Liebherr ha scelto di utilizzare per la sua pala L566 XPower un sistema con solo SCR

La normativa antinquinamento sui motori a gasolio per uso industriale ha messo nella testa delle persone un sacco di confusione. Colpa di una mancata informazione che non ha mai fatto capire l'evoluzione normativa iniziata nel lontano 1996.

Di fatto i due fattori inquinanti principali dei motori a gasolio sono il particolato (PMx) e gli ossidi di azoto (NOx). Il particolato viene prodotto per incompleta combustione degli idrocarburi, mentre gli ossidi di azoto sono il risultato delle alte temperature di combustione.

Se si abbassano le temperature di combustione si riducono gli ossidi, ma si aumenta il particolato. Se si innalzano le temperature di combustione si riesce in certi casi a neutralizzare il particolato, ma producendo molti ossidi. Un vero problema.
Il motore Liebherr D936 A7 adotta il modulo SCR per la scomposizione chimica degli ossidi di azoto tramite AdBlue. Una tecnologia collaudata e affidabile che si è rivelata semplice, efficace ed economica

 

Sotto accusa ci sono le polveri sottili che hanno diametro inferiore a 10 micron (il cosiddetto PM10), il PM2,5, detto anche particolato toracico perché in grado di penetrare facilmente fino a livello polmonare profondo, e le nanopolveri che sono in grado di arrivare anche a livello di scambio metabolico cellulare. Delle nanopolveri fa parte anche il Particulate Matter (PM) definito come “ultrafine” e il cui diametro delle particelle è inferiore a 1 micron e che risulta sostanzialmente composto dai residui della combustione.

Ma anche gli ossidi di azoto non scherzano in quanto, soprattutto il biossido, irritano le vie aeree, provocando broncospasmo negli asmatici, predispongono alle malattie respiratorie e cardiache, acutizzano le infezioni batteriche di vario genere. Nei soggetti predisposti acutizzano l'insorgere di patologie ischemiche al miocardio, scompenso cardiaco e aritmia.

Si capisce molto bene che l'azione combinata dei due elementi è complessa in quanto l'azione di uno enfatizza quella dell'altro. Le limitazioni alla loro emissione sono quindi ben più che logiche,  ma non tutti i sistemi arrivano allo stesso risultato. Come vedremo, le scuole di pensiero sono sostanzialmente due.

Due scuole di pensiero

Quella di corrente nord americana o anglosassone, che preferisce abbattere le temperature di combustione usando l'EGR per limitare gli ossidi di azoto e utilizzare i filtri per intrappolare il particolato.

Quella di corrente italiana (evviva!) e finlandese che, invece, preferisce ottimizzare la combustione per eliminare il particolato all'origine e poi trattare chimicamente gli ossidi di azoto per trasformarli, con l'AdBlue, in azoto puro (non dannoso) e vapore acqueo.

Se nei primi step normativi le due soluzioni potevano in qualche modo essere paragonabili, con lo Stage IV e il successivo Stage V la musica cambia completamente. L'EGR, infatti, non riesce ad abbattere la formazione degli ossidi di azoto sotto i limiti imposti e quindi occorre comunque la presenza di un modulo SCR che, con l'AdBlue, li scomponga in azoto e vapore acqueo. La presenza di tutti questi dispositivi insieme lascia sulle spalle dell'utilizzatore sia la gestione dell'AdBlue sia la gestione e manutenzione del filtro antiparticolato e dell'EGR.

La scelta di utilizzare il solo SCR per rientrare nei parametri Stage IV deriva da una filosofia di base dove cilindrate importanti, basso numero di giri, elevate pressioni di iniezione e combustione ottimizzata sono mirate a contenere i consumi, all
Approfondiremo maggiormente questo argomento con una serie di articoli specifici ma, nei primi anni di impiego di queste tecnologie e soprattutto nei motori con potenze superiori, l'SCR ha dimostrato sul campo alcuni valori fondamentali: consumi molto bassi grazie a una combustione ottimizzata, motori semplici da gestire e con bassi costi di manutenzione, la completa eliminazione dei filtri antiparticolato. Per rientrare negli ultimi limiti delle emissioni di particolato impiegano, ma non sempre, degli ossidatori che bruciano le particelle che si depositano al loro interno.

 

La scelta di adottare la tecnologia SCR Selective Catalytic Reduction permette di intervenire in modo semplice sugli ossidi di azoto senza intervenire sul processo di combustione con diminuzione delle temperature.

Liebherr ha sviluppato, nei propri motori, entrambe le tecnologie per poi compiere la scelta strategicamente eccellente (secondo il mio personalissimo parere) di utilizzare la Selezione Catalitica Riduttiva (SCR) tramite la quale gli ossidi di azoto vengono scissi chimicamente,  eliminando così il particolato all'origine grazie a una combustione eccellente.

Parallelamente con questa scelta tecnologica, si riducono di molto i consumi grazie a motori che lavorano in modo molto semplice, ottimizzando la combustione, riducendo il numero di giri e operando con pompe ad alta pressione. E, come nel caso del D936 A7 da 200 kW (276 CV), senza l'uso del filtro antiparticolato per lo Stage IV, cosa decisamente non comune per la classe di potenza a cui appartiene questo propulsore.

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