Cicli di omologazione: ecco come cambieranno nel 2017 e 2021

Ora c'è il NEDC – New European Driving Cycle

Tante incertezze e una sola, fumosissima certezza: i cicli di omologazione delle vetture in Europa cambieranno. In molti credono anche alla possibilità di uniformare su scala mondiale i cicli di misura. Noi, per parafrasare Maurizio Crozza quando imita Antonio Razzi, diremmo “Questo io, non cred”. O meglio, non crediamo sia fattibile nel breve o brevissimo periodo. Note di colore a parte, il campo sul quale dobbiamo muoverci per comprendere l'attuale panorama delle omologazioni è generato dalla triangolazione di tre sigle: Nedc (New european Driving Cycle), Wlct (World-wide harmonized Light duty Test Cycle) o WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures).

Il primo è l'attuale ciclo europeo, mentre il WLCT o WLTP saranno sviluppati dall’Unece su scala mondiale ed entreranno in vigore nel 2017-2021. A seguito dello scandalo VW ha raggiunto grande importanza una terza sigla: RDE (Real Driving Emission), ovvero un ciclo che abbina ai classici test di laboratorio, anche una prova su strada che simulerà l'utilizzo reale dell'autovettura con accelerazioni e decelerazioni casuali (da qui il nome). Questa casualità è stata ovviamente pensata per rendere vano ogni software “truccante”, studiato per adattare la vettura alla prova e falsarne la veridicità. Allontaniamoci però, per un attimo da un discorso “planetario” e guardiamo al nostro “orticello europeo”. Dicevamo: ora come ora, il ciclo di omologazione europeo è il Nedc-New european Driving Cycle (tabella 1) durante il quale, come si evince dal grafico, la vettura in laboratorio subisce 14 accelerazioni, 14 decelerazioni, intervallate da 12 fasi di “minimo” (per un totale di 267 secondi). Un ciclo che ha una durata totale di 1180 secondi e una lunghezza di 11 km circa con velocità massime che vanno dai 50 km/h (simulazione guida urbana) ai 120 km/h (simulazione guida extraurbana).

Come si evince sempre dall'immagine e dal grafico in essa rappresentato, il nuovo ciclo europeo è composto dal vecchio ciclo ECE/UDC (che comprendeva solo una simulazione di guida urbana) al quale è stato aggiunto un ulteriore tratto della durata di 400 secondi per simulare la marcia autostradale, o - per meglio dire - quella interurbana, visto che si tratta di pochi secondi a 70, a 90 e a 120 km/h, tutti nella marcia più alta. Con l’aggiunta di tale tratto i motori termici hanno potuto denunciare valori di consumo e di inquinamento più bassi, poiché l’andatura nella marcia più alta è sempre quella che consente il minor numero di giri, cioè il minor attrito interno.

Nel NEDC le fasi di decelerazione e di minimo sono quasi pari al 50% dell'intero ciclo di omologazione. Perché è importante farci caso? Perché è qui che si gioca una gran parte della guerra ai consumi e ai prodotti inquinanti. Ovvero: gli stratagemmi per ottimizzare queste due fasi sono sostanzialmente due: lo Start&Stop e l'ibrido. Il primo permette infatti di risparmiare carburante nella fase di minimo, azzerando il consumo e il secondo di recuperare energia nella seconda fase, quella di rilascio. 

Quindi, il tipo di vetture maggiormente avvantaggiate sono quelle ibride, che sono anche naturalmente dotate di star&stop. In futuro quali auto avremo?

Più ibride e meno auto Start&Stop

I nuovi cicli di omologazione delle vetture, nel prossimo futuro, subiranno importanti cambiamenti a livello di esecuzione. In buona sostanza il Wltp (the Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures) o Wlct (World-wide harmonized Light duty Test Cycle) sviluppato dall’Unece con l’obiettivo - come dicevamo all’inizio- di uniformare le norme di omologazione a livello mondiale, comporterà una diversa realizzazione di esecuzione ( varrà per tutti i principali mercati: quelli europei, gli Stati Uniti, il Giappone, la Cina, la Russia e l’India).

In "soldoni": le accelerazioni dovranno essere più rapide, la durata di esecuzione maggiore, la distanza percorsa più grande e la velocità massima raggiunta più elevata. Tutto questo per cercare di ottenere e riprodurre una situazione di “collaudo” più vicina a quella della guida reale su strada.

Tutti i Paesi dovranno adottarlo a partire dal 2017. Ora cerchiamo di capire cosa cambierà nel dettaglio e in quali parametri le nuove auto dovranno far rientrare le proprie emissioni e consumi.

Tempo e spazio più lungo

Innanzitutto le prove non dureranno circa 20 minuti (tabella 1) ovvero 11,007 km a 33,6 km/h come nei cicli attualmente in essere, ma 10 minuti in più ovvero 30. Per contro verranno ridotti di un numero considerevole i momenti nei quali il motore rimarrà al minimo dei suoi giri, passando da 12 a 5. Cosa significa questo? L’importanza dello start&stop perderà oltre il 50% della sua efficacia nel ridurre gli inquinanti e i consumi.

Ricordiamoci che parliamo dell'importanza di questo o quel sistema sempre ed esclusivamente in fase di omologazione, non nell'utilizzo reale. Infine le nuove prove avverranno non più su una distanza di circa 11 km come avviene ora ma si passerà a circa 23 km con una velocità media di 46,5 km/h contro gli attuali 33,6 km/h.

Maggior numero di fasi di decelerazione

L’altro sistema in grado di sfruttare al meglio le caratteristiche del ciclo è l’ibrido che, oltre a non contare l’energia elettrica presente nelle batterie all’inizio della prova, può recuperare in decelerazione buona parte dell’energia cinetica ricaricando le batterie.

A trarre vantaggio dall’introduzione del WTLP o del WLTC sarà senza ombra di dubbio la trazione ibrida. Insomma, l’oroscopo di Branko del 2017 parlerà della fortuna per le auto nate ibride che beneficeranno del maggior numero di decelerazioni (una trentina) presenti nel nuovo ciclo (tabella 2). Non dimentichiamo però che le vetture ibride perdono tutto il vantaggio “accumulato” nella marcia “accelera-frena” quando poi vengono portate in autostrada dove anzi – a parità di motore termico - mostrano maggiori consumi per via del maggior peso da trasportare (vedi pacco batterie).

Velocità massima più elevata

Niente aria condizionata. Altra differenza importante: la velocità massima raggiunta. Con il ciclo attuale è di 120 km/h per circa 10 secondi. Con l’avvento del WLTC la velocità crescerà di 10 km/h ovvero toccherà i 130 km/h, valore che però verrà mantenuto per un analogo intervallo di tempo. In totale la marcia al di sopra dei 120 chilometri orari durerà circa un minuto e mezzo.

Questa scelta è stata fatta perché gli organi competenti ritengono che questo picco di velocità rappresenti la guida autostradale. 

Una cosa rimarrà come oggi: durante tutto il ciclo, l'aria condizionata resterà spenta così da non influenzare i consumi. Certo è che, così facendo, la strada per avere delle prove di omologazione quanto più vicine alla condizione reale sembra essere molto distante.

E i prodotti inquinanti?

I cicli di omologazione monitorano principalmente due cose, consumi e prodotti inquinanti; d'altro canto come abbiamo già detto, i cicli di omologazione si compongono di tre fasi ovvero accelerazione, decelerazione e fase di minimo.

I prodotti frutto della combustione, ovviamente, sono chiamati in causa lungo tutto il ciclo. Il consumo di carburante, soprattutto nelle fasi di accelerazione e di minimo. Fino a questo momento abbiamo trattato più che altro i problemi legati al consumo di carburante per il quale, come abbiamo detto, lo Star&Stop e la tecnologia ibrida possono aiutare le Case a ridurlo. Il primo nella fase di minimo, il secondo in decelerazione.

Non dimentichiamoci però, come detto all'inizio, che il vero problema, frutto di accese discussioni e battaglie, risiede nei prodotti inquinanti come gli HC ovvero gli idrocarburi incombusti responsabili del fumo, degli odori e delle “polveri sottili”.

Gli altri gas, cioè gli NOx ovvero gli ossidi di azoto, sono un indice di combustione completa e non sono tossici per l’uomo, ma sono associati all’acidità delle piogge e possono acuire alcune patologie asmatiche . Non dimentichiamoci però che c'è anche il CO2, strettamente legato ai consumi, ovvero il biossido di carbonio (anidride carbonica), totalmente innocuo per l'uomo ma che – assieme ad altri gas - provoca un aumento della temperatura media della superficie terrestre. 

Per abbattere questi tre elementi il primo metodo è il catalizzatore trivalente e poi ci sono l'EGR, il filtro antiparticolato, i catalizzatori ricucenti DeNox e i catalizzatori selettivi SCR. Dal 2020 i limiti di CO2 nei cicli di omologazione europei passeranno dagli attuali 130 g/km a 95 g/km (negli Stati Uniti saranno di 121 g/km, in Cina di 117 e in Giappone di 105). A cosa porteranno questi limiti così bassi in Europa? 

Senza dubbio a una generale “ibridizzazione” delle auto soprattutto di grossa cilindrata e in generale la trazione ibrida verrà progettata col preciso scopo di “sposare” il ciclo di omologazione. .

Nel futuro, prova reale o irreale?

I nuovi cicli tanto si avvicineranno al reale comportamento della vettura nell’utilizzo in città e in tangenziale, quanto produrranno valori distanti da quelli che si potrebbero ottenere con una prova autostradale. Non solo per quanto concerne i consumi ma anche a livello di prodotti inquinanti.

Le Case stesse, analizzando dinamica dei futuri cicli, ritengono che rientrare nei limiti previsti è pressoché impossibile con le tecnologie attuali, pertanto hanno formulato la richiesta di introdurre tolleranze del 200% nei valori misurati al banco. Ma Bruxelles sembra orientato a concedere solo il 60%. In ogni caso, la tolleranza del 200%, una sorta di proroga, verrebbe concessa alle Case fino al 2019.

Real Driving Emission... Quanto manca?

Lo dicevamo all'inizio di questo articolo. RDE ovvero Real Driving Emission è un test su strada ovvero un ciclo che abbina ai classici test di laboratorio per la misurazione delle emissioni inquinanti, anche le prove su strada che simulano l'utilizzo reale dell'autovettura con accelerazioni e decelerazioni casuali.

Questo tipo di test impone ovviamente l'impiego di una nuova strumentazione portatile che permette la misurazione sul campo, durante il movimento della vettura. Solo a carattere informativo vi diciamo che il nome di tale attrezzatura Pems ovvero Portable Emission Measuring Systems. Facile comprendere come, sulla carta, questo ciclo di omologazione potrebbe garantire una buona obiettività grazie alla misurazione della differenza tra i risultati dei test di laboratorio e quelli sul campo. 

Sia ben chiaro: abbina, affianca, supporta. Non sostituisce, tanto che per ora verrà utilizzato solo per monitorare e non per discriminare se questa o quella vettura non sono conformi. Un aspetto che viene chiaramente sottolineato dalla stessa comunità europea che lo ha pensato e strutturato “In this initial stage the portable emissions system will be used for monitoring purposes and it will have no implications on the conformity certificate issued by the national type-approval authority“ tradotto: le prove su strada serviranno solo ed esclusivamente per verificare che i dati ottenuti in laboratorio non siano così lontani da quelli reali.

Sarà però da capire bene quale sia poi l'unità di misura della “lontananza”. In pochi lo sanno, e ancor meno lo divulgano: il modulo RDE doveva essere già attivo da questo gennaio ma i test non sembrano essere ancora stati definiti nel dettaglio dalle commissioni preposte.

Detto questo, dobbiamo ammettere che è tutt’altro che semplice stilare un protocollo che non solo permetta di misurare i valori espressi dalla vettura, ma anche di standardizzare in maniera scientifica le procedure da adottare in luoghi molto diversi per condizioni climatiche, temperature, umidità, eccetera.

Paese che vai legge che trovi

Il caso Volkswagen ha aperto una finestra sul mondo delle omologazioni. Una finestra temporale, concettuale. E oggi, gli automobilisti dotati di maggior senso critico, si chiedono come un auto possa essere a norma in Spagna e fuorilegge negli Stati Uniti d'America. Ma l'aria non è la stessa? Non cambia, al massimo, solo la densità demografica? Le polveri sottili non fanno male a Roma tanto quanto a NewYork? Le molecole di CO2 non si sparpagliano qua e là volteggiando sopra all'intero pianeta? Certo, verrebbe da dire, ma ognuno pensa al proprio interesse e alla propria parrocchia. Negli Stati Uniti ci sono più auto a benzina?

Ed ecco allora che la severità legislativa si fa sentire soprattutto quando si parla di NOx, che penalizza i diesel rispetto ai benzina. Lo stesso vale per il Giappone. In Europa, invece, il motore diesel è molto diffuso? Ed ecco che si stringono le maglie sulle emissioni di CO2 tallone d'Achille del benzina rispetto ai motori a gasolio.

Come se non bastasse, Paesi come la Germania (che dovrebbe essere lo stato più virtuoso) hanno chiesto in futuro una maggiore tolleranza, con fattori di correzione che favoriscano le automobili più pesanti: un controsenso, quando ci sono Case, per esempio la Peugeot che hanno investito molto nella ricerca per la riduzione del peso, utilizzando titanio, alluminio. Insomma, allora è ancora vero che "Paese che vai, legge che trovi..." 

Un ringraziamento a Enrico De Vita che ha fornito le tabelle 1-2 tratte da "L'affare Volkswagen e i riflessi sul motore diesel" Università di Genova