AdBlue

Serbatoio AdBlue di un autocarro

Serbatoio AdBlue di un'automobile

Bocchettone di ricarica AdBlue

AdBlue è il marchio registrato (da parte di VDA) per AUS32 (Aqueous Urea Solution 32.5%), liquido utilizzato nella riduzione selettiva catalitica (SCR) per ridurre le emissioni degli ossidi di azoto dai gas di scarico prodotti dai veicoli dotati di motore diesel fino al 90%. Come suggerito dal nome AUS32 si tratta di una soluzione al 32,5% di urea tecnica di alta qualità (bassi contenuti di calcio, metalli, biureto, etc.) in acqua demineralizzata. La soluzione non è tossica, non è infiammabile e non è pericolosa da manipolare. Tuttavia la soluzione può essere corrosiva per alcuni metalli e deve essere stoccata e trasportata utilizzando materiali appropriati.

Il marchio AdBlue attualmente è detenuto dalla Verband der Automobilindustrie (VDA) l'associazione tedesca dei costruttori di veicoli, che garantisce che gli standard qualitativi siano mantenuti in conformità con la specifica ISO 22241. Perché una soluzione possa chiamarsi AdBlue deve contenere una concentrazione specifica di urea tecnica e soprattutto rispettare dei rigidi parametri qualitativi che regolano i contenuti di metalli, calcio, biureto e altre componenti che se presenti nell'AdBlue comporterebbero danni irreparabili per i catalizzatori.

Produzione

L'AdBlue può essere prodotta con due metodi:

• Produzione di sintesi direttamente dal processo di produzione dell'ammoniaca/urea;
• Produzione per dissoluzione di urea tecnica in acqua demineralizzata.

Il secondo metodo, la produzione per dissoluzione, è quello che comporta il maggiore rischio di ottenere un prodotto fuori specifica o con la presenza di impurità.

L'AdBlue derivata da produzione di sintesi è la più pura, infatti questo metodo garantisce un prodotto che rispetta le specifiche e l'azzeramento dei rischio di contaminazione.

Il vantaggio della produzione di sintesi sta nel fatto che l'urea pura viene trasformata direttamente in AdBlue durante il processo di produzione, rimanendo sempre allo stato liquido e senza aggiunta di sostanze o possibilità di contaminazione. Invece nella produzione per dissoluzione l'urea utilizzata è quella che normalmente viene solidificata. Si tratta quindi di urea a cui vengono aggiunte sostanze (anti-impaccanti) per facilitarne la conservazione e la manipolazione, urea che successivamente viene dissolta in acqua. Gli additivi utilizzati nella fase di solidificazione o le sostanze usate per la conservazione possono portare l'AdBlue fuori specifica.

Non tutta l'urea in commercio può essere utilizzata per produrre AdBlue, ma esclusivamente quella con determinate specifiche chimiche, la cosiddetta urea tecnica che rappresenta però una parte molto piccola della produzione mondiale di urea in quanto la gran parte dell'urea prodotta al mondo è usata come fertilizzante. L'utilizzo di un'urea con caratteristiche non corrette potrebbe portare a una soluzione fuori specifica e danneggiare irrimediabilmente il catalizzatore dei mezzi pesanti. L'urea in granuli è utilizzata principalmente come fertilizzante che non può essere usata, a causa delle impurità, per la produzione di AdBlue.

I rischi di un AdBlue fuori specifica

I sistemi SCR sono molto sensibili alla qualità dell'AdBlue utilizzato.

È estremamente importante che l'AdBlue sia in specifica e non contaminato durante il trasporto, la manipolazione o la conservazione. I danni che possono derivare da un AdBlue che contiene calcio o metalli fuori specifica non sono immediatamente visibili, ma si manifestano dopo un certo tempo e anche dopo molti chilometri.

L'eccessiva presenza di calcio ad esempio, con i relativi depositi di calcare, può non creare problemi nell'immediato, ma finirà per intasare gli iniettori e danneggiare il catalizzatore dopo alcune migliaia di chilometri.

In sintesi, i problemi che possono nascere da un AdBlue di bassa qualità sono di due tipi: invecchiamento e avvelenamento.

Invecchiamento e avvelenamento del catalizzatore

L'invecchiamento è tipicamente dato dalla presenza di sostanze che fanno perdere efficienza al catalizzatore riducendone la superficie utile. Il catalizzatore è progettato per durare tutta la vita del camion mentre se si usa un AdBlue con parametri (es. calcio) fuori specifica durerà di meno e dovrà essere sostituito con ingenti costi.

L'avvelenamento è tipicamente dovuto alla presenza di metalli (es. zinco o rame) o sostanze inquinanti che rovinano immediatamente il catalizzatore e lo rendono inutilizzabile. Il risultato è la necessità immediata di sostituire il catalizzatore in modo da poter di nuovo permettere il funzionamento del sistema SCR.

L'invecchiamento avviene quindi lentamente e blocca nel tempo il mezzo mentre l'avvelenamento è immediato e blocca subito il veicolo. Entrambi comunque richiedono costosi interventi di sostituzione del catalizzatore e possono essere prevenuti usando solo AdBlue di qualità e senza contaminanti.

Uso dell'AdBlue e diffusione geografica

L'AdBlue è utilizzato dai veicoli dotati di sistema SCR, è trasportato in specifici serbatoi e viene immesso nel sistema catalitico in ragione del 3-5% del gasolio consumato. Questo basso dosaggio garantisce un funzionamento duraturo, minimizzando comunque lo spazio impegnato sul veicolo.

Attualmente il sistema SCR è utilizzato in Europa, Giappone, Australia, Hong Kong, Taiwan, Corea, Nuova Zelanda e Singapore. La normativa emessa nel 2010 dalla US EPA United States Environmental Protection Agency, limiterà i livelli di NOx emessi dai veicoli diesel circolanti negli Stati Uniti. AUS32 nel Nord America verrà identificato come DEF (Diesel Exhaust Fluid) mentre in Brasile si chiamerà Arla 32.

L'adozione della tecnologia SCR in Europa ha reso necessaria la creazione di un'infrastruttura di distribuzione. Oggi l'AdBlue è disponibile in migliaia di stazioni di rifornimento; esistono sistemi di localizzazione (ripetutamente aggiornati) i quali mostrano tutti i punti di vendita al dettaglio.

L'AdBlue viene anche venduto in taniche da 10 litri o fusti da 210 litri, in contenitori IBC da 1.000 litri oppure sfuso tramite autocisterna.

Tutti i costruttori di camion offrono attualmente modelli dotati di sistemi SCR e l'uso di AdBlue sta cominciando a diffondersi anche su alcune auto. L'introduzione della normativa Euro 6 ha determinato un ulteriore consolidamento di questa tecnologia.

Trasporto e manipolazione

Oltre che sul fronte della produzione la qualità dell'AdBlue deve essere garantita evitando contaminazioni anche durante il trasporto e la manipolazione.

Particolare attenzione va dedicata a tutta la catena di distribuzione per evitare la contaminazione da eventuali impurità, sia attraverso l'utilizzo di mezzi e apparecchiature dedicate esclusivamente a questo prodotto, sia evitandone il contatto con materiali non idonei.

La soluzione più sicura da questo punto di vista è di usare sempre mezzi dedicati soltanto all'AdBlue e costruiti in materiali totalmente compatibili.

Conservazione dell'AdBlue

L'aspetto chiave da considerare per valutare la data di scadenza dell'AdBlue è la temperatura di conservazione che deve variare tra un minimo di -10° e un massimo di 30°.

Il prodotto deve poi essere conservato al riparo dalla luce solare e deve entrare in contatto solo con materiali idonei. L'AdBlue conservato a circa 30° in media ha una vita minima di 12 mesi e solo in caso di conservazione a temperature stabilmente superiori ai 30° la vita media si riduce (6 mesi a 35° - Linee guida CEFIC).

Il congelamento dell'AdBlue avviene abbastanza raramente in quanto è necessaria una temperatura di -11°. In ogni caso, lo stato di congelamento anche ripetuto nel tempo, non provoca alcun effetto negativo sulle caratteristiche e qualità del prodotto.

Euro VI

Il Parlamento Europeo il 16 dicembre 2008 ha votato la nuova normativa Euro 6 per i mezzi pesanti. I nuovi limiti delle emissioni sono entrati in vigore nel 2014. Inizialmente era stato fissato per il 31 dicembre 2013 il termine a partire dal quale non sarebbe stato più possibile immatricolare veicoli nuovi con valori di emissione superiori a quanto stabilito dagli Standard Euro VI (i nuovi limiti comportano una riduzione per le emissioni NOx dell'80% di e una riduzione del 66% nel limite di emissione di PM rispetto alle emissioni Euro V). Questa scadenza è stata poi prorogata al 1º settembre 2015, a partire da questa data tutti gli autoveicoli per uso privato di nuova immatricolazione devono essere compatibili con le specifiche di Euro VI. Per i veicoli commerciali la scadenza è invece stata prorogata di un anno.

Tecnica

Impianto di un motore Diesel con catalizzatore e impianto urea

Termolisi e proprietà

Termolisi dell'urea:

$\mathrm {(NH_{2})_{2}CO\longrightarrow NH_{3}+HNCO}$

successiva idrolisi:

$\mathrm {HNCO+H_{2}O\longrightarrow NH_{3}+CO_{2}}$

riduzione selettiva catalitica (Standard-SCR, temperatura oltre 250 gradi):

$\mathrm {4NO+4NH_{3}+O_{2}\longrightarrow 4N_{2}+6H_{2}O}$

SCR veloce (temperatura tra i 170 e i 300 gradi)

$\mathrm {NO+NO_{2}+2NH_{3}\longrightarrow 2N_{2}+3H_{2}O}$

Pompa su un serbatoio Adblue

Caratteristica	! Valore	! Unità
Urea	31,8–33,2	Gew.-%
Cristallizzazione	−11,5	°C
Indice di rifrazione	1,3817–1,3843	–
Conducibilità termica	0,57	W/(m·K)
Calore specifico	3,51	J/(g·K)
Entalpia	270	J/g
Densità a 20 °C	1,087–1,093	g/cm³
Viscosità	1,4	mPa·s

Utilizzo e fabbricazione

Diesel exhaust fluid (DEF) per il mercato nord americano

Colonnina di rifornimento (sinistra AdBlue; destra Diesel)

L'uso del sistema AdBlue è dell'ordine del 5 % sul carburante gasolio, o 1,5 litri per 1000 km.

Per la produzione di un litro di AdBlue ci vuole un kg di metano. Il prezzo AdBlue segue quello dell'urea, a fine 2015 circa 220 €/t, ovvero ca. 8 Eurocent al litro AdBlue.

AdBlue in Germania viene fabbricato da BASF e SKW Stickstoffwerke Piesteritz, in nord Europa vi è la AMI e la Yara. Distributori sono Aral, Raiffeisen-Tankstellen, Westfalen AG, Total, Agip, Tank & Rast, Royal Dutch Shell, Avia International, CLASSIC Tankstellen GmbH & Co. KG, Hoyer KG. Nell'ottobre 2015 vi sono 6.566 stazioni di distribuzione con 10.769 colonnine in Europa.

Aspetto finanziario

L'impianto aumenta notevolmente il costo del veicolo rispetto ad un motore benzina. Così, ad esempio, una Peugeot 208 con motore Diesel e SCR viene a costare 17.950 Euro contro la versione a benzina a 14.950 Euro; un costo aggiuntivo di 3.000 Euro.

Automobili con AdBlue

Indicatore

Sul quadro comandi è presente una spia o un indicatore graduato utili per informare quando l'additivo è in corso di esaurimento oppure la percentuale di volume disponibile nel serbatoio.

Se si rimane a secco di AdBlue la centralina in alcune auto blocca via software l'accensione del motore, al fine di impedire un rilevante danno ambientale.

Elenco parziale

• Audi Clean-Diesel-Baureihe
• BMW BluePerformance-Baureihe
• Chevrolet Cruze
• Citroën/Peugeot BlueHDi-Motoren
• Fiat 500X 1.3 Multijet E6d
• Jaguar Modell XE
• Maserati Ghibli A630 DOHC HP
• Mazda CX-7
• Mercedes BlueTec-Baureihe
• Opel Zafira 2.0 CDTI
• Opel Crossland X
• Porsche Cayenne (Typ 92A) (solo mercato USA)
• Renault Talisman 1.7dCi 9 N (R9N401)
• Renault Clio/Captur 1.5 Blue DCI
• Volkswagen serie BlueMotion solo Blue-Modelle

Anche i veicoli ferroviari Diesel possono essere equipaggiati con sistemi AdBlue, come lo Stadler Regio-Shuttle RS1.

Altri progetti

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• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su AdBlue

Collegamenti esterni

• (EN) Criteri qualitativi per AdBlue definiti nella norma DIN 70070, su din70070.com.
• Localizzatore Stazioni di Servizio con AdBlue in Europa, su findadblue.com.
• Localizzatore Erogatori AdBlue su Stazioni di Servizio in Italia, su air1.info. URL consultato il 6 aprile 2010 (archiviato dall'url originale il 7 febbraio 2010).
• Pagina sull'AdBlue di IVECO, su iveco.com. URL consultato il 6 maggio 2010 (archiviato dall'url originale il 9 maggio 2010).
• Pagina sull'AdBlue di VOLVO, su volvotrucks.com.
• Pagina sull'AdBlue di CNH (case new holland), su thecleanenergyleader.com. URL consultato il 3 novembre 2010 (archiviato dall'url originale il 3 maggio 2011).