uniCUSANO LAB - INGEGNERIA e ricerca
I.P. A CURA DELL’UNIVERSITà NICCOLò CUSANO e di SpoRTNETWORK
emissioni nel mirino un’analisi a 360 gradi
Gli ingegneri di UnicusanoLab affrontano il tema dell’inquinamento derivante dalla combustione e le possibili soluzioni in chiave ecologica
L
a scorsa settimana abbiamo introdotto le basi fenomenologiche che governano il processo della combustione. Ovviamente, la combustione ha dei risvolti negativi e che devono essere inevitabilmente affrontati, quali la formazione di specie inquinanti. Come già anticipato la scorsa settimana la combustione è una reazione chimica che dai reagenti di partenza ci restituisce dei prodotti. A seconda del rapporto tra aria e combustibile (chiamato dosatura) introdotto oppure della modalità con cui combustibile e aria si miscelano, si può avere la formazione di diverse specie inquinanti che necessitano di specifiche unità di post-trattamento prima di essere immesse in atmosfera. Teoricamente, nelle condizioni di dosatura ottimali e in presenza di miscelamento perfetto, si riesce a ottenere quella che viene chia-
mata combustione completa, ovvero tutti gli atomi di carbonio e idrogeno presenti nel combustibile vengono ossidati dalle molecole di ossigeno presenti nell’aria, e come prodotti si hanno esclusivamente anidride carbonica (CO2), acqua (H2O) e azoto (N2), presente nell’aria e che risulta inerte fino a determinate temperature. Naturalmente, i nostri motori difficilmente si troveranno a funzionare nelle condizioni ottimali di miscelamento e dosatura. Qualora ci si allontani da tali valori, la combustione porterà anche alla formazione di prodotti parziali di combustione, come il monossido di carbonio (CO) e altre sostanze inquinanti, quali gli ossidi di azoto (NO, NO2 – indicati con NOx). La formazione delle specie inquinanti dipende molto dalla modalità di combustione, ovvero si hanno inquinanti differenti tra motori ad accensione comandata (benzina) e motori ad accensione spontanea (diesel). Un discorso a
parte merita il particolato (PM5, PM10, etc) che è una specie inquinante fortemente presente nei motori diesel, tanto da richiedere l’introduzione del DPF (Diesel Particulate Filter), ma che non è presente nei motori a benzina. Da queste semplici considerazioni possiamo vedere come la complessità della combustione sia non solo legata ad aspetti fenomenologici, ma anche ad aspetti tecnologici, imponendo linee di post-trattamento differenti a seconda delle modalità di combustione realizzate. Nell’ottica della riduzione delle emissioni inquinanti nei laboratori di Ingegneria dell’Università Niccolò Cusano si sta portando avanti un’intensa attività di modellazione numerica al fine di migliorare la comprensione del processo di combustione. Daniele Chiappini, PhD Assistant Professor Fluid Dynamics and Internal Combustion Engines Università Niccolò Cusano