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ANNESSO III MISURE DI RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (COV) PROVENIENTI DA VEICOLI STRADALI A MOTORE INTRODUZIONE 1. Il presente annesso è basato su informazioni che concernono i risultati ed il costo delle misure di riduzione delle emissioni che figurano nella documentazione ufficiale dell'Organo esecutivo e dei suoi organi sussidiari; il rapporto intitolato "I composti organici volatili provenienti da veicoli stradali: fonti ed opzioni in materia di riduzione" compilato per il Gruppo di lavoro dei composti organici volatili; la documentazione del Comitato dei trasporti interni della Commissione Economica per l'Europa (CEE) e dei suoi organi sussidiari (in particolare i documenti TRANS/SCI/WP.29/R.242, 486 e 506): nonché su informazioni complementari comunicate da esperti designati dai Governi. 2. Sarà necessario completare e modificare periodicamente il presente annesso in funzione dell'esperienza gradualmente acquisita riguardo ai nuovi veicoli equipaggiati con dispositivi a basso tasso di emissione ed alla messa a punto di carburanti di sostituzione, nonché all'adattamento dei veicoli esistenti ed all'applicazione di altre strategie a questi veicoli. Questo annesso non può essere un esposto esauriente di tutte le opzioni tecniche; esso ha come scopo di aiutare le Parti a recensire le tecniche economicamente realizzabili in vista di adempiere ai loro obblighi derivanti dal Protocollo. Fino a quando non saranno disponibili altri dati, esso verte unicamente sui veicoli stradali. I. PRINCIPALI FONTI DI EMISSIONI DI COV PROVENIENTI DA VEICOLI STRADALI MOTORIZZATI 3. Le fonti di emissioni di COV provenienti da veicoli motorizzati sono le seguenti: a) emissioni provenienti dal tubo di scappamento; b) emissioni mediante evaporazione e durante il rifornimento di carburante); emissioni provenienti dal carter. 4. I trasporti stradali (ad esclusione della distribuzione di benzina) sono una delle principali fonti di emissioni antropiche di COV nella maggior parte dei Paesi della CEE, il loro contributo essendo rappresentato dal 30 al 45% del totale delle emissioni di COV dovute all'attività dell'uomo nell'insieme della regione della CEE. Il veicolo che funziona a benzina è di gran lunga la fonte più importante di emissioni di COV provenienti da trasporti stradali; esso rappresenta il 90% del totale delle emissioni di COV dovute alla circolazione (il 30 al 50% delle quali sono emissioni dovute ad evaporazione). Le emissioni per evaporazione e le emissioni all'atto del rifornimento di carburante derivano soprattutto dall'impiego di benzina e sono considerate trascurabili nel caso dei carburanti diesel. II. ASPETTI GENERALI DELLE TECNICHE DI RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI COV PROVENIENTI DA VEICOLI STRADALI A MOTORE 5. I veicoli a motore in questione nel presente annesso sono le autovetture private, i furgoncini, i veicoli stradali pesanti, i motocicli ed i ciclomotori. 6. Benchè il presente annesso tratti sia i veicoli nuovi che i veicoli in fase di utilizzazione, esso verte soprattutto sulla riduzione delle emissioni di COV provenienti da tipi di veicoli nuovi. 7. Il presente annesso fornisce anche orientamenti sul modo con il quale le modifiche delle caratteristiche della benzina influiscono sulle emissioni di COV mediante evaporazione. La sostituzione del carburante (ad esempio con gas naturale, con gas di petrolio liquefatto (GPL) o metanolo) consente anche di ridurre le emissioni di COV ma questa possibilità non è prevista nel presente Annesso. 8. Le cifre relative al costo delle varie tecniche indicate sono valutazioni del costo di fabbricazione invece che del prezzo al dettaglio. 9. Occorre accertare che la progettazione dei veicoli corrisponda alle norme in vigore per le emissioni. Ciò può avvenire garantendo la conformità della produzione, la durata per tutto il periodo di utilizzazione, la garanzia di equipaggiamenti atti a ridurre le emissioni, ed il ritiro dei veicoli difettosi. Per i veicoli in corso di utilizzazione il mantenimento dei risultati in materia di riduzione delle emissioni, può essere assicurato anche con un programma efficace di ispezione e di manutenzione e con misure volte ad impedire le manipolazioni fraudolente e l'impiego di carburanti difettosi. 10. È possibile ridurre le emissioni provenienti da veicoli in corso di utilizzazione mediante programmi che prevedono ad esempio di ridurre l'evaporazione dei carburanti, agevolazioni economiche volte a promuovere l'introduzione accelerata di tecniche auspicabili, l'impiego di carburanti debolmente ossigenati (per i motori a miscela ricca) e misure di adattamento. La riduzione dell'evaporazione del carburante è in assoluto la più efficace delle misure da adottare per ridurre le emissioni di COV provenienti dai veicoli in corso di utilizzazione. 11. Le tecniche che prevedono l'introduzione di marmitte catalitiche richiedono l'uso di carburante senza piombo. Occorre dunque accertarsi che la benzina senza piombo sia disponibile ovunque. 12. Benchè non siano dettagliatamente esaminate nel presente annesso, le misure volte a ridurre le emissioni di COV e altri, mediante il riassetto della circolazione urbana o a lunga distanza rappresentano un mezzo supplementare efficace tal fine. Le principali misure di riassetto della circolazione hanno come scopo il miglioramento della ripartizione modale mediante norme tattiche, strutturali, finanziarie e limitative. 13. Le emissioni di COV provenienti da veicoli a motore che non sono state oggetto di alcuna misura di riduzione hanno un tenore non trascurabile in composti tossici, alcuni dei quali essendo notoriamente cancerogeni. L'applicazione di tecniche di riduzione delle emissioni di COV (emissioni di scappamento, mediante evaporazione, all'atto del rifornimento in carburante o provenienti dal carter) diminuisce in generale queste emissioni tossiche nella stessa misura che per i COV. Si possono inoltre ridurre le emissioni tossiche modificando alcuni parametri del carburante, ad esempio riducendo il tenore in benzene della benzina. III TECNICHE DI RIDUZIONE PER LE EMISSIONI DI SCAPPAMENTO a) Autovetture private e furgoncini con motore a benzina 14. La tabella 1 enumera le principali tecniche di riduzione delle emissioni di COV. 15. La base di comparazione nella tabella 1 è l'opzione tecnica V che rappresenta una tecnologia non catalitica progettata per rispondere alle prescrizioni adottate negli Stati Uniti nel 1973/1974 oppure al regolamento 15-04 della CEE in conformità con l'Accordo del 1958 concernente l'adozione di condizioni uniformi di omologazione ed il riconoscimento reciproco dell'omologazione di equipaggiamenti e di parti di veicoli a motore. La tabella presenta inoltre i tassi di emissione realizzabili con marmitte catalitiche con circuito aperto o chiuso nonché le loro incidenze dal punto di vista dei costi. 16. Il tasso "senza riduzione delle emissioni" (A) nella tabella 1 si applica alla situazione nel 1970 nella regione della CEE ma può darsi che sia ancora valida in determinate zone. 17. Il tasso di emissione della tabella 1 riflette le emissioni misurate secondo metodi di prova normalizzati. Le emissioni che provengono da veicoli su strada possono essere nettamente diverse, sotto l'effetto in particolare della temperatura ambiante, dalle condizioni di gestione, dalle caratteristiche del carburante e dalla manutenzione. Tuttavia, il potenziale di riduzione indicato alla tabella 1 è considerato come rappresentativo delle riduzioni fattibili. 18. La migliore tecnologia attualmente disponibile è l'opzione D che consente di ridurre notevolmente le emissioni di COV, di CO e di NOX. 19. Per adeguarsi ai programmi di regolamentazione che prevedono nuove riduzioni delle emissioni di COV (ad esempio in Canada e negli Stati Uniti) sono in fase di messa a punto marmitte catalitiche perfezionate a tre vie e con anello chiuso (opzione E). Tali miglioramenti mettono l'accento su sistemi più efficaci di gestione del motore, migliori catalizzatori, sistemi di diagnosi a bordo (OBD) ed altri progressi. Questi sistemi rappresentano la migliore tecnologia che potrà essere disponibile verso la metà degli anni 90. 20. I veicoli equipaggiati con un motore a due tempi che sono attualmente utilizzati in alcune parti dell'Europa costituiscono una categoria a parte; questi veicoli hanno attualmente emissioni di COV molto elevate. Le emissioni di idrocarburi dei motori a due tempi sono generalmente comprese tra 45,0 e 72,7 grammi per prova, secondo il ciclo di guida europeo. Attualmente ci si sforza di modificare il motore e di dotarlo di un dispositivo di marmitta catalitica. È necessario ottenere dati sui potenziali di riduzione e sul carattere duraturo di queste soluzioni. Inoltre vari tipi di motori a due tempi suscettibili di produrre deboli emissioni sono attualmente in fase di messa a punto. TABELLA 1. TECNICHE DI RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI SCAPPAMENTO PER LE AUTOVETTURE PRIVATE ED I FURGONCINI CON MOTORE A BENZINA Opzione tecnica Tasso di emissione (%) Costo (dollari 4 tempi 2 tempi E.U.) */ A. Situazione senza riduzione delle emissioni 400 900 - B. Modifiche del motore (progettazione del motore, sistemi di carburazione 100 - **/ e di accensione, iniezione (1.8 g/km) di aria) C. Marmitta catalitica con circuito aperto 50 - 150-200 D. Marmitta catalitica a tre vie con circuito chiuso 10-30 - 250-450 ***/ E. Marmitta catalitica 6 perfezionata a tre vie - 350-600 ***/ e con circuito chiuso */ Valutazione del costo di produzione supplementare per veicoli in relazione all'opzione tecnica B. **/ Il costo di modificazione del motore per passare dall'opzione A all'opzione B è valutato a 40-100 dollari E.U. ***/ Con le opzioni tecniche D ed E si possono ridurre considerevolmente le emissioni di CO e di NOx (oltre alle emissioni di COV). Le opzioni B e C possono inoltre autorizzare una certa riduzione delle emissioni di CO o di NOx. b) Autovetture private e camion a motore diesel 21. Le emissioni di COV provenienti da autovetture private e da furgoncini a motore diesel sono molto deboli, in generale inferiori a quelle dei veicoli che funzionano a benzina e che sono equipaggiate con una marmitta catalitica a circuito chiuso. Di converso, sono più elevate le emissioni di particelle e di NOX. 22. Nessun paese della CEE ha attualmente un preciso programma di riduzione di COV provenienti dallo scappamento dei camions pesanti a motore diesel, in quanto i tassi di emissione di COV di questi ultimi sono generalmente bassi. Tuttavia vari Paesi hanno adottato programmi di riduzione delle emissioni di particelle provenienti dal carburante diesel; la tecnologia applicata a tal fine (ad esempio il miglioramento della camera di combustione o del sistema di iniezione) ha come risultato finale netto di diminuire anche le emissioni di COV. 23. Si ritiene che i tassi di emissioni di COV provenienti dallo scappamento dei camions pesanti a motore diesel saranno ridotti di due terzi se si applica un programma energico di riduzione delle emissioni di particelle. 24. I COV emessi dai motori diesel sono diversi da quelli provenienti dai motori a benzina. c) Motocicli e ciclomotori 25. La tabella 2 riepiloga le tecniche di riduzione delle emissioni di COV provenienti da motocicli. Normalmente è possibile ottemperare alle prescrizioni del regolamento della CEE in vigore (R.40) senza applicare tecniche di riduzione. Le future norme austriache e svizzere necessiteranno forse di marmitte catalitiche ossidanti in particolare per i motori a due tempi. 26. Sui ciclomotori a due tempi equipaggiati con una piccola marmitta catalitica ossidante, è possibile ridurre le emissioni di COV del 90% mediante un costo di produzione supplementare da 30 a 50 dollari E.U. In Austria ed in Svizzera le norme in vigore esigono di già l'attuazione di questa tecnica. TABELLA 2. TECNICHE DI RIDUZIONE DELLE EMISSIONI DI SCAPPAMENTO E RISULTATI OTTENUTI PER I MOTOCICLI Opzione tecnica Tasso di emissione (%) Costo (dollari 2 tempi 4 tempi E.U.) */ A. Senza riduzione delle emissioni 400 900 - (9,6 g/km) (2 g/km) B. Migliore dispositivo non catalitico 200 60 - C. Marmitta catalitica ossidante, aria secondaria 30-50 20 50 D. Marmitta catalitica a senza 10 **/ 350 tre vie e a circuito oggetto chiuso */ Costo di produzione supplementare per veicoli (cifra approssimativa) **/ Previsto fin dal 1991 per alcuni determinati tipi di motocicli (prototipi già costruiti e già collaudati) IV. TECNICHE DI RIDUZIONE DELLE EMISSIONI MEDIANTE EVAPORAZIONE ED AL MOMENTO DEL RIFORNIMENTO DI CARBURANTE 27. Le emissioni mediante evaporazione consistono di vapori di carburanti emessi dal motore e dal circuito di alimentazione. Si distinguono le seguenti emissioni: a) le emissioni diurne che derivano dalla "respirazione" del serbatoio di carburante mano a mano che è riscaldato e che si raffredda durante il giorno; b) le emissioni dovute a dispersione del calore del motore successivamente al suo arresto; c) le perdite provenienti dal circuito di alimentazione mentre il veicolo è in moto; d) le perdite a riposo, ad esempio da cartuccie filtranti a fondo aperto (se del caso), o da alcune materie plastiche del circuito di alimentazione soggette a perdite dovute alla permeabilità, quando la benzina attraversa lentamente la plastica, 28. La tecnica più spesso utilizzata per ridurre le emissioni mediante evaporazione proveniente dai veicoli a motore a benzina prevede l'uso di una cartuccia di carbone attivo (con connessa canalizzazione) ed un sistema di spurgo per realizzare la combustione controllata dei COV nel motore. 29. Dall'esperienza acquisita negli Stati Uniti nei programmi in vigore risulta che i sistemi di riduzione delle emissioni mediante evaporazione non hanno dato i risultati previsti in particolare durante i giorni a forte concentrazione di ozono. Ciò è dovuto in parte al fatto che la volatilità della benzina generalmente utilizzata è molto più elevata di quella del carburante utilizzato per le prove di omologazione ed anche al fatto che un metodo di prova inadeguato ha prodotto l'uso di una tecnica di riduzione non soddisfacente. Il programma di riduzione delle emissioni per evaporazione che gli Stati Uniti attueranno negli anni '90 insisterà l'utilizzazione estiva di carburanti meno volatili e su un metodo di prova migliorato in vista di incoraggiare sistemi perfezionati di riduzione delle emissioni mediante evaporazione, che consentano di ridurre, durante l'utilizzazione, le emissioni provenienti dalle quattro fonti menzionate al paragrafo 27. Nei Paesi in cui la benzina disponibile è molto volatile, la misura più redditizia per ridurre le emissioni di COV consiste a diminuire la volatilità della benzina generalmente utilizzata. 30. In linea di massima ogni politica efficace di riduzione delle emissioni mediante evaporazione deve prevedere: a) una riduzione della volatilità della benzina, adattata alle condizioni climatiche; e b) un metodo di prova appropriato. 31. La tabella 3 enumera le opzioni in materia di riduzione, i potenziali di riduzione ed i costi estimativi. L'opzione B rappresenta la migliore tecnica di riduzione esistente attualmente. L'opzione C sarà presto la migliore tecnica disponibile e rappresenterà un miglioramento notevole in relazione all'opzione B. 32. Si valuta a meno di 2% le economie di carburante ottenute grazie alle misure di riduzione delle emissioni mediante evaporazione. Queste economie derivano da una densità di energia più elevata; da una debole pressione di vapore del carburante secondo Reid e dalla combustione - che sostituisce l'evacuazione - dei vapori captati. 33. In linea di massima, le emissioni al momento del rifornimento in carburante possono essere ricuperate mediante sistemi di pompaggio (seconda fase) o sistemi montati sul veicolo. I sistemi di riduzione nelle stazioni di distribuzione di benzina si avvalgono di una tecnologia già adeguatamente padroneggiata, mentre i sistemi a bordo sono state oggetto di prove dimostrative su vari prototipi. È attualmente allo studio il problema della sicurezza quando si utilizzano sistemi a bordo per il ricupero dei vapori. Potrebbero essere opportuno elaborare norme di sicurezza funzionali associate con i sistemi a bordo per il ricupero dei vapori per assicurarne la sicurezza nella fase della progettazione. Le misure di riduzione della seconda fase possono essere attuate in maniera più sollecita poiché è possibile equipaggiare con sistemi corrispondenti le stazioni di distribuzione di un dato perimetro. Le misure di riduzione della seconda fase sono vantaggiose per tutti i veicoli a benzina, mentre i sistemi a bordo offrono vantaggi solo per i nuovi veicoli. 34. Benchè le emissioni per evaporazione provenienti da motocicli e ciclomotori non siano ancora oggetto di nessun controllo nella regione della CEE è possibile in linea di massima applicare le stesse tecniche di riduzione che per i veicoli a benzina. TABELLA 3. MISURE DI RIDUZIONE DELLE EMISSIONI MEDIANTE EVAPORAZIONE E POTENZIALI DI RIDUZIONE PER LE AUTOVETTURE PRIVATE E PER I FURGONCINI CON MOTORE A BENZINA Opzione tecnica Potenziale di riduzione Costo (dollari dei COV (%) 1/ E.U.) 2/ A. Piccola cartuccia, limiti <80 20 RVP flessibili 3/, metodo di prova degli Stati Uniti per gli anni 80 B. Piccola cartuccia, limiti 80-95 20 RVP fissi 4/, metodo di prova degli Stati Uniti per gli anni 80 C. Sistemi perfezionati di > 95 33 riduzione delle emissioni mediante evaporazione, limiti RVP fissi 4/, metodo di prova degli Stati Uniti per gli anni 90 5/ 1/ Relativamente alla situazione senza riduzione delle emissioni 2/ Costo di produzione supplementare per veicolo (cifra approssimativa) 3/ Pressione di vapore secondo Reid 4/ Secondo i dati degli Stati Uniti nella ipotesi di un limite RVP di 62 kPa durante la stagione calda per un costo di 0,0038 dollari E.U. per litro. Se si tiene conto dell'economia di carburante derivante dalla utilizzazione di benzina a basso RVP il costo estimativo aggiustato è di 0,0012 dollari E.U. per litro. 5/ Il metodo di prova degli Stati Uniti per gli anni 90 sarà progettato in vista di una riduzione più efficace delle emissioni diurne multiple, delle perdite che avvengono durante la marcia del veicolo, delle emissioni durante il funzionamento a temperatura ambientale elevata, delle emissioni dovute a condizioni di caldo umido dopo un funzionamento prolungato, e delle perdite a riposo.