VESTA
Valutazione delle Emissioni nel Settore del Trasporto su gomma dovute all’Abrasione
Finanziamento: POR-FESR 2014-2020
Periodo: Aprile 2021– Aprile 2023
Responsabile Scientifico: Francesco Petracchini

Abstract del progetto

Il progetto nasce perché è stato evidenziato che nella stima delle emissioni inquinanti da trasporto stradale, alle emissioni allo scarico e alle emissioni evaporative, si affiancano le emissioni da usura di gomme e freni dei veicoli e le emissioni derivanti da abrasione stradale. L’attenzione viene rivolta al particolato derivante direttamente dai fenomeni di usura e attrito tra le superfici.

L’obiettivo del progetto VESTA è quello di definire una metodologia capace di determinare sia qualitativamente che quantitativamente le diverse emissioni inquinanti dovute principalmente all’usura dei sistemi frenanti e all’abrasione degli pneumatici e del manto stradale. Verrà quindi definito un opportuno sistema sperimentale di campionamento e misura con cui poter misurare le emissioni sia del particolato che di altri eventuali composti emessi tale da poter stimare i fattori di emissione per l’aggiornamento dell’inventario delle emissioni.

Il progetto sarà suddiviso in una prima parte di raccolta documentale necessaria alla definizione delle condizioni dello stato dell’arte relativo alle tecnologie frenanti esistenti (per i veicoli a combustione interna e per i veicoli a trazione ibrida/completamente elettrica), alla composizione chimica dei costituenti principali dei sistemi frenanti, la composizione chimica degli pneumatici e la tipologia dei principali costituenti del manto stradale e da una seconda parte di natura sperimentale.

Il progetto sarà articolato nelle seguenti macroattività :  
  1. Raccolta documentale sullo stato dell’arte relativo alle emissioni dell’usura dei sistemi frenanti, dell’abrasione degli pneumatici e del manto stradale (WP1): per meglio definire il contesto di riferimento e le condizioni di usura dei materiali verranno analizzati dapprima i principali sistemi di frenata, la composizione chimica degli elementi costituenti il sistema di frenata, degli pneumatici che caratterizzano quindi le emissioni per usura ed abrasione. Propedeutica alla fase di progettazione del sistema di campionamento e misura, inoltre la fase di analisi e valutazione dei principali sistemi di campionamento/progetti ad oggi presenti per la valutazione dell’abrasione e quindi dell’emissione. Sulla base dei risultati dello stato dell’arte si procederà dunque alla definizione degli scenari di applicazione costituiti cioè dalle prove di misura degli inquinanti.
  2. Progettazione e realizzazione di un sistema di campionamento per le emissioni dovute all’abrasione e all’usura (WP2,WP3): definito il contesto di riferimento e individuati i principali inquinanti sulla base dei costituenti dei sistemi frenanti, degli pneumatici e del manto stradale verranno definite le prove di misura da effettuare sulla base dei parametri operativi che caratterizzano le tecnologie di prova più diffuse. I parametri operativi che caratterizzano i sistemi di frenata sono individuati nella temperatura massima di esercizio (da cui dipende quindi l’efficienza di frenata e direttamente il tasso di usura dei materiali), dalla pressione di contatto (tra pinza e disco), dal tempo di esercizio della frenata e dal tempo di decelerazione. Direttamente collegati sia all’usura del sistema frenante che all’usura degli pneumatici e all’abrasione del manto stradale risultano infine i parametri: massa del veicolo, stato di usura ed efficienza di tutti i componenti del sistema frenante, ciclo di guida (ciclo di guida urbano o extraurbano, così come individuato per tutte le emissioni exhaust).
  3.  Misura sperimentali e stima dei fattori di emissioni espressi come g/km (WP4,WP5,WP6): individuati il sistema più idoneo per il campionamento e gli scenari di applicazione (sia sulla base dei principali parametri operativi che sulla base degli inquinanti da misurare) verranno effettuate le prove sperimentali necessarie alla valutazione delle emissioni inquinanti. Una volta stabiliti i parametri emissivi sotto opportune condizioni operative si procederà all’analisi di una possibile metodologia che tenga conto della frenata rigenerativa (ampiamente diffusa sui veicoli a trazione elettrica) e che permetta di aggiornare i fattori di emissione. Il risultato conclusivo sarà quindi il calcolo e la stima aggiornata secondo la metodologia definita nelle attività precedenti dei fattori di emissione ed espressi come g di inquinante emesso per km percorso. Particolare importanza rivestirà inoltre l’analisi del particolato ultrafine (UFP), sia per quanto riguarda lo studio dell’usura dei sistemi frenanti che per l’abrasione degli pneumatici e del manto stradale.
L’obiettivo generale del progetto VESTA è quello di definire una metodologia capace di determinare sia qualitativamente che quantitativamente le diverse emissioni inquinanti dovute principalmente all’usura dei sistemi frenanti e all’abrasione degli pneumatici e del manto stradale. Verrà quindi definito un opportuno sistema sperimentale di campionamento e misura con cui poter misurare le emissioni sia del particolato che di altri eventuali composti emessi.

Gli obiettivi specifici del progetto sono:Gli obiettivi specifici del progetto sono:
  • Implementazione di un sistema pilota per la generazione e caratterizzazione delle “non exhaust emission”
  • Sviluppo di una metodologia per il campionamento e caratterizzazione delle emissioni
  • Stima dei fattori di emissione per l’aggiornamento dell’inventario
• CNR-IIA – www.iia.cnr.it
• Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale

Francesco Petracchini
Ettore Guerriero
Valerio Paolini
Silvia Mosca
Marco Torre