Articoli | 01 Maggio 2000 | Autore: Aldo Bassi. S.IN.TE.SI. AB s.r.l.

Sistemi retrofit metano e GPL: sviluppi futuri alla luce dei nuovi regolamenti internazionali e dei nuovi mercati

Lo scorso mese di febbraio si è tenuto a Bologna "ECOMOBILE", il Salone della Mobilità Compatibile, promosso dal Consorzio G.P.L. Autotrazione e dall'Associazione Nazionale Distributori Gas Auto. Riportiamo parte dell'interessante intervento fatto dall'Ing. Bassi nell'ambito del Convegno

Alcuni paesi del mondo, molti anni fa, in particolare l'Italia e l'Olanda in Europa, il Canada e la Nuova Zelanda, hanno sviluppato l'industria dedicata alla conversione (bi-fuel) delle vetture da benzina a metano e a GPL. Le principali motivazioni sono state quelle economiche e in qualche caso quelle autarchiche. Il mercato di tali conversioni è sempre stato molto limitato rispetto a quelle delle vetture a benzina e diesel. I sistemi retrofit sono stati quindi progettati con grande economia, in modo da presentare bassi prezzi di acquisto, che consentissero all'utente dei ritorni economici a breve, sfruttando il differenziale di prezzo tra il metano e il GPL rispetto agli altri combustibili. Anche le tecnologie utilizzate sono state di conseguenza adeguate al livello dei prezzi accettati dal mercato che è sempre stato di nicchia. Una seconda motivazione, anche se nei primi tempi marginale, all'utilizzo di metano e GPL al posto della benzina, è stata la constatazione del minor inquinamento allo scarico. Ciò ha contribuito nei diversi Stati ad emettere regolamenti di omologazione molto semplici ed in genere riferiti più alle norme di sicurezza piuttosto che alle norme inquinamento, in quanto era noto che le emissioni di una vettura trasformata a metano e GPL erano comunque sensibilmente inferiori a quella della vettura originale a benzina. Ciò è stato valido fino ai primi anni 90 (vedi grafico) quando, per effetto dell'enorme sforzo tecnologico dedicato dai costruttori d'auto alla riduzione delle emissioni dei motori a benzina, ha fatto si che la conversione a metano o a GPL non portasse più a significative riduzioni, ma spesso anche ad incrementi di gas inquinanti allo scarico. La tecnologia dei sistemi retrofit era rimasta sostanzialmente invariata e quindi anche le loro emissioni. I costruttori di retrofit hanno dovuto quindi adeguarsi ai nuovi Regolamenti, loro imposti dagli Stati, per non superare i limiti di emissioni di legge, attraverso l'adozione e lo sviluppo di nuove tecnologie, in particolare l'elettronica del controllo del motore in abbinamento all'adozione della marmitta catalitica e del sensore di ossigeno (sonda l). Recentemente i costruttori d'auto hanno posto la loro attenzione su questi combustibili: metano e GPL, in quanto più adeguati della benzina e del gasolio a rispettare le norme inquinamento più restrittive che verranno introdotte nel prossimo futuro. Questi mutamenti hanno portato a due conseguenze fondamentali: la prima riguarda lo sviluppo tecnologico dei sistemi retrofit; la seconda riguarda la stesura dei nuovi regolamenti di omologazione che consentono di allineare le prestazioni dei componenti metano e GPL a quelli dei normali componenti auto, anche dal punto di vista dell'affidabilità in esercizio, oltre che dal punto di vista economico industriale in generale. L'industria dei retrofit si è trovata quindi, e si trova tuttora, in un periodo di forte cambiamento, che la porta verso gli standard industriali della componentistica auto, con tute le regole e i vincoli che tale industria le impone.

I nuovi Regolamenti internazionali
Il gruppo di lavoro internazionale WP.29/GRPE (Working Party on Pollution and Energy) di Ginevra, istituto nell'ambito del ECE-ONU, e che normalmente redige i regolamenti di omologazione dei veicoli stradali, è stato incaricato di esaminare e di redigere, anche sulla base di regolamenti preesistenti, i nuovi Regolamenti per l'omologazione dei sistemi metano e GPL. I principali concetti che sono stati adottati nella stesura di questi regolamenti, sono i seguenti:

- La disponibilità di nuove tecnologie e di nuovi componenti come l'iniezione e l'accensione elettronica con sensori sofisticati per il rilevamento del funzionamento del motore, impianto di scarico per l'abbattimento degli inquinanti, bombole in composito per metano, sistemi di produzione innovativi, ecc.
- La preoccupazione del legislatore di non introdurre nei regolamenti norme che limitino le applicazioni tecnologiche possibili e disponibili e quindi l'applicazione del concetto "Fit for purpose" che impongono le specifiche funzionali del sistema anziché le norme di calcolo e di progettazione.
- Le necessità di definire norme di installazione adeguate per l'industria dell'auto (OEM-Originl Equipment Manufacturer) e per l'industria della conversione mediante retrofit.
- il concetto di famiglia dei veicoli convertiti a metano e GPL per contenere in entità accettabili le attività di prova e di certificazione dei veicoli prototipi, limitando la proliferazione dei campioni da allestire e provare.
- L'adozione dei manuali di installazione come elemento qualificante dei sistemi retrofit, per limitare i margini di discrezionalità degli operatori nelle officine di conversione.
- La necessità di introdurre le certificazioni delle officine di conversione attraverso adeguati controlli e con adeguata professionalità del personale.
- La necessità di rivedere le norme del controllo di conformità delle fasi di conversione e di collaudo dei veicoli convertiti e l'assistenza in garanzia del circolante.
- I tre regolamenti redatti ed approvati dal WP.29/GRPE e che sono in via di recepimento dei vari stati aderenti alla ECE-ONU, sono: R.269 e R.67/01 per l'omologazione dei componenti metano e GPL e la loro installazione sul veicolo, e R.279 per l'installazione dei sistemi retrofit metano e GPL sulle vetture a benzina in circolazione e su quelle appena uscite dalla fabbrica (conversione a zero chilometri).
- Particolare attenzione è stata dedicata alla definizion dei prototipi di vettura da presentare alle Autorità per l'omologazione dei sistemi retrofit. Ogni sistema retrofit è composto dai componenti necessari per la conversione di un veicolo da benzina a metano o a GPL incluso il manuale di installazione, che l'officina deve rispettare con grande precisazione e scrupolosità.
- Al fine di limitare il numero dei veicoli prototipi da allestire per le prove di omologazione di un sistema retrofit, è stato introdotto il concetto di famiglia. Seguendo queste norme, il costruttore di un retrofit deve scegliere adeguatamente i veicoli prototipo sui quali eseguire l'omologazione del retrofit per poter effettuare poi sul mercato la conversione del numero più grande possibile di tipi di veicoli.

L'industria dei retrofit
L'industria che fornisce i componenti dei sistemi di conversione metano e GPL, deve rispettare per ogni componente prodotto, i Regolamenti R.269 (1° parte) e R.67/01 (1° parte) rispettivamente per il metano e il GPL. Per ogni componente devono essere allestiti alcuni prototipi sui quali eseguire le prove di laboratorio previste. Il superamento di tali prove, i componenti omologati con un numero E.. che deve essere posto in modo adeguato su di ogni esemplare prodotto. Dopo il controllo di conformità, i componenti vengono forniti sia all'industria dell'auto sia all'industria dei retrofit. La prima, invece, deve rispettare le norme di installazione previste di Regolamenti R.269 (2° parte) e R.67/01 (2° parte), mentre la seconda deve rispettare le norme di installazione indicate dal regolamento R.279, specificatamente redatto per l'industria dei retrofit. Dopo i controlli di conformità l'industria dell'auto mette in vendita direttamente i suoi veicoli convertiti a metano e a GPL, mentre l'industria dei retrofit fornisce i sistemi sotto forma di vetture già in circolazione, secondo i criteri stabiliti dal costruttore del retrofit. Dopo i successivi controlli di conformità eseguiti sui veicoli convertiti dalle officine, vengono apportate le necessarie modifiche anche alla documentazione di registrazione dei veicoli stessi.

Conclusioni
I veicoli a metano e GPL nel prossimo futuro saranno certamente oggetto di particolare attenzione da parti degli Stati per le loro prestazioni ecologiche. Saranno quindi emanati, già ora lo sono in parte, incentivi per la diffusione di questi combustibili nel parco circolante. L'industria del retrofit che si è sviluppata in Italia, in Olanda e in alcuni altri Stati nel mondo, è essenziale per affrontare le nuove sfide, in quanto detentrice di una lunga esperienza tecnologica e commerciale. Si vedranno sul mercato veicoli in versione bi-fuel benzina-metano-GPL prodotti dalle grandi case automobilistiche e nello stesso tempo le officine di conversione opereranno sui veicoli in circolazione come pure sui veicoli nuovi a zero chilometri. I due tipi di conversione dovranno convivere, pur nella loro diversità, con gli stessi criteri di sicurezza e di conformità. Sono e saranno i Regolamenti ECE-ONU R.269, R.67/01 e R.279 che con le loro norme assicurano ed assicureranno il rispetto di questi criteri. La sfida maggiore che le industrie del retrofit dovranno affrontare è senza dubbio l'adeguamento della loro struttura produttiva a quella dell'industria componentistica dell'auto con le tecnologie sempre all'avanguardia, con i severi controlli di qualità sulle linee di produzione e con il loro rapporto prestazioni/costi esasperante sempre più alto. Per far ciò sono necessari investimenti in ricerca e sviluppo molto rilevanti, sia per innovare i componenti singoli (sensori, attuatori ecc.) sia e soprattutto per migliorare i sistemi di alimentazione e i sistemi di abbattimento degli inquinanti allo scarico, che molto probabilmente dovranno essere specifici per il metano e il GPL. E' in atto quindi una grande competizione tra i diversi combustibili disponibili in rete (benzina, gasolio, metano e GPL) ai fini del consumo energetico e delle emissioni. Pertanto l'industria dei componenti metano e GPL dovrà mettere sul mercato sistemi per motori sia per veicoli industriali che per vetture, di qualità/affidabilità e prestazioni competitivi con quelli a benzina e gasolio. Infine è necessario ricordare la sfida che l'industria del retrofit dovrà affrontare nel campo della diagnostica di bordo (OBD) recentemente introdotta già nelle vetture a benzina e prossimamente anche sulle vetture diesel. Tale diagnostica dovrà monitorare sulle vetture in esercizio la rispondenza o meno delle emissioni allo scarico alle prescrizioni vigenti. Nelle vetture bi-fuel ciò comporta la coesistenza di diversi sistemi di diagnosi di bordo che dovrà essere valutata in termini tecnici ed economici dall'industria del retrofit. In conclusione l'obiettivo del prossimo futuro è una diffusione rilevante dei veicoli ecologici (metano e GPL), che resteranno però sempre in un mercato di nicchia anche se molto più ampio de quello attuale, ma ad un prezzo di investimenti e di sforzi tecnologici da non sottovalutare.

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