Pubblicato in Energia applicata, un nuovo studio condotto dall’Università della Finlandia orientale e dall’Università di Tampere ha rilevato che i vantaggi del preriscaldamento dell’auto sia in termini di risparmio di carburante che di emissioni sono minimi. I ricercatori si sono concentrati sul consumo di carburante e sulle emissioni dei veicoli in condizioni invernali fredde. Di particolare interesse sono state le emissioni di avviamento a freddo e la loro relazione con il preriscaldamento.
I risultati mostrano che le partenze a freddo sono impegnative, soprattutto per i veicoli diesel in condizioni invernali fredde. Durante la campagna di misurazione condotta in Finlandia, le temperature esterne sono scese fino a -28 gradi Celsius, e questo si è riflesso nelle emissioni dei veicoli. Il percorso percorso nella campagna di misurazione mirava a replicare scenari tipici del pendolarismo, inclusa la guida sia urbana che autostradale, nonché le fermate agli incroci e ai semafori.
I veicoli sono stati guidati sullo stesso percorso in tre condizioni: dopo una partenza a freddo, preriscaldati e con il motore già riscaldato durante la guida. Dopo una partenza a freddo, il liquido di raffreddamento del motore ha impiegato quasi l’intero tragitto (13,8 km, circa 19 minuti) per raggiungere la temperatura di esercizio ottimale (>60°C). I veicoli studiati erano dotati di preriscaldatori elettrici o alimentati a carburante.
“Preriscaldatori efficienti (almeno 1 kW) hanno aiutato a riscaldare il liquido di raffreddamento del motore prima dell’avviamento, ma non hanno accelerato in modo significativo il raggiungimento della temperatura operativa ottimale. Temperature di avvio più elevate hanno migliorato principalmente il comfort del veicolo fornendo un abitacolo più caldo e prevenendo il gelo dei finestrini. Inoltre Secondo i produttori di automobili, il preriscaldamento può ridurre l’usura del motore durante le partenze a freddo”, afferma il ricercatore post-dottorato Ville Leinonen dell’Università della Finlandia orientale.
Lo studio ha rilevato un consumo complessivo di carburante leggermente inferiore (10-20%) quando il veicolo veniva guidato dopo essere stato riscaldato rispetto a dopo un avviamento a freddo. Solo due dei sei veicoli studiati, entrambi dotati di riscaldatori ausiliari alimentati a carburante, hanno mostrato un piccolo risparmio di carburante grazie al preriscaldamento. Anche in questi veicoli, il preriscaldamento prima dell’avviamento ha contribuito a ridurre il consumo di carburante solo di meno del 4% rispetto alle partenze a freddo.
“Il risparmio di carburante calcolato non tiene conto del consumo di carburante o di elettricità dei riscaldatori ausiliari durante il preriscaldamento. Se si considera il consumo di carburante durante il preriscaldamento, la guida post-preriscaldamento ha comportato un consumo complessivo di carburante superiore del 26-37% rispetto a dopo un avviamento a freddo. Anche il preriscaldamento ha avuto un impatto sulle emissioni complessive”, sottolinea il direttore della ricerca Santtu Mikkonen dell’Università della Finlandia orientale.
Questi risultati rafforzano l’idea che l’uso di riscaldatori ausiliari alimentati a carburante non può essere giustificato da un migliore risparmio di carburante o da una riduzione delle emissioni nella guida a basse temperature. Tuttavia, se si considera l’intera durata di vita di un veicolo, i vantaggi del preriscaldamento possono diventare evidenti attraverso una maggiore durata dell’olio motore e una maggiore durata del motore, sebbene questi fattori non siano stati esaminati in questo studio.
Nessuna prova sull’effetto positivo del preriscaldamento sulle emissioni di particolato
Il professore assistente Panu Karjalainen dell’Università di Tampere sottolinea che, come conseguenza naturale delle osservazioni sul consumo totale di carburante, anche il preriscaldamento non ha influito in modo significativo sulle emissioni di particolato. La concentrazione numerica di particelle superava fino a cento volte i limiti normativi per i nuovi veicoli. Ciò può essere in parte spiegato dal fatto che le normative prendono in considerazione solo le particelle solide di dimensioni superiori a 23 nanometri e si applicano alle emissioni misurate in condizioni calde. Le misurazioni condotte in condizioni invernali fredde hanno mostrato elevate concentrazioni di particelle più piccole, alcune delle quali potrebbero essere liquide.
Anche se si suppone che i filtri antiparticolato diesel catturino quasi tutte le particelle delle emissioni, sono state osservate emissioni significative di particolato durante la guida di veicoli diesel dotati di riscaldatori ausiliari alimentati a carburante. Ciò può essere attribuito alle emissioni prodotte da questi riscaldatori durante il funzionamento, poiché forniscono automaticamente ulteriore calore al motore o all’abitacolo durante la guida. L’effetto dei riscaldatori ausiliari sulle emissioni in uso è più pronunciato perché non esiste un post-trattamento delle emissioni per i riscaldatori come avviene per le emissioni del motore.
A differenza delle emissioni del numero di particelle, nelle diverse situazioni di guida sono state rilevate differenze nelle emissioni di massa delle particelle, particolato carbonioso e ossidi di azoto. La massa delle particelle e le emissioni di nerofumo erano inferiori durante la guida con un motore caldo rispetto alle partenze a freddo, soprattutto nei veicoli a benzina. È stato osservato che le maggiori riduzioni della massa delle particelle sono state pari all’85% sull’intero percorso e al 99% durante le sezioni iniziali e iniziali del percorso.
A seconda del veicolo, le emissioni di ossido di azoto erano fino al 90% inferiori durante la guida con un motore caldo rispetto a dopo una partenza a freddo. Tuttavia, i benefici del preriscaldamento per la riduzione delle emissioni di particelle sono stati osservati solo in un veicolo a benzina, dove tali emissioni sono diminuite del 72%, e in un veicolo diesel, dove la riduzione è stata del 24%. Per le emissioni di particolato carbonioso, il preriscaldamento ha mostrato solo benefici minimi. Per quanto riguarda le emissioni di ossido di azoto, benefici significativi derivanti dal preriscaldamento sono stati osservati in un solo veicolo a benzina, dove la riduzione è stata del 41%. È interessante notare che, se si considerano anche le emissioni dei riscaldatori ausiliari, la riduzione delle emissioni di ossidi di azoto è solo del 15%. È importante sottolineare che non è stato riscontrato che i preriscaldatori elettrici forniscano vantaggi significativi in termini di consumo di carburante o riduzione delle emissioni.
Per i veicoli diesel, il ruolo dei riscaldatori ausiliari nelle emissioni totali di ossido di azoto non era così significativo come nei veicoli a benzina, poiché i veicoli diesel avevano emissioni di ossido di azoto significativamente più elevate durante l’uso. Sebbene tutti i veicoli studiati abbiano superato i limiti di emissione di ossido di azoto, i superamenti maggiori sono stati osservati nei veicoli diesel, anche fino a 21 volte il limite. Vale la pena notare che le emissioni di ossido di azoto di un veicolo diesel hanno superato il limite normativo di un fattore 12, nonostante fosse dotato di un sistema di riduzione catalitica selettiva (SCR). Ciò suggerisce che il sistema SCR non funzionava correttamente a basse temperature.
Non sono noti tutti i vantaggi e gli svantaggi del preriscaldamento
In sintesi, l’utilizzo del preriscaldamento esclusivamente allo scopo di migliorare il risparmio di carburante e ridurre le emissioni non trova supporto nelle reali condizioni di guida a basse temperature. Tuttavia, in diversi scenari di guida e considerando l’intera durata di vita dei veicoli, la riduzione delle emissioni potrebbe portare a conclusioni leggermente diverse. Le emissioni studiate, comprese le emissioni di particolato e ossido di azoto, hanno indicato alcune riduzioni per i veicoli con riscaldatori ausiliari alimentati a carburante. Tuttavia, questi vantaggi diminuiscono notevolmente o addirittura vengono annullati se si tiene conto del consumo di carburante e delle emissioni del riscaldatore ausiliario durante il ciclo di preriscaldamento.
Inoltre, è importante notare che il preriscaldamento può avere benefici riguardo alle emissioni che non sono state misurate in questo studio, come le emissioni di idrocarburi specifici. Inoltre, le emissioni dei riscaldatori ausiliari alimentati a carburante potrebbero essere più elevate a causa del limitato post-trattamento, annullando potenzialmente anche eventuali vantaggi in termini di queste emissioni.
Lo studio è stato finanziato dalla fondazione Jane e Aatos Erkko e costituisce parte della ricerca condotta nell’ambito dell’ACCC Flagship dell’Accademia finlandese.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
