Dopo il Dieselgate: come si svolgono i test RDE?

Il test RDE è una procedura che misura le emissioni di scarico di un veicolo non su un banco di laboratorio, ma nel traffico reale e in condizioni stradali reali, mediante dispositivi di misura portatili (PEMS) installati sul veicolo. Questo test, parte obbligatoria dell'omologazione dopo Euro 6, è stato progettato per colmare il divario tra i valori di laboratorio e l'uso reale, emerso dopo gli scandali delle emissioni di NOx dei motori diesel.

Che cos'è il test RDE e cosa viene installato sul veicolo per eseguirlo?

Il classico test di omologazione si svolge su un dinamometro a rulli: il veicolo viene collocato su un banco prova fisso, le ruote girano sui rulli e i campioni di scarico vengono misurati con analizzatori di laboratorio tarati. L'RDE inverte completamente questo schema. Il veicolo esce su strade pubbliche con a bordo l'attrezzatura di misura e viene guidato nel traffico reale, in condizioni atmosferiche reali. Tutto ciò che esce dal tubo di scarico viene misurato e registrato in tempo reale.

L'attrezzatura che lo rende possibile è chiamata PEMS (Portable Emissions Measurement Systems). Un tipico set PEMS comprende analizzatori di gas avanzati, misuratori di portata massica degli gas di scarico, una stazione meteorologica e un GPS. Ad esempio, i moduli PEMS compatti che misurano le concentrazioni di NO/NO₂ e CO/CO₂ nel tubo di scarico dei veicoli diesel e a benzina sono prodotti per funzionare a temperature comprese tra -10 °C e +45 °C e fino a un'altitudine di 3.000 m . Il dispositivo di misura viene generalmente installato sul baricentro del veicolo.

La storia dei PEMS è lunga: inizialmente furono utilizzati negli Stati Uniti per i test su veicoli pesanti, per poi collocarsi al centro dei requisiti Euro VI (veicoli pesanti) ed Euro 6 (veicoli leggeri). Il peso degli odierni dispositivi si è ridotto fino a circa 70 kg; le prime generazioni pesavano circa 200 kg. La differenza di peso non è un dettaglio trascurabile: ogni chilogrammo aggiunto al veicolo influenza le emissioni che il test stesso misura.

Perché l'RDE è diventato obbligatorio?

L'UE utilizzava dal 1990 un ciclo di laboratorio denominato NEDC. Il profilo tecnico di questo ciclo appariva innocuo a prima vista: velocità media di 33 km/h, accelerazione massima di 1,2 m/s² e, per circa il 25% del ciclo, il veicolo era completamente fermo. Il risultato era un profilo di guida in cui i veicoli moderni utilizzavano solo una piccola parte della potenza motrice disponibile, e che nella vita reale si incontrava raramente. I veicoli che apparivano puliti nel test si comportavano in modo completamente diverso in autostrada o a pieno carico.

Il punto di svolta 2011 riscontrato. Il Centro Comune di Ricerca della UE (JRC) ha rilevato una differenza ampia e crescente tra le emissioni misurate in laboratorio e su strada, in particolare nei valori di NOx dei veicoli diesel. Questo riscontro ha innescato il processo normativo. I primi due pacchetti RDE sono stati adottati nel 2015 e pubblicati nella Gazzetta Ufficiale nel 2016 (EU 2016/427 e EU 2016/646). Il test è entrato in vigore gradualmente nel 2017; per tutte le automobili nuove è divenuto obbligatorio dal inizio 2021, e per tutti i furgoni nuovi dal inizio 2022 in poi.

Anche il completamento del secondo pacchetto è significativo: dopo la divulgazione delle violazioni di Volkswagen negli Stati Uniti, sono state aggiunte alla normativa misure di trasparenza come la dichiarazione delle strategie di controllo delle emissioni alle autorità e una documentazione estesa. Cioè l'RDE non è soltanto una correzione tecnica, ma anche una normativa volta a riparare la fiducia.

Come deve essere il percorso di test? Profilo di guida e condizioni al contorno

Nell'RDE anche la strada stessa è soggetta a standard. Il percorso di test è composto da tre sezioni: la sezione urbana, con velocità tra 0 e 60 km/h, la sezione extraurbana nell'intervallo 60-90 km/h e la sezione autostradale con velocità superiori a 90 km/h. Ogni sezione deve essere di almeno 16 km . La durata totale è 90-120 minuti e anche la distribuzione della distanza è definita: urbana 29-44%, extraurbana 23-43%, autostrada 23-43%. La velocità media in città deve mantenersi tra 15 e 40 km/h, e nella sezione autostradale si deve guidare per almeno 5 minuti oltre i 100 km/h.

Le condizioni di temperatura e altitudine sono denominate "condizioni al contorno" (boundary conditions) e determinano direttamente la validità del test. La differenza di altitudine tra il punto di partenza e quello di arrivo deve essere di al massimo 100 m, mentre la salita cumulativa può essere al massimo 1200 m/100 km . In condizioni estese, cioè al freddo o in alta montagna, le emissioni misurate vengono normalizzate dividendo per 1,6. Un dato che esca completamente dalle condizioni al contorno invalida l'intero test, anche se si tratta di un singolo punto di misura. Il superamento del limite di velocità locale invece non invalida il test; qui la regola riguarda la ripetibilità delle condizioni fisiche, non le sanzioni del traffico.

Come viene invalidato il test?

Non solo le condizioni ambientali, ma anche il carattere della guida viene controllato. I dati vengono analizzati con due strumenti di valutazione indipendenti: il metodo della finestra mobile (EMROAD) del JRC e il metodo di power-binning (CLEAR) dell'Università Tecnica di Graz. Questi strumenti verificano se la guida sia "normale" tramite metriche come il prodotto di velocità e accelerazione (v·a) e l'RPA. Sia una guida troppo piatta, con il volante come se fosse bloccato in autostrada, sia una guida aggressiva con acceleraioni continue vengono respinte. Per essere considerato valido, almeno il %50 delle finestre urbane, extraurbane e autostradali del percorso deve rispettare le tolleranze. Come agevolazione aggiuntiva, i veicoli con la stessa trasmissione, lo stesso tipo di blocco motore, lo stesso numero e disposizione dei cilindri e lo stesso sistema di controllo delle emissioni sono considerati un'unica "famiglia di test"; così non è necessario effettuare test separati per ogni variante.

Coefficiente di conformità: perché il limite nella guida reale è superiore al limite Euro 6?

Nell'RDE il limite viene calcolato applicando un moltiplicatore al limite di laboratorio: limite NTE = limite Euro 6 × coefficiente di conformità (CF). Esiste un motivo pratico per l'esistenza di questo moltiplicatore: l'incertezza di misurazione di un dispositivo PEMS che opera su strada è più elevata rispetto a quella delle apparecchiature di laboratorio calibrate. Nella fase provvisoria (Euro 6d-TEMP) il CF per gli NOx è stato fissato a 2,1 ; nella fase finale (Euro 6d) è sceso a 1,5. Nel valore di 1,5 è incluso un margine dello 0,5% per l'incertezza di misurazione del PEMS. Un dettaglio interessante: il JRC aveva calcolato l'incertezza del PEMS per gli NOx al 30%; dopo discussioni politiche gli Stati membri hanno portato questo margine al 50%.

Concretizziamo. Per un veicolo diesel il limite di laboratorio Euro 6 è 80 mg/km di NOx. Nella fase RDE provvisoria era prevista una tolleranza fino a 168 mg/km nella guida reale; nella fase finale questo valore è sceso a 120 mg/km. Per i veicoli a benzina il limite NOx Euro 6 è già 60 mg/km. Inoltre, il coefficiente di conformità deve essere fornito non solo per il valore relativo all'intero percorso, ma anche separatamente per la sezione urbana - l'obiettivo è chiaramente quello di abbassare le emissioni urbane, comprese quelle a freddo. Sul fronte delle particelle, con l'Euro 6d il numero di particelle (PN) deve rimanere al di sotto di 9,0 × 10¹¹ #/km con CF = 1,5; il limite PN è diventato vincolante con il terzo pacchetto RDE (dicembre 2016) e in questo pacchetto sono state incluse le adattazioni per i veicoli ibridi e gli eventi di rigenerazione. La CO2 viene misurata e registrata, ma non viene analizzata sistematicamente; gli inquinanti vincolanti sono gli NOx e il numero di particelle.

Qual è la differenza tra RDE e WLTP?

Questi due test vengono spesso confrontati, ma in realtà non svolgono lo stesso compito. Il WLTP è una procedura di laboratorio che ha sostituito il NEDC: con velocità media e massima più elevate, una gamma più ampia di condizioni di guida e un ciclo più lungo, è notevolmente più vicino alla guida reale rispetto al NEDC. Tuttavia viene comunque effettuato su un dinamometro a rulli, in ambiente controllato. L'RDE, invece, abbandona completamente il laboratorio e misura NOx, HC, CO, CO2 e particelle direttamente su strada.

Quindi i due non sono alternativi tra loro, ma complementari: ogni nuovo veicolo deve rispettare i limiti alle emissioni sia nei test WLTP sia in quelli RDE. Nel test RDE si osserva una dinamica di guida più elevata rispetto al laboratorio ed è necessario monitorare e controllare in tempo reale molti più dati. Dal punto di vista ingegneristico, questo significa un aumento considerevole del carico di valutazione; invece di adattarsi a un profilo di ciclo prestabilito, dovete costruire una strategia di emissione che resti entro il limite in qualsiasi situazione di traffico.

Come Euro 7 Irrigidisce l'RDE e Quali Sono le Carenze del Sistema?

La normativa RDE non era un bersaglio fermo. Con la modifica Euro 6e, i produttori sono stati obbligati a supportare il PEMS a bordo del veicolo affinché attori indipendenti potessero eseguire test RDE di conformità in servizio (ISC), ossia l'infrastruttura di misurazione fa ormai parte dell'architettura digitale del veicolo stesso. La regolamentazione Euro 7, oltre all'omologazione di tipo, introduce anche requisiti relativi ai sistemi frenanti e agli pneumatici, e ci si attende che la tecnologia PEMS assuma un ruolo maggiore nelle future esigenze di verifica nel mondo reale. Sono diffuse le valutazioni secondo cui Euro 7 irrigidisce notevolmente i limiti; tuttavia le cifre dettagliate sull'impatto devono ancora essere confermate dal testo normativo primario.

Anche gli aspetti critcati del sistema sono concreti. L'attuale test RDE viene applicato solo ai veicoli pre-produzione forniti dal produttore; le condizioni di aria fredda e alta quota -che possono produrre NOx in misura sproporzionatamente elevata- possono essere incluse solo nei limiti delle condizioni "estese". Un singolo test RDE può dare risultati diversi sullo stesso veicolo, il che limita la ripetibilità. Inoltre, i produttori possono eseguire da soli fino al %50 dei test di omologazione di tipo RDE sotto supervisione del servizio tecnico; per questo la necessità di ritest indipendenti e di sorveglianza del mercato viene spesso sottolineata. Un'altra realtà tecnica: rispettare i limiti RDE richiede sistemi DeNOx ad alta efficienza -cioè SCR e AdBlue- per l'intera gamma di funzionamento del veicolo. La soluzione acquosa all'urea al 32,5% viene iniettata nel catalizzatore SCR allo scarico, dove ad alta temperatura si scompone in ammoniaca, trasformando gli NOx in azoto e acqua; questa combinazione, insieme al DPF, è il fondamento che rende fisicamente sostenibili i limiti di guida reale.

Dove Potete Visualizzare i Dati Reali sulle Emissioni della Vostra Auto?

RDE non è rimasta solo una questione di laboratorio di prova; ci sono anche le porte aperte al consumo. I produttori sono obbligati a preparare i rapporti tecnici delle prove RDE e a renderne pubblici una parte attraverso i propri siti web; rapporti più dettagliati vengono forniti gratuitamente a chi ne fa richiesta avente un "interesse legittimo". Nell'UE i dati reali di CO2 e consumo di carburante vengono raccolti nell'hub dati dell'EEA ("Real world emissions from cars and vans") e la Commissione pubblica rapporti sulla CO2 reale con i dati provenienti dai dispositivi di monitoraggio del consumo di carburante installati sui veicoli.

Anche fuori dall'UE esistono opzioni: negli USA i consumatori possono accedere a dati sulle emissioni per singolo veicolo tramite Fueleconomy.gov; piattaforme di valutazione indipendenti come AIR Index offrono valori reali di emissioni ed economia del carburante. Quindi oggi è tecnicamente possibile interrogare non solo i valori di catalogo di un veicolo che si intende acquistare, ma anche il suo comportamento misurato su strada.

Conclusione: Cosaporta il Test RDE all'Acquirente?

L'essenza dell'RDE può essere riassunta in una frase: trasformare la dichiarazione delle emissioni da un risultato di laboratorio indipendente dal veicolo a una misurazione verificata nel traffico reale. Il sistema ha dei limiti -condizioni di contorno ristrette, applicazione a veicoli di pre-produzione, limiti di ripetibilità- e le critiche si basano su fondamenti legittimi. Ma la direzione è chiara: con ogni nuova normativa la misurazione si avvicina a condizioni più realistiche e tolleranze più ristrette. Poter vedere ciò che esce dal tubo di scappamento in un giorno in cui temperatura e traffico sono completamente fuori dal tuo controllo è il progresso più concreto della normativa sulle emissioni dell'ultimo decennio.

Fonti

• Real-driving emissions test procedure for exhaust gas pollutant emissions of cars and light commercial vehicles in Europe - ICCT
• Cars and Light Trucks: RDE Testing - DieselNet
• EU: Light-duty: Real-Driving Emissions (RDE) - TransportPolicy.net
• Real Driving Emissions Testing (RDE) & PEMS Solutions - HORIBA
• The Industry Standard to measure Real Driving Emissions (RDE) - AVL
• Euro 6e: Changes to the European Union light-duty vehicle type-approval procedure - ICCT
• Euro 7: The new emission standard for light-duty vehicles - ICCT
• WLTP and RDE - EUR-Lex summary
• On-road vehicle emissions beyond RDE conditions - JRC
• Real Driving Emissions - AECC
• Real world emissions from cars and vans - EEA Datahub
• Real-world Emissions - AIR Index