umidità (giornata di nebbia fitta) - bruciatore della Riello: potenza da 1,8 a 8 kW/h - temperatura fumi uscita caldaia: 29,4°C - temperatura fumi uscita aspiratore: 17,3°C Pagina 79 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Vi sono comunque elementi progettuali che vanno valutati quali: 1. Valutazione ottimale del numero di cartucce filtranti da posizionare nel sistema in modo da avere un buon compromesso tra efficacia e durata; 2. Dimensioni scambiatore; 3. Protezione da effetti di incendio indotti dalla deposizione della fuliggine, che si accumula nella canna fumaria; 4. Aspirazione proporzionale e continua, non più, come negli autobus, ON/OFF; 5. Gestione dell’emergenza in caso di problemi di funzionamento. Nel dicembre 2008 si sono effettuate nuove prove in laboratorio: la caldaia è rimasta accesa molte ore di seguito, sempre sotto stretto controllo, per vedere l’effetto che aveva sul filtro, sono stati monitorati i vari dati come le temperature a monte e a valle del fitro, sono stati fatti dei test con l’opacimetro sia a monte sia a valle del filtro, infine il filtro è stato pesato tutto le sere una volta che la caldaia veniva spenta per vedere quanto pesava ciò che si accumulava sulla superficie del filtro (vedere tabella seguente). DATI CALDAIA COSTRUTTORE: TIPO: ANNO: POTENZA ELETTRICA: POTENZA TERMICA AL FOCOLARE: POTENZA TERMICA CONVENZIONALE: PORTATA ARIA: Pagina 80 di 101 Mistral Therm MR 100 1989 KW 1.5 Kcal/h 99500 Kcal/h 85000 mc/h 8200 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Pagina 81 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara In un secondo momento, sulla caldaia di cui sopra sono state fatte delle prove interne per verificare la granulometria delle polveri emesse. Si conosce, infatti, dalle prove condotte presso il VERT, l’efficienza del sistema filtrante e la dimensione delle polveri sottili trattenute; sappiamo, inoltre, dalle prove opacimetriche condotte, che il sistema filtrante è efficace sulla caldaie. Sono stati presi 4 campioni con tempi di prelevamento differenti: 10 minuti, 1 minuto, 30 secondi, 15 secondi. I campioni sono stati mandati all’ARPA Sezione Provinciale di Reggio Emilia, le membrane sono state esaminate al microscopio elettronico a scansione (SEM). La caratterizzazione è stata effettuata tramite microanalisi con sonda EDX in dotazione al microscopio elettronico. Le condizioni operative di lettura sono quelle abituali a 5000 X ed osservando casualmente una superficie fissa di filtro previamente metallizzato. Il campo è stato suddiviso con una griglia al fine di effettuare un conteggio delle particelle presenti e la loro dimensione. Risultati: • Campione 1 ( 15 secondi campionati) Le particelle osservate sono tutte di dimensioni inferiori a 500 nanometri e sono costituite da particelle presumibilmente di carbonio ,visto che alla microanalisi il carbonio è l’unico elemento presente. Sono presenti anche agglomerati di queste nano particele che opportunamente ingranditi (20000X) appaiono come strutture a grappolo con visualizzazione parziale della porosità del filtro di prelievo sottostante. Pagina 82 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Una stima delle particelle presenti ha dato un valore di 240000 particelle per mmq di filtro esaminato. Vedi foto allegate. Filtro a 15 secondi di campionamento Pagina 83 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Filtro a 15 secondi di campionamento con agglomerato ingrandito • Campione 2 ( 30 secondi ) Si è osservata sostanzialmente la stessa tipologia di particelle del campione 1. Le dimensioni sono le stesse del campione 1 anche se aumenta la numerosità degli agglomerati. La densità di particelle osservate è di circa 600000 particelle mm2. Vedi foto allegata Filtro a 30 secondi di campionamento Pagina 84 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara • Campione 3 (60 secondi campionati) Si è osservata sostanzialmente la stessa tipologia di particelle del campione 1,. Le dimensioni sono le stesse del campione 1 anche se aumenta la numerosità degli agglomerati e delle particelle presenti. La densità di particelle osservate è tale da non permettere una conta di massima ,Vedi foto allegata Filtro a 60 secondi di campionamento • Campione 4 (10 minuti campionati) Si è osservata sostanzialmente la stessa tipologia di particelle del campione 1,. Le dimensioni sono le stesse del campione 1 anche se aumenta la numerosità degli agglomerati e delle particelle presenti tale da rendere il filtro illeggibile. La densità di particelle osservate non permette una conta di alcun tipo,Vedi foto allegata Pagina 85 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Tra giugno e luglio 2009 è stato installato un sistema filtrante allo scarico della centrale termica del centro sportivo di Portomaggiore. I dati della centrale termica sono i seguenti: Impianto Temico con P ≥35 kW Campo sportivo I.D. 6317 Via Prafigaro 44015 Portomaggiore (FE) Data installazione generatore calore Destinazione Combustibile 1998 riscaldamento & acqua calda sanitaria gas naturale GENERATORE DI CALORE Costruttore Modello Tipologia Potenza termica nominale focolare Potenza termica utile nominale Fluido termovettore Riello 4 RCT 7 pressurizzata 133.7 kW 121 kW acqua calda BRUCIATORE ABBINATO Costruttore Modello Tipologia Campo di funzionamento R. B.L. Gulliver RG3 pressurizzata 83 - 178 kW Come secondo step dell’iter sperimentale si sono prelevati i dati relativi ai controlli dei fumi della canna fumaria, i valori sono riportati nelle tabelle a seguire in funzione delle date dei controlli, nella prima quelli del 2005 e 2006, nella seconda quelli dal 2007 all’ultimo: 07/04/05 20/10/05 16/01/06 22/04/06 02/11/06 VALORI MISURATI Temp. Fumi 289.2 232.9 263 261.6 232.7 [°C] Temp. 16.4 16.4 16.4 14 14 Amb.[°C] CO2 [%] 11.6 11.4 10.4 10 10.9 Indice di 1 1 2 2 1 Bacharach CO in fumi 18 39 19 20 17 secchi [ppm] VALORI CALCOLATI Indice d’aria n 1.30 1.33 1.39 1.42 1.39 O2 [%] 4.9 5.2 5.9 6.2 5.9 CO in fumi 14 29 14 14 12 secchi [ppm] Qs = perdite 13.4 10.8 12.8 13.1 11.4 per calore sensibile [%] Rendimento di 86.6 89.2 87.2 86.9 88.6 combustione Pagina 86 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara 18/01/07 06/04/07 22/10/07 09/01/08 08/04/09 VALORI MISURATI Temp. Fumi 268.5 245.7 236.7 238.7 240.6 [°C] Temp. 14 21.3 19 17.1 23.8 Amb.[°C] CO2 [%] 11.2 11.2 11 10.8 10.5 Indice di 1 2 2 1 1 Bacharach CO in fumi 23 23 30 28 20 secchi [ppm] VALORI CALCOLATI Indice d’aria n 1.35 1.35 1.37 1.4 1.44 O2 [%] 5.4 5.4 5.7 6 6.4 CO in fumi 17 17 22 20 14 secchi [ppm] Qs = perdite 12.9 11.4 11.2 11.6 11.6 per calore sensibile [%] Rendimento di 87.1 88.6 88.8 88.4 88.4 combustione Una volta presi tali dati e le dimensioni utili di canali e caldaia, si è proceduto al montaggio del sistema filtrante: - si è sostituito lo sportellino del punto di prelievo dei fumi emissivi, per la verifica dei parametri emissivi, con un box a cui si potesse attaccare il corrugato: Pagina 87 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara si è collegato il corrugato alla cassa contenente n° 2 cartucce filtranti. Il collegamento corrugato–cassa è stato fatto in maniera tale che, alla bisogna, si potesse prelevare aria esterna, che viene considerata fresca, e miscelarla con i fumi emessi dalla caldaia per abbassare la temperatura di questi ultimi. Bisogna, infatti, ricordare che il range di temperature a cui lavorano le cartucce filtranti è di 120 – 160 °C, quindi le temperature di ingresso cassa devono appartenere a tale range. Bisogna, inoltre, ricordare che in questo impianto non è stato previsto lo scambiatore di calore in quanto la lunghezza della canna fumaria implica delle perdite di calore sensibile che, necessariamente, fanno sì che le temperature riscontrate all’uscita della caldaia non siano le stesse di ingresso cassa e tali temperature, di ingresso cassa, erano così basse da non necessitare di uno scambiatore. Pagina 88 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara - l’uscita della cassa è stata collegata ad un aspiratore. In questo modo si ottiene un filtraggio totalmente disconnesso dallo scarico dei fumi, ciò deriva dalla opportunità di evitare ogni influenza del filtro sulle caratteristiche di funzionamento dell’impianto. L’aspiratore ha anche lo scopo di convogliare i fumi emessi verso il filtro in modo tale che non seguano il loro percorso naturale che sarebbe il resto del camino (che è rimasto intatto) per sfociare all’aria aperta senza essere filtrati. Pagina 89 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara - sono stati presi i dati relativi alla temperatura: ambiente, in ingresso alla cassa, in uscita dalla cassa, in uscita dall’aspiratore, segue la tabella Temp. Amb. [°C] T.in cassa [°C] 38.5 39 39.5 40 40.5 41 121 123 131 124 125 133 T.out cassa [°C] 67 70 82 105 106 116 T.out fumi [°C] 60 60 66 93 93 99 TEMPERATURE MASSIME RAGGIUNTE T.in cassa [°C] 133 - T.out cassa [°C] 116 T.out fumi [°C] 99 sono state fatte, infine, le prove del bianco sia dei fumi in ingresso cassa, sia d quelli in uscita dopo l’aspiratore. Questa prova, a differenza di tutti gli altri casi, non ha dato risultati visibili così eclatanti pur tuttavia dando evidenza dell’efficienza della filtrazione, in quanto la caldaie è relativamente moderna e controllata periodicamente. Pagina 90 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Pagina 91 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Questa applicazione ha mostrato che vi sono potenzialità di utilizzo senza prevedere grosse modifiche di impianto e va collocata nell’ottica di ridurre il contributo alle emissioni di una eventuale categoria di edifici storici per i quali non è possibile prevedere la metanizzazione. La tematica delle emissioni di particolato dalle combustioni domestiche/civili non è un tema risolto ma la contrario studi recenti hanno evidenziato l’importanza del contributo ad esempio di caminetti o stufe a legna o pellets. Il processo di combustione della legna produce diverse sostanze che vengono rilasciate nell'ambiente attraverso i fumi emessi dai camini. A livello globale l'utilizzo della legna contribuisce ad ottenere risultati positivi in termini di riduzione delle emissioni di gas serra in quanto l'anidride carbonica liberata durante le combustione corrisponde alla quantità di anidride carbonica assorbita dagli alberi nel corso della loro crescita, per cui l'impatto risulta nullo. A livello locale le sostanze contenute nei fiumi emessi dagli impianti a legna contribuiscono, invece, al peggioramento della qualità dell'aria. In particolare vengono prodotte quantità significative di polveri sottili (PM10) le quali, in presenza di particolari condizioni metereologiche che si verificano soprattutto d'inverno, tendono a ristagnare nei bassi strati dell'atmosfera, creando, insieme ad altri inquinanti, una cappa di smog sopra ai centri abitati. Al fine di valorizzare la biomassa legnosa come fonte energetica rinnovabile, contenendo gli impatti negativi, ad esempio dalla provincia di Trento sono stati promossi: • l'utilizzo di tecnologie per il trattamento dei fumi al fine di ridurre le emissioni di PM10: i filtri per camini; • l'adozione di comportamenti finalizzati a limitare la produzione di sostanze inquinanti: le regole per una corretta combustione. Pagina 92 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Si intendono compresi tra gli impianti termici civili anche i forni a biomassa legnosa degli esercizi di ristorazione. 4.2 Progettazione filtro per imbarcazioni Un ulteriore campo di applicazione del sistema filtrante particolarmente interessante in termini di stima delle emissioni di particolato è rappresentato dal trasporto merci e persone su acqua : ad esempio il progetto Europeo CREATING (Concetti per ridurre l’impatto ambientale e ottenere ottimi risultati nel trasporto fluviale) del Sesto programma quadro (6PQ) è volto a migliorare sia la logistica che le prestazioni ambientali della navigazione interna. La realizzazione di quest’ultimo obiettivo prevede l’impiego di carburante a basso contenuto di zolfo, il controllo della velocità, la riduzione catalitica selettiva e l’utilizzo di filtri per particolato. Negli ultimi anni molti lavori scientifici hanno sottolineato una crescente responsabilità del trasporto marittimo nell’inquinamento atmosferico da particolato secondario che, insieme al particolato direttamente emesso nella combustione, è corresponsabile di effetti sanitari polmonari e cardiovascolari su vasta scala. Il particolato secondario è prodotto indirettamente per diffusione dalle emissioni solforose e azotate delle navi anche a lunga distanza dalle rotte navali; esso è infatti riscontrabile non solo nelle città portuali e nelle aree costiere, ma anche nelle aree continentali. Quindi dal mare si inquina l’aria delle città. L’IMO (International Maritime Organisation, l’agenzia dell’Onu responsabile per l’incremento della sicurezza marittima e della prevenzione dell’inquinamento dalle navi), ha recentemente deciso di rendere più stringenti i limiti riguardanti il tenore di zolfo dei combustibili marini e le emissioni di ossidi di azoto dei motori navali. La decisione è stata presa alla 58a riunione del MEPC (Comitato marittimo per la protezione ambientale) dell’IMO, e prevede una profonda riforma della Convenzione Marpol sul controllo dell’inquinamento atmosferico delle navi. Il programma messo a punto prevede riduzioni sostanziali nell’arco dei prossimi dodici anni per le emissioni solforose, di particolato e di ossidi di azoto delle navi, che consentirà di trarre benefici notevoli in termini di miglioramento della qualità dell’aria a livello globale e, vantaggi ancora maggiori, nelle aree speciali di controllo delle emissioni, dove entreranno in vigore limiti più restrittivi. La possibilità di adattamento del sistema filtrante messo a punto nella ricerca è stato valutato positivamente in ambito di Comitato Tecnico Scientifico di Progetto, soprattutto in virtù di poter applicare il sistema in ambito locale per imbarcazioni trasporto passeggeri nel Delta del Po e tenendo presente che l’omologazione su imbarcazioni non è soggetta alle criticità dei mezzi su strada. E’ possibile dividere le imbarcazioni in due grandi categorie in base al tipo di scarico che presentano: - con scarico in acqua; con scarico in aria. La prima categoria di imbarcazioni, quella che presenta lo scarico in acqua, è la più numerosa: in essa si trovano la maggior parte delle imbarcazioni nuove e vecchie. La peculiarità di tali natanti è che i fumi dello scarico del motore si miscelano con l’acqua stessa su cui galleggia il mezzo. Tale peculiarità avrebbe potuto sembrare, in un primo momento, un problema ma è stato risolto pensando di utilizzare un “filtro aspirato”, basato sui principi di cui paragrafo 2.3, che venisse raffreddato ad acqua invece che ad aria. Le prove condotte, per il momento solo in laboratorio, hanno dato risultati positivi, ma si dovrà provarlo in campo reale. Tali prove hanno evidenziato che: Pagina 93 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Velocità [km/h] variabile: 0 - 70 costante: 45 Media T in/out scambiatore acqua [°C] 137.7 78.2 Media T in/out scambiatore aria [°C] 47.3 14.2 E’ stato progettato lo scambiatore di calore raffreddato ad acqua, il cui schema è di seguito riportato: Per quanto concerne la seconda categoria di natanti, quelli con lo scarico in aria, essi non miscelano aria con acqua, per cui potrebbero essere considerati come degli autobus che navigano invece che muoversi su terra, infatti la maggior parte di questa tipologia di imbarcazioni sono vaporetti o traghetti. E’ stato progettato il sistema prototipale, di seguito sono mostrati i disegni costruttivi del sistema filtrante adattati all’ipotesi dei vaporetti : Pagina 94 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Pagina 95 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Pagina 96 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Pagina 97 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara 4.3 Installazione su muletto Alla luce di preliminari risultanze positive rilevate nella prima fase della ricerca, si sono condotto ulteriori prove su un muletto per movimentazioni merci alimentato a gasolio. I dati del muletto sono: Ditta Costruttrice Anno immatricolazione Motore Tipo Cavalli Giri/minuto Portata max BERZOINI 1973 VM 103 SU B. W. S. 25 52.5 CV 2500 rpm 2500 kg Il sistema filtrante è stato posizionato sul tettuccio del mezzo e, causa le esigue temperature allo scarico, non è stato necessario installare lo scambiatore di calore. Si può notare, infatti, nella foto che segue, come il box contenente la cartuccia filtrante (in questo caso all’interno della cassa vi è un’unica cartuccia filtrante) abbia un collegamento diretto con l’uscita dei fumi, ed anche in questo caso è stata mantenuta la possibilità di avere due differenti tipi di uscite dei fumi, filtrati e non filtrati. Sono state condotte delle prove opacimetriche allo scarico del mezzo con e senza filtro, anche in questo si può vedere già ad occhio nudo efficienza del sistema filtrante. Le prove opacimetriche sono state condotte con uno strumento utilizzato, in genere, per le prove dei fumi dei gas di scarico abilitato a tale mansione da ARPA con autorizzazione n° RBB0131. Pagina 98 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Pagina 99 di 101 Relazione Tecnica relativa al Progetto di ricerca finalizzato all’abbattimento del particolato nei motori diesel – II PARTE – Delibera CIPE n.17/03 settembre 2005 – agosto 2009 Arpa Ferrara Nella tabella seguente sono riportati i risultati delle prove opacimetriche condotte sul muletto. Le prove sono state effettuate in regime minimo e in accelerazione, con filtro e senza filtro. CONDIZIONI MULETTO AL MINIMO ACCELERATO SENZA FILTRO CON FILTRO SENZA FILTRO CON FILTRO OPACITA' MEDIA PICCO DI OPACITA' [1/m] % [1/m] % 0.09 3.31 0.1 3.65 0.01 0.25 0.01 0.25 5.96 88.59 5.96 88.59 0.01 0.51 0.01 0.51 Come desumibile dai dati sopra riportati, il sistema facilmente in termini costruttivi si applica al muletto e ancora una volta con efficienze di abbattimento in termini di opacità media di oltre il 90%, sia in condizioni di minimo che di accelerazione. Un sistema filtrante di questo tipo potrebbe risolvere la problematica spesso sollevata dalla Medicina del Lavoro di divieto di uso di muletti alimentati a gasolio in ambienti chiusi o scarsamente ventilati. Pagina 100 di 101