L'emergenza ambientale
L'esigenza di trovare una soluzione al problema dei mutamenti climatici del pianeta provocati dall'inquinamento dell'aria a livello globale (effetto serra), e nello stesso tempo di intervenire efficacemente per ridurre l'inquinamento atmosferico ed acustico delle città, ha stimolato la comunità internazionale verso la ricerca di strategie orientate ad uno sviluppo sostenibile nel rispetto dell'ambiente. Nella sua adesione al Protocollo di Kyoto del dicembre 1997, l'Italia ha assunto l'impegno di ridurre gradatamente le emissioni di gas serra introdotte nell'atmosfera sino a portarle, entro l'anno 2010, a valori inferiori del 6,5% a quelle del 1990. L'impegno è particolarmente gravoso se si considera che dal 1990 ad oggi i livelli di inquinamento sono significativamente aumentati. Una componente dominante dell'inquinamento atmosferico è notoriamente costituita dalle emissioni dei veicoli a motore, ed in particolare di quelli circolanti nell'ambito urbano.
Nell'Unione Europea e in Italia il 40% del consumo totale di energia da parte dei trasporti è dovuto in effetti al trasporto urbano. Allo stato attuale quest'ultimo dipende per il 95% da una singola fonte di energia, il petrolio, che peraltro espone l'intera vita economica ai rischi del mercato internazionale di tale vettore energetico; questa situazione pone le premesse sull'opportunità di diversificare le fonti di energia. L'ambiente risulta così negativamente soggetto al carico di emissioni derivanti dai veicoli con motore a scoppio, considerato che in Europa il 30% circa degli spostamenti in auto coprono una distanza inferiore a 1 km, il 50% inferiore a 3 km e l'80% inferiore a 10 km. In tali condizioni operative il motore termico non può raggiungere temperature ottimali, risultando quindi inefficiente, con penalizzazioni in termini di consumi e di emissioni.
La riduzione dell'inquinamento richiede una pluralità di interventi, che vanno dalla razionalizzazione dei bisogni di mobilità all'introduzione di veicoli e combustibili intrinsecamente più “puliti”, ad azioni sulla congestione del traffico, favorendo il trasporto pubblico nelle zone di traffico ad alta intensità ed il trasporto individuale nelle zone in cui il traffico risulta meno concentrato. In questo scenario, ed in linea di principio, l'opzione elettrica si pone quale miglior soluzione nell'obiettivo di realizzare un sistema di trasporto “pulito” in tutte le sue forme: da quello pubblico (ferrovie, tram, filovie, metropolitane) a quello individuale (i veicoli elettrici autonomi a batterie o gli ibridi). L'opzione elettrica presenta in effetti una serie di vantaggi peculiari che la rendono particolarmente attraente per il traffico cittadino: emissioni nulle, silenziosità, maggiore efficienza nei tragitti “stop and go”. Appare quindi come la risposta più convincente ai problemi ambientali tanto a livello globale, quanto al sistema città.
Le azioni in corso
L'idea di un'aria del tutto priva di inquinanti di origine umana è, quanto meno in epoca moderna, difficile da raggiungere concretamente, tanto che le economie mondiali hanno dovuto definire un livello di qualità dell'aria “compatibile con lo sviluppo”. Ma allo stato attuale anche il rispetto di tali livelli è problematico, al punto che i valori misurati eccedono frequentemente gli standard in vigore. I valori misurati sono spesso al limite o eccedono gli standard legislativi attuali, i quali a loro volta sono molto superiori ai livelli che caratterizzano un'aria effettivamente “pulita”.
La misura adottata per il momento per il rispetto delle vigenti normative contro l'inquinamento è l'introduzione della marmitta catalitica associata alla benzina verde, che non ha tuttavia condotto a risultati sufficienti. Le moderne marmitte catalitiche, dette trivalenti, agiscono prevalentemente su tre componenti dei fumi di scarico, attraverso le seguenti reazioni:
riduzione degli ossidi di azoto NOx con produzione di azoto N2 e ossigeno O2
ossidazione dell'ossido di carbonio CO con produzione di anidride carbonica CO2
ossidazione degli idrocarburi incombusti HC con produzione di idrogeno H2 e di CO2
Reazioni queste che avvengono con elevata efficienza solo quando la temperatura del motore è sufficientemente alta, mentre a motore freddo - tipico di molte basse percorrenze urbane - l'abbattimento dell'inquinamento è meno efficiente. Con l'introduzione delle benzine “verdi” si è inoltre posto il problema del benzene, che altera in maniera significativa l'equilibrio delle reazioni fotochimiche dell'ozono, aggravando ulteriormente il quadro ambientale. Al fine di migliorare tale situazione, le nuove direttive della UE prevedono, a partire dal 2000, la riduzione dei limiti di emissioni tollerabili (grosso modo il dimezzamento per il CO e la riduzione a un quarto per il totale di idrocarburi più NOx, rispetto ai limiti attuali); i limiti tollerati per il benzene verranno a loro volta abbassati del 30% già a partire dal 1999. Il raggiungimento, per il prossimo futuro, dei limiti di emissione ammessi ha stimolato la ricerca di diverse opzioni tecnologiche, che vanno dal controllo della combustione, allo sviluppo di marmitte catalitiche più efficaci e all'uso di combustibili più puliti. Ha inoltre riproposto con vigore l'alternativa del veicolo elettrico.
L'esigenza di trovare una soluzione al problema dei mutamenti climatici del pianeta provocati dall'inquinamento dell'aria a livello globale (effetto serra), e nello stesso tempo di intervenire efficacemente per ridurre l'inquinamento atmosferico ed acustico delle città, ha stimolato la comunità internazionale verso la ricerca di strategie orientate ad uno sviluppo sostenibile nel rispetto dell'ambiente. Nella sua adesione al Protocollo di Kyoto del dicembre 1997, l'Italia ha assunto l'impegno di ridurre gradatamente le emissioni di gas serra introdotte nell'atmosfera sino a portarle, entro l'anno 2010, a valori inferiori del 6,5% a quelle del 1990. L'impegno è particolarmente gravoso se si considera che dal 1990 ad oggi i livelli di inquinamento sono significativamente aumentati. Una componente dominante dell'inquinamento atmosferico è notoriamente costituita dalle emissioni dei veicoli a motore, ed in particolare di quelli circolanti nell'ambito urbano.
Nell'Unione Europea e in Italia il 40% del consumo totale di energia da parte dei trasporti è dovuto in effetti al trasporto urbano. Allo stato attuale quest'ultimo dipende per il 95% da una singola fonte di energia, il petrolio, che peraltro espone l'intera vita economica ai rischi del mercato internazionale di tale vettore energetico; questa situazione pone le premesse sull'opportunità di diversificare le fonti di energia. L'ambiente risulta così negativamente soggetto al carico di emissioni derivanti dai veicoli con motore a scoppio, considerato che in Europa il 30% circa degli spostamenti in auto coprono una distanza inferiore a 1 km, il 50% inferiore a 3 km e l'80% inferiore a 10 km. In tali condizioni operative il motore termico non può raggiungere temperature ottimali, risultando quindi inefficiente, con penalizzazioni in termini di consumi e di emissioni.
La riduzione dell'inquinamento richiede una pluralità di interventi, che vanno dalla razionalizzazione dei bisogni di mobilità all'introduzione di veicoli e combustibili intrinsecamente più “puliti”, ad azioni sulla congestione del traffico, favorendo il trasporto pubblico nelle zone di traffico ad alta intensità ed il trasporto individuale nelle zone in cui il traffico risulta meno concentrato. In questo scenario, ed in linea di principio, l'opzione elettrica si pone quale miglior soluzione nell'obiettivo di realizzare un sistema di trasporto “pulito” in tutte le sue forme: da quello pubblico (ferrovie, tram, filovie, metropolitane) a quello individuale (i veicoli elettrici autonomi a batterie o gli ibridi). L'opzione elettrica presenta in effetti una serie di vantaggi peculiari che la rendono particolarmente attraente per il traffico cittadino: emissioni nulle, silenziosità, maggiore efficienza nei tragitti “stop and go”. Appare quindi come la risposta più convincente ai problemi ambientali tanto a livello globale, quanto al sistema città.
Le azioni in corso
L'idea di un'aria del tutto priva di inquinanti di origine umana è, quanto meno in epoca moderna, difficile da raggiungere concretamente, tanto che le economie mondiali hanno dovuto definire un livello di qualità dell'aria “compatibile con lo sviluppo”. Ma allo stato attuale anche il rispetto di tali livelli è problematico, al punto che i valori misurati eccedono frequentemente gli standard in vigore. I valori misurati sono spesso al limite o eccedono gli standard legislativi attuali, i quali a loro volta sono molto superiori ai livelli che caratterizzano un'aria effettivamente “pulita”.
La misura adottata per il momento per il rispetto delle vigenti normative contro l'inquinamento è l'introduzione della marmitta catalitica associata alla benzina verde, che non ha tuttavia condotto a risultati sufficienti. Le moderne marmitte catalitiche, dette trivalenti, agiscono prevalentemente su tre componenti dei fumi di scarico, attraverso le seguenti reazioni:
riduzione degli ossidi di azoto NOx con produzione di azoto N2 e ossigeno O2
ossidazione dell'ossido di carbonio CO con produzione di anidride carbonica CO2
ossidazione degli idrocarburi incombusti HC con produzione di idrogeno H2 e di CO2
Reazioni queste che avvengono con elevata efficienza solo quando la temperatura del motore è sufficientemente alta, mentre a motore freddo - tipico di molte basse percorrenze urbane - l'abbattimento dell'inquinamento è meno efficiente. Con l'introduzione delle benzine “verdi” si è inoltre posto il problema del benzene, che altera in maniera significativa l'equilibrio delle reazioni fotochimiche dell'ozono, aggravando ulteriormente il quadro ambientale. Al fine di migliorare tale situazione, le nuove direttive della UE prevedono, a partire dal 2000, la riduzione dei limiti di emissioni tollerabili (grosso modo il dimezzamento per il CO e la riduzione a un quarto per il totale di idrocarburi più NOx, rispetto ai limiti attuali); i limiti tollerati per il benzene verranno a loro volta abbassati del 30% già a partire dal 1999. Il raggiungimento, per il prossimo futuro, dei limiti di emissione ammessi ha stimolato la ricerca di diverse opzioni tecnologiche, che vanno dal controllo della combustione, allo sviluppo di marmitte catalitiche più efficaci e all'uso di combustibili più puliti. Ha inoltre riproposto con vigore l'alternativa del veicolo elettrico.
