Filtro attivo antiparticolato

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Il FAP in una Peugeot (in alto a sinistra)

Il filtro attivo antiparticolato (in francese "filtre à particules", FAP^[1]) è un dispositivo adottato dal gruppo PSA Peugeot Citroën per abbattere le emissioni inquinanti da polveri sottili dei motori diesel. Altre case automobilistiche hanno scelto tecnologie differenti.

Indice

1 Storia
2 Funzionamento
3 Effetti sull'ambiente
- 3.1 Studi a favore
- 3.2 Le controversie
4 Note
5 Voci correlate

[modifica] Storia

Questa tecnologia è stata adottata da Peugeot già nel 2000, col passare del tempo alcune province, come quella di Bolzano nel 2003, e recentemente anche la Regione Emilia Romagna nel 2004, hanno deliberato a favore delle automobili dotate di una qualche tecnologia di abbattimento del PM10 concedendo deroghe alle targhe alterne. Oggi molte amministrazioni locali concedono deroghe al blocco del traffico alle automobili dotate di filtri come il FAP o che comunque garantiscano un abbattimento del PM10: le ultime ad inserire la deroga sono state Torino, Frosinone, Trento e Terni.

A tal proposito si ricorda che la normativa italiana pone limiti esclusivamente sul PM10, e non su particelle più fini.

[modifica] Funzionamento

Il sistema FAP aggrega il particolato dei gas di scarico in agglomerati di particelle senza un legame chimico miscelando al gasolio una sostanza chimica detta "cerina" (ossido di cerio) che possiede questa caratteristica. Tali agglomerati essendo più grossi del particolato originario, diventano "imprigionabili" dal filtro e non si disperdono in atmosfera. Il processo è controllato in modo automatico dal sistema FAP. Fisicamente la cerina è collocata in uno speciale serbatoio di 5 litri, presente fin dall'uscita dalla fabbrica. Ogni modello ha una sua autonomia di cerina compresa generalmente fra i 70 000 ai 80 000 chilometri, oltre la quale si deve riempire nuovamente di cerina il serbatoio durante le normali operazioni di manutenzione in officina. Negli ultimi anni il sistema FAP ha beneficiato di investimenti migliorativi nella scelta dell'additivo e del supporto filtrante che hanno consentito un ulteriore guadagno in termini di autonomia.

Gli agglomerati catturati dal filtro alveolato tendono ovviamente ad intasarlo ma, grazie alla cerina, hanno un'infiammabilità minore rispetto all'originario particolato (~450 C° secondo Peugeot). Periodicamente il filtro viene quindi "ripulito" bruciando gli agglomerati catturati: questo viene fatto mediante una post-iniezione di gasolio e quindi rendendo più caldi i gas di scarico che a loro volta, nel filtro, scaldano gli agglomerati bruciandoli. Il sistema automatico del FAP decide il momento opportuno per la rigenerazione del filtro (prevalentemente durante i percorsi extraurbani ogni 300-400 chilometri) valutando il salto di pressione che il motore deve vincere a cavallo del filtro che tende ad aumentare con l'intasarsi del dispositivo stesso. Proprio questa fase di "ripulitura" è quella che sta suscitando le maggiori controversie, come spiegato più avanti.

Nel gergo automobilistico, vengono definiti filtri antiparticolato anche soluzioni diverse dal FAP Peugeot-Citroen. Tali soluzioni alternative, definite genericamente dall'acronimo DPF, funzionano in modo analogo al FAP. La differenza sostanziale è data dall'assenza di additivi. Pertanto, i DPF non hanno la necessità di rabboccare la cerina. D'altra parte, l'assenza di additivi comporta la necessità di eseguire la fase di rigenerazione a temperature più alte rispetto ai FAP.

È possibile vedere in alcuni video ^[2] come funziona tale tecnologia nel sito della ditta che li produce, la EngelHard (recentemente acquisita da BASF).

[modifica] Effetti sull'ambiente

L'obiettivo principale di questo dispositivo è ovviamente il rispetto dei limiti di emissione euro4 e quindi la cattura del PM₁₀ di origine carboniosa emessa dai motori diesel, particolato pericoloso in quanto contiene sostanze fortemente tossiche come gli idrocarburi policiclici aromatici.^[3]

[modifica] Studi a favore

In base agli studi sperimentali, il FAP ha dimostrato a oggi una notevole efficacia nella cattura del particolato emesso dai motori diesel. In particolare, secondo le misurazioni effettuate dall'Istituto Sperimentale per i Combustibili, le polveri vengono abbattute di 7 volte in massa e di 10000 volte in numero.^[4] L'efficacia di cattura del filtro è stata inoltre verificata fino a particelle delle dimensioni di 10 nanometri (quindi anche per parte delle cosiddette nanoparticelle).^[5] La tecnologia FAP è stata anche premiata da Legambiente e Regione Lombardia con il premio "Innovazione Amica dell'Ambiente 2003".^[6]

[modifica] Le controversie

Questi studi vengono da altri contestati in quanto le misurazioni non sono state effettuate su tempi abbastanza lunghi e quindi non comprendono la fase di rigenerazione del filtro, come detto la più critica.

Infatti, a tal proposito, alcuni studi dell'Agip hanno dimostrato una maggiore produzione di nanopolvere da parte di questo dispositivo durante le fasi di rigenerazione,^[7] anche se su livelli non superiori a quelli che si registrano sui veicoli non dotati di FAP. Secondo lo studio dell'Agip le nanoparticelle prodotte dai motori diesel sarebbero prevalentemente volatili (cioè non comprese nel particolato comunemente inteso) e costituite soprattutto di acido solforico e composti organici pesanti, oltre che in gran parte da residui carboniosi (p. 43). Lo studio evidenzia altresì la quasi completa inefficacia dei comuni metodi di determinazione gravimetrica delle "polveri" (PM10) per la determinazione dell'effettiva quantità delle polveri ultrafini (< 0.1 um) e nanopolveri (<0.05 um).

Occorre ricordare che mentre le temperature interne al motore sono dell'ordine dei 2400 °C, quelle che si generano nel filtro sono da circa 600 ai 1000 °C, quindi la rigenerazione del filtro non dovrebbe rappresentare la fase più critica per l'emissione di nanopolveri.