Gruppi Elettrogeni e direttiva emissioni per macchine mobili non stradali ~ gruppoelettrogeno.net

Gruppi Elettrogeni e direttiva emissioni per macchine mobili non stradali

Chiunque abbia acquistato un’automobile dagli anni ’90 in poi dovrebbe sapere a cosa ci si riferisce quando si parla si EURO 1, 2 o 3 fino al più recente EURO 6. Si tratta degli standard europei che regolano le emissioni inquinanti dei veicoli dotati di motori a combustione interna.

 

Anche se non esattamente dei ‘veicoli’, i gruppi elettrogeni sono comunque delle macchine che come le automobili emettono gas di scarico inquinanti. Il loro propulsore è un motore a combustione interna, spesso diesel, e peranto sono anch’essi regolati da una apposita direttiva.

La Commissione Europea regola le emissioni inquinanti di tutte le macchine che contribuiscono all’inquinamento dell’aria emettendo gas di scarico. Cerchiamo con questo post di fare chiarezza sulla Direttiva Emissioni EU 2016/1628 per Macchine Mobili Non Stradali (NRMM).

La Direttiva in breve

In primo luogo è necessario fare una distinzione tra macchine stradali, quali automobili e camion, e non stradali (off-road), ossia non omologate per la circolazione sulla via pubblica, ma destinate ad essere trasportate da altro veicolo nei loro spostamenti. Il gruppo elettrogeno rientra nella categoria delle cosiddette off-road, non stradali. Assieme a una grande quantitá di mezzi: agricoli, costruzione, giardinaggio per esempio.

In secondo luogo va precisato che la Direttiva riguarda le macchine ‘mobili’ e sono escluse dal campo di applicazione quelle stazionarie. Questo significa che qualsiasi gruppo elettrogeno destinato ad una installazione fissa e che è trasportato e installato per una sola volta nell’arco della sua vita utile non è soggetto alla Direttiva.  Rientrano nel campo di applicazione, invece, i gruppi elettrogeni destinati alla costruzione e al noleggio, infatti essi verrano installati e disinstallati svariate volte e trasportati da un cantiere all’altro per tutta la durata della loro vita utile.

Un po’ di storia

Sin dal 1997, con la pubblicazione della Direttiva EU 97/68 (successivamente modificata dalla Direttiva EU 2002/88) la Commissione regola i valori di monossido di carbonio (CO), idro carburi (HC), ossidi di azoto (nitrati NOx), particolati (PM) presenti nei gas di scarico di macchine mobili off road.

Tabella 1 Livelli di inquinanti ammessi da EU 2016/1628 Stage V

kW CO

(g/kWh)

NOx

(g/kWh)

HC

(g/kWh)

PM

(g/kWh)

PN (#/kWh)
O < P < 8 8 7.5 0.4 / 0.6* – –
8 ≤ P < 19 6.6 7.5 0.4 – –
19 ≤ P < 37 5.0 4.7 0.015 1×1012
37 ≤ P < 56 5.0 4.7 0.015 1×1012
56 ≤ P < 130 5.0 0.4 0.19 0.015 1×1012
130 ≤ P ≤ 560 3.5 0.4 0.19 0.015 1×1012
P > 560 3.5 0.67 0.19 0.035 – –
 

*: raffreddamento ad aria, avviamento manuale, iniezione diretta.

 

Questi valori sono stati limitati in modo graduale nel tempo introducendo il concetto di STAGE. Il 2005 fu l’anno di introduzione dello Stage 1, il 2007 vide lo Stage 2, fino al 2011 quando entrò in vigore il tuttora valido Stage 3A. Tuttavia, nel 2016 la Commissione ha emesso una nuova direttiva, la EU 2016/1628, che abroga la precedente e che stabilisce l’introduzione di un nuovo livello di prestazione: lo STAGE V a partire dal 1 gennaio 2019.

 

Tabella 1 Introduzione Stage V

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
P < 19 NON REGOLATO STAGE V
19 ≤ P < 37 STAGE II STAGE IIIA STAGE V
37 ≤ P < 56 STAGE II STAGE IIIA STAGE V
56 ≤ P < 130 STAGE II STAGE IIIA STAGE V
130 ≤ P ≤ 560 STAGE IIIA STAGE V
P > 560 NON REGOLATO STAGE V

                                           Riassumendo…

La nuova direttiva impone di usare motori omologati Stage V per tutti i gruppi elettrogeni destinati all’uso noleggio o comunque mobile (non installazione fissa) a partire dall’1 di gennaio 2019 (1di gennaio 2020 per motori 56≤P<130). La Direttiva ammette un periodo di transizione di due anni durante il quale si potranno usare motori Stage 3A solo se fabbricati prima della data di applicazione della nuova Direttiva.

Altri aspetti legati alla Direttiva EU 2016/1628

La Direttiva EU 2016/1628, entrata in vigore il 1 gennaio 2017, marca i procedimenti che i fabbricanti di motori e gli OEM dovranno seguire per adempiere alla stessa. Principalmente si caratterizza per stabilire nuovi e più severi limiti alle emissioni inquinanti, introdurre il controllo del numero di particolati, estendere il campo di applicazione a nuovi segmenti di potenza rispetto alla precedente EU 97/68.

Inoltre la direttiva è completata da altre tre pubblicazioni: EU 2017/654, EU 2017/655, EU 2017/656. Quest’ultima centrata sul processo di implementazione.

La EU 2016/1628 regola tutti i motori a combustione interna, qualunque sistema di iniezione, qualunque combustibile, qualunque regime di velocita, installati in macchine mobili non stradali. Non si applica invece ai settori agricolo e forestale e ad alcune tipologie di macchine quali imbarcazioni, aeronavi, da competizione e stazionarie.

La macchina stazionaria è qualsiasi macchina destinata ad essere installa e mantenuta nello stesso luogo durante tutta la sua vita utile e la cui rimozione deve essere eseguita con l’uso di strumenti e attrezzature. In questa categoria rientrano i gruppi elettrogeni di emergenza.

I GRUPPI ELETTROGENI DI EMERGENZA, OGGETTO DI INSTALLAZIONI IN LOCALI DEDICATI NON RIENTRANO NEL CAMPO DI APPLICAZIONE DELLA DIRETTIVA EMISSIONI 2016/1628 EC NRMM.

La Direttiva raggruppa i motori in diverse categorie:

– generici con potenza fino a fino a 560kW a velocitá costante (NRE);

– potenza maggiore di 560kW per gruppo elettrogeno (NRG);

– altri motori a benzina o per altre applicazioni (NSR e NSRh).

Come accennato, una delle grandi novitá di questa pubblicazione è stata l’inclusione di due categorie di motori finora non considerati: quelli con potenza P<19kW e quelli con potenza P>560kW. Per determinare l’inclusione del motore si considera sempre la potenza dichiarata alle condizioni nominali secondo ISO 14396, normalmente la Prime Power.

Motori di transizione

La Nuova Direttiva non ammette piani di flessibilità, come successe per l’introduzione dei motori Stage 3A, però prevede un periodo di transizione durante il quale i motori non-Stage V fabbricati e immessi nel mercato prima del 31 di dicembre 2018 possono essere montati dagli OEM e distribuiti fino al 31 di dicembre 2020 (le date cambiano  a 31 di dicembre 2019 e 31 di dicembre 2021 rispettivamente per il segmento 56≤P<130).

La tecnologia

I requisiti di questi nuovi motori Stage V sono estremamente restrittivi e obbligano i fabbicanti a usare sistemi costosi e complessi come accade per il settore camionistico.

Per i motori di minor potenza (fino a 50Kw e 3lt circa) sarà sufficiente applicare le tecnologie common-rail, il sistema EGR di re circolazione dei Gas e il DPF per limitare i particolati. Nei motori di maggior potenza si dovranno usare sistemi SCR, catalizzatori DOC, turbo a geometria variabile VGT. L’installazione di questi motori sarà molto più complessa di quella attuale per la quantitá di componenti e per la necessità di serbatori AdBlue.

Il prezzo dei motori potrebbe quasi raddoppiare se si replicherà quanto succcesso negli USA con l’introduzione del EPA Tier IV. I livelli di prestazione marcati da quest’ultimo sono molto simili a quelli dello Stage V, ad eccezione dei PM per i quali la Commissione è più esigente e i PN che la EPA non controlla.

Responsabilità

Importante dire che le responsabilità dell’adempimento alla Direttiva si distribuiscono su tutta la catena di distribuzione identificando vari attori. Il fabbricante di motori dovrà avviare delle pratiche di omologazione di tipo, altrimenti i suoi motori non saranno vendibili a partire del 2019 (2020 per il segmento intermendio). L’ OEM ossia l’integratore, il gruppista, deve assicurarsi che i motori siano stati approvati e marcati, inoltre, se i sistemi di post trattamento sono consegnati separatamente dal motore, ha la responsabilità di integrarli e confirmare al motorista che ha seguito le opportune istruzioni. Nel caso di motori fabbricati fuori dalla UE, l’importatore deve farsi carico di produrre e rendere disponibile la documentazione che ne dimonstra la conformitá e dovrà segnalare alle autorità e al fabbricante non europeo qualsiasi possibile non conformità. Per ultimo, il distributore dovrà verificare che tanto il fabbricante del motore quanto l’importatore hanno adempiuto alle pratiche previste.

Attenzione: anche i motori venduti come ricambi dovranno rispettare specifici procedimenti ed essere riconosciuti come tali.

Riferimenti

Per concludere, lascio qualche riferimento interessante sull’argomento. Una carrellata sull’evoluzione degli Standard Europei sulle emissioni inquinanti e la pagina ufficiale Eur Lex dalla quale si può scaricare la versione integrale della Direttiva. Per ultimo, il link al numero della Gazzetta Ufficiale dove si formalizza l’adozione della Direttiva EU 2016/1628 in ambito nazionale.

 L’Autore: Massimo Brotto

 Massimo Brotto è impegnato dal 2002 nel settore dei gruppi elettrogeni in ambito internazionale. Si occupa di  applicazioni speciali e product marketing.

  

 

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