EURO6: Sensori NOx per trattamento dei gas di scarico

 

SCR: Selective Catalytic Reduction

 

Con l’avvento delle normative EURO 5 ed EURO 6 e delle restrizioni da queste previste in materia di emissioni dai motori di ossidi di azoto si è determinato un crescente interesse dapprima verso le tecnologie di abbattimento di tali emissioni a cui è seguito un fervente sviluppo di sistemi diagnostici di bordo (OBD) opportuni ed affidabili per il controllo del loro accurato funzionamento.

Con riferimento ai rapporti di compressione ed alle caratteristiche della combustione da tali restrizioni risultano maggiormente penalizzati i motori diesel e per la prima volta anche quelli heavy duty (HD).

Mentre per i sistemi di abbattimento le case costruttrici di motori si sono orientate focalizzandosi su un'unica tecnologia, SCR con urea, per i sistemi di controllo la valutazione è ancora in corso sebbene già diversi dispositivi siano disponibili sul mercato. Sono stati proposti infatti dispositivi basati su sensori a stato solido, a tubi di rilevazione, catalitici, elettrochimici ed ottici. Le difficoltà nello sviluppo di tali sensori sono determinate dall’entità e dalla variabilità delle temperature di esercizio e dalle condizioni di stress a cui è sottoposto il sensore (stress termico, sporcamento, interferenze di altre specie).

In numerose attività di sviluppo del presente progetto presenti in letteratura si è proceduto con un approccio disciplinare ed in taluni casi altamente specialistico. Tale approccio prevede un'intima conoscenza della tecnica di rilevazione punto di forza e punto di partenza per l’adeguamento del principio di misura all’applicazione obiettivo. In questo progetto si intende utilizzare un approccio diametralmente opposto, focalizzandosi sul problema (problem solving approach) per poi individuare le tecnologie migliori da ingegnerizzare procedendo con un progressivo downscaling a partire dal più affidabile macroanalizzatore da banco convenzionale e puntando a mantenerne, nel processo di miniaturizzazione, le caratteristiche analitiche.

Pertanto si procederà alla realizzazione di una serie di sensori, i più promettenti in base ad un attività di prescreening bibliografico, di cui se ne valuteranno le caratteristiche confrontando la risposta di ciascuno con quella di sistemi di analisi convenzionali.

Nella scelta della tecnologia saranno coinvolti gli altri partner industriali interessati al progetto al fine di utilizzare competenze ed esperienze acquisite nello sviluppo di progetti che sia dal punto di vista della tecnologia che dei materiali risultino industrialmente perseguibili e sostenibili. Nel processo di scouting delle tecnologie saranno interessati anche i partner della ricerca a partire dalle istituzioni pubbliche presenti nel distretto.

Riferendosi ad un rigoroso protocollo di technology assessment, sarà predisposto un dettagliato disegno sperimentale che compendierà la verifica della risposta dei sensori in relazione nelle differenti condizioni d’uso.

Inoltre dovrà essere valutata la necessità di ricalibrazione di ogni sensore in relazione alla modalità di marcia del veicolo e la sua degradazione in relazione ai parametri di cui sopra.

Particolare attenzione sarà dedicata alla valutazione del tempo necessario per raggiungere la temperatura di esercizio, all'effetto di un eventuale sporcamento dovuto a depositi di sostanze non volatilizzabili alle temperature di esercizio del sensore, all’influenza dell’umidità e delle altre specie interferenti ed al packaging per evitare gli stress termici. Sarà inoltre valutata la possibilità di inserire dei controlli di temperatura, particolarmente cruciali nei primi 40 secondi dall'avvio, a motore freddo, poiché il sensore dovrà essere efficiente sin dai primi istanti di funzionamento.

Piano Operativo Nazionale Ricerca e Competitività 2007-2013

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