Il parco veicolare italiano, secondo i dati del 2019, ha contribuito in modo significativo all'inquinamento atmosferico nazionale. Analizzando i dati delle emissioni complessive dei veicoli circolanti in Italia, emergono numeri preoccupanti che ci aiutano a comprendere l'impatto ambientale dei trasporti su strada.

Questi dati, sebbene riferiti al 2019, sono indicativi di una situazione che evolve lentamente. Nonostante l'introduzione di veicoli più ecologici e l'inasprimento delle normative sulle emissioni, la presenza di un elevato numero di veicoli datati nel parco circolante italiano (con un'età media superiore ai 11 anni) contribuisce a mantenere alti i livelli di inquinamento.

Va sottolineato che queste emissioni non sono distribuite uniformemente sul territorio nazionale: le aree urbane, e in particolare le zone metropolitane del Nord Italia come la Pianura Padana, presentano concentrazioni molto più elevate a causa della densità del traffico e delle caratteristiche geografiche che limitano la dispersione degli inquinanti.

Gli inquinanti emessi dai veicoli a combustione interna non sono semplici numeri astratti, ma sostanze che hanno un impatto diretto e misurabile sulla salute umana. Quando consideriamo le quantità di inquinanti rilasciati quotidianamente nell'atmosfera e li rapportiamo alla popolazione italiana, emergono dati preoccupanti.

*La CO₂ è considerata indoor pollutant sopra i 1.000 ppm secondo ASHRAE.

La tabella mette in evidenza un dato allarmante: se consideriamo la quantità totale di inquinanti emessi e la dividiamo per la popolazione italiana, otteniamo valori di esposizione teorica che superano di migliaia di volte i limiti considerati sicuri dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS).

Naturalmente, questi valori rappresentano una semplificazione, poiché non tutte le emissioni vengono effettivamente inalate in modo uniforme dalla popolazione. Tuttavia, nelle aree urbane densamente trafficate, le concentrazioni di inquinanti possono raggiungere livelli pericolosi in determinate ore del giorno.

Quando si parla di veicoli a combustione interna, si tende a concentrarsi principalmente sulle emissioni inquinanti. Tuttavia, esiste un altro aspetto spesso trascurato: il consumo di ossigeno atmosferico necessario per alimentare la combustione. Questo "respiro rubato" rappresenta un fenomeno invisibile ma significativo.

Un adulto medio inspira ed espira circa 11.500 litri di aria ogni 24 ore, di cui circa il 21% è ossigeno. Questo significa che ogni essere umano utilizza quotidianamente oltre 2.400 litri di ossigeno puro per la propria respirazione. Ma quanto ossigeno consuma un motore a combustione?

Questi dati rivelano un aspetto sorprendente: un singolo veicolo al minimo, anche senza essere in movimento, consuma una quantità di ossigeno paragonabile a quella di diverse persone. Se consideriamo migliaia di veicoli in una città, il fenomeno assume dimensioni considerevoli.

La combustione, per definizione, richiede un comburente (l'ossigeno) per bruciare il combustibile. Ogni motore è una piccola fabbrica di combustione che mischia aria e carburante in proporzioni specifiche:

Per comprendere la reale pericolosità delle emissioni dei motori a combustione, consideriamo un esperimento teorico: cosa accadrebbe se un veicolo con motore acceso al minimo fosse lasciato in una stanza chiusa di 100 metri quadrati, con un'altezza standard di 2,5 metri e nessun ricambio d'aria?

Oltre alla diminuzione dell'ossigeno, va considerato l'accumulo di gas tossici, in particolare il monossido di carbonio (CO), che è letale anche in concentrazioni relativamente basse. In uno spazio chiuso come quello descritto:

La concentrazione di ossigeno nell'atmosfera terrestre non è sempre stata costante nel corso della storia del nostro pianeta. Analizzando i dati paleoclimatici, possiamo osservare come la percentuale di ossigeno nell'aria abbia subito fluttuazioni significative negli ultimi 300 milioni di anni, influenzate da processi geologici, biologici e, più recentemente, antropici.

Durante il periodo Carbonifero, circa 300 milioni di anni fa, l'ossigeno atmosferico raggiunse concentrazioni fino al 35%, ben superiori all'attuale 21%. Questo picco è stato attribuito all'esplosione della vegetazione terrestre, in particolare delle grandi foreste che caratterizzavano quel periodo. L'alta concentrazione di ossigeno ha contribuito all'evoluzione di insetti giganti e altri fenomeni biologici caratteristici di quell'era.

Da allora, abbiamo assistito a una progressiva diminuzione della concentrazione di ossigeno, fino a stabilizzarsi intorno al 21% attuale negli ultimi millenni. Questa riduzione si è verificata in modo graduale nel corso di centinaia di milioni di anni, ed è stata influenzata da fattori come:

Nell'era industriale, il consumo antropico di ossigeno è aumentato drasticamente con l'uso dei combustibili fossili. Anche se questo incremento non ha ancora causato una riduzione misurabile della concentrazione atmosferica globale di ossigeno, grazie all'enorme riserva esistente, sta contribuendo a un lento ma costante cambiamento nella composizione atmosferica.

L'AdBlue rappresenta una delle principali soluzioni tecnologiche adottate per ridurre le emissioni di ossidi di azoto (NOx) nei veicoli diesel moderni conformi agli standard Euro 6. Questa soluzione, apparentemente semplice, nasconde un complesso processo chimico volto a neutralizzare uno degli inquinanti più dannosi.

L'AdBlue è una soluzione acquosa composta da:

Viene iniettata nel sistema di scarico, a monte di un catalizzatore SCR (Selective Catalytic Reduction), dove avviene una reazione chimica che trasforma gli ossidi di azoto in sostanze innocue:

In pratica, l'urea contenuta nell'AdBlue si decompone in ammoniaca (NH₃) e anidride carbonica (CO₂). L'ammoniaca reagisce con gli ossidi di azoto, trasformandoli in azoto molecolare (N₂, che costituisce già il 78% dell'aria che respiriamo) e vapore acqueo (H₂O).

Sebbene l'AdBlue sia molto efficace nella riduzione degli NOx, presenta alcune limitazioni:

Un aspetto fondamentale da comprendere nel dibattito sulle emissioni dei veicoli è che qualsiasi processo di combustione, indipendentemente dal carburante utilizzato, comporta necessariamente la produzione di sostanze inquinanti. Questa è una legge fisica ineludibile che merita un'analisi approfondita.

La combustione è una reazione chimica esotermica tra un combustibile (come benzina, diesel, metano, legna o idrogeno) e un comburente (generalmente l'ossigeno dell'aria). Questa reazione rilascia energia sotto forma di calore e luce, ma produce inevitabilmente prodotti di scarto che variano in base al combustibile utilizzato.

Anche i combustibili considerati "più puliti" presentano problematiche. Ad esempio, la combustione dell'idrogeno, che produce principalmente vapore acqueo, genera comunque ossidi di azoto (NOx) a causa delle alte temperature raggiunte durante il processo. Inoltre, la produzione stessa dell'idrogeno può comportare emissioni significative se non avviene tramite elettrolisi alimentata da fonti rinnovabili.

Questo principio fondamentale spiega perché, nonostante decenni di miglioramenti tecnologici, i motori a combustione interna continuano a produrre inquinanti. I sistemi di abbattimento delle emissioni come catalizzatori, FAP e SCR possono ridurre significativamente alcuni inquinanti, ma non eliminarli completamente, e spesso la riduzione di un tipo di inquinante comporta l'aumento di un altro.

L'idrogeno è spesso presentato come una soluzione a zero emissioni per il trasporto, ma è fondamentale distinguere tra i diversi modi in cui questo elemento può essere utilizzato come vettore energetico nei veicoli. Non tutti i veicoli a idrogeno sono realmente a emissioni zero.

Per valutare correttamente l'impatto ambientale dei veicoli a idrogeno, è essenziale considerare l'intero ciclo di vita, in particolare il metodo di produzione dell'idrogeno:

Anche considerando solo la fase di utilizzo, i veicoli a celle a combustibile sono significativamente più puliti rispetto a quelli con motore a combustione a idrogeno, avvicinandosi a emissioni quasi zero. Tuttavia, nemmeno questa tecnologia può essere considerata completamente priva di impatto ambientale, soprattutto se l'idrogeno utilizzato non è "verde".

Per avere un quadro completo dell'impatto ambientale delle diverse tecnologie di propulsione, è utile confrontare le emissioni dirette prodotte durante l'utilizzo dei veicoli. Questo confronto evidenzia le differenze significative tra i vari sistemi e aiuta a comprendere perché la transizione verso veicoli a emissioni zero è considerata una priorità ambientale.

Legenda: +++ = emissioni elevate, ++ = emissioni medie, + = emissioni basse, +/- = emissioni trascurabili, - = emissioni nulle

*Per la precisione, anche le BEV emettono PM da pneumatici/freni, sebbene meno dei veicoli pesanti. (Fonti: EEA, ICCT 2023 – emissioni non exhaust su BEV e ICE.)

Da questo confronto emergono alcune considerazioni fondamentali:

È importante sottolineare che questo confronto si riferisce alle sole emissioni dirette durante l'utilizzo del veicolo, non considerando le emissioni indirette legate alla produzione del carburante, dell'elettricità o del veicolo stesso. Tuttavia, anche considerando l'intero ciclo di vita, i veicoli elettrici tendono a mostrare un vantaggio ambientale che aumenta con il passare del tempo, soprattutto in paesi con un mix energetico a basse emissioni di carbonio.

L'analisi dettagliata presentata in questo documento offre una visione chiara e basata su dati scientifici dell'impatto ambientale delle diverse tecnologie di propulsione veicolare, con particolare attenzione al confronto tra motori a combustione interna (ICE) e veicoli elettrici a batteria (BEV).

La transizione verso una mobilità elettrica non rappresenta quindi solo un'opzione per ridurre le emissioni di gas serra e contrastare il cambiamento climatico, ma una necessità per migliorare la qualità dell'aria che respiriamo quotidianamente, specialmente nelle aree urbane densamente popolate. I benefici di questa transizione si estendono alla salute pubblica, alla qualità della vita e alla preservazione degli equilibri ecosistemici.

È importante sottolineare che l'elettrificazione dei trasporti deve procedere di pari passo con la decarbonizzazione del sistema energetico, per massimizzare i benefici ambientali complessivi. Inoltre, una mobilità veramente sostenibile richiede un approccio integrato che comprenda non solo il miglioramento delle tecnologie veicolari, ma anche lo sviluppo di trasporti pubblici efficienti, infrastrutture per la mobilità dolce, e politiche urbane orientate alla riduzione del traffico veicolare.