Le imminenti normative sulle emissioni dei veicoli Euro 7 includono un significativo nuovo dettaglio legato alla sostenibilità: le prime restrizioni mai introdotte sulle emissioni di particolato dai freni. In una proposta presentata nel novembre 2022, la Commissione Europea ha dettagliato scrupolosamente i rivoluzionari standard Euro 7 per le emissioni dei veicoli. Prevedendo di ottenere un ampio consenso sia dal Parlamento Europeo che dal Consiglio, l’implementazione graduale è programmata per iniziare il 1 luglio 2025.
Mentre l’avvento di nuove fasi nella legislazione sulle emissioni non è senza precedenti, Euro 7 introduce un elemento rivoluzionario nel panorama normativo: l’imposizione di limiti sul particolato generato dal sistema frenante di un veicolo.
Questo aspetto di Euro 7 ha scatenato un’attività febbrile tra i fornitori di componenti frenanti per veicoli commerciali e automobilistici. Dato che i veicoli commerciali rispettano livelli di conformità distinti, questi fornitori si stanno affrettando a decifrare come le imminenti normative influiranno sulle loro tecnologie esistenti e a riflettere sullo sviluppo di soluzioni innovative. Le linee guida proposte per Euro 7 affrontano anche le emissioni derivanti dalle sottili particelle di microplastica generate dall’attrito delle gomme sulle superfici stradali. Tuttavia, fino a tarda primavera del 2023, la Commissione Europea non aveva ancora stabilito valori ammissibili per le particelle delle gomme.
Una relazione dell’Agenzia Europea dell’Ambiente del 2022 sulla qualità dell’aria in Europa ha rivelato che nell’UE nel 2020, “il 96% della popolazione urbana è stata esposta a livelli di particolato fine superiori al livello guida basato sulla salute stabilito dall’Organizzazione Mondiale della Sanità”. L’EEA ha sottolineato che “l’esposizione a concentrazioni di particolato fine superiori al livello guida dell’OMS del 2021 ha causato 238.000 morti premature nell’UE-27.”
Uno studio molto citato del 2020 condotto da Emissions Analytics, con sede nel Regno Unito, ha rilevato che le emissioni di particolato delle gomme possono essere significativamente superiori alle particelle emesse dai tubi di scarico dei veicoli sempre più puliti. Prevedendo l’impatto potenziale della crescente quota di veicoli elettrici nel mondo, obbligatori per i veicoli passeggeri dell’UE a partire dal 2035, la società ha rilasciato una successiva dichiarazione a maggio 2022 riguardo agli EV in relazione alle emissioni di particolato delle gomme: “Una massa maggiore del veicolo e [la propulsione] coppia erogata possono portare a un rapido aumento delle emissioni di particolato delle gomme. Mezza tonnellata di peso delle batterie può risultare in emissioni delle gomme che sono quasi 400 volte superiori alle emissioni reali dai tubi di scarico, mantenendo tutto il resto uguale.”
Le emissioni dei freni sono tipicamente misurate nell’intervallo PM10 (materiale particolato inalabile di diametro 10 micron o inferiore; pensa a polvere comune e polline) o nella banda PM 2.5 (polvere fine di 2,5 micron o inferiore). Lo standard Euro 7 mira a ridurre le emissioni di particolato del 27%, con un massimo di 7 mg per chilometro fino al 2035. A partire dal 2035, il limite delle emissioni dei freni viene ulteriormente ridotto a 3 mg/km.
Secondo Patricio Barbale, Responsabile del Team di Telaio presso S&P Global Mobility, costruttori di automobili e fornitori di sistemi frenanti sono più preoccupati per il 2025 che per il 2035. “Il fattore più importante è il tempismo, hai un anno, un anno e mezzo, per essere conformi.”
Barbale ha sottolineato ciò che ritiene saranno le due strategie centrali per la conformità alle emissioni dei freni di Euro 7: l’elettrificazione dei veicoli e le innovazioni nei materiali di attrito.
Fattore elettrificazione:
Ha spiegato che le regole di Euro 7 prevedono un coefficiente correttivo che sottopone i veicoli con diversi livelli di elettrificazione a diversi livelli di emissioni di particolato dei freni consentite, un aspetto che non è stato approfondito nella maggior parte delle ampie discussioni sulla nuova regolamentazione Euro 7. “In teoria, la cosa più importante è che esiste un coefficiente correttivo per il tipo di motore nel veicolo”, ha detto. “Se hai un veicolo elettrico, non è la stessa cosa di un veicolo a combustione interna. Se hai un veicolo completamente elettrico, solo il 15 percento [delle emissioni totali] è considerato.”
Euro 7 fornisce una scala di fattori di correzione della conformità per le emissioni dei freni in base ai gradi di elettrificazione del veicolo, rendendo efficacemente questa parte delle normative un altro incentivo per la transizione verso veicoli elettrici. Un veicolo con solo motore a combustione interna (ICE) è trattato secondo le regole con un rapporto di 1:1: se le sue emissioni di particolato dei freni sono misurate a 10 mg/km, ad esempio, il veicolo ICE è valutato per la sua produzione complessiva e dovrebbe trovare un modo per raggiungere il massimo consentito di 7 mg/km in Euro 7.
Un veicolo elettrico che emette gli stessi 10 mg/km, d’altro canto, è valutato solo al 0,15 della sua produzione misurata, quindi Euro 7 considererebbe le sue emissioni di particolato dei freni di base solo a 1,5 mg/km, ben al di sotto dei 7 mg/km consentiti nel 2025 e addirittura soddisfacendo comodamente il massimo del 2035 di 3 mg/km. I veicoli successivi agli EV sono ibridi plug-in (PHEV) con un fattore di correzione del 0,3; gli ibridi convenzionali (HEV) sono corretti al 0,4 e gli ibridi leggeri al 0,6.
“Avere un veicolo elettrico è un grande vantaggio per questa regolamentazione”, ha sottolineato Barbale. “Naturalmente, il veicolo completamente elettrico è costoso. Ma se si pensa a un veicolo ibrido leggero che è [essenzialmente] un veicolo ICE tradizionale più una piccola batteria da 48 volt, non è un grande aggiunta al veicolo, e si ottiene una riduzione del 40 percento delle emissioni.”
Il generoso fattore di correzione per gli EV e gli HEV ad alta tensione riconosce l’atteso alto grado di frenata rigenerativa teoricamente disponibile con quei veicoli, una frenata che avviene con zero emissioni di particolato poiché i freni a frizione non vengono utilizzati. Bosch, un importante sviluppatore di sistemi frenanti, ha indicato che i sistemi di frenata rigenerativa indipendenti dal vuoto [cioè completamente elettrici] “possono ridurre le emissioni di polvere dei freni di oltre il 95 percento.”
Tuttavia, c’è anche un lato negativo: gli EV sono significativamente più pesanti rispetto ai loro omologhi non elettrificati, e il loro peso può far lavorare più duramente i freni a frizione quando vengono utilizzati. Uno studio dell’Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE) ha concluso che gli EV emetteranno dal 3% all’8% in più di PM 2.5 correlati a freni e pneumatici a causa del loro peso.
Mentre la discussione sulle reali riduzioni delle emissioni dei freni degli EV continuerà, ci si aspetta che una nuova generazione di ibridi ispirati a Euro 7 arrivi rapidamente sulla scena. “Una cosa che accadrà è che molti veicoli passeranno da motori a combustione interna tradizionali a ibridi leggeri”, crede Barbale. “Dopo il 2025 vedremo più veicoli ibridi leggeri del previsto.”
