L’evoluzione della qualità del gasolio e la sua conservazione nella filiera logistica angelo.riccio@totalerg.it Sostenibilità e Qualità Prodotti e Servizi

Evoluzione normativa Direttiva “Rinnovabili” (2009/28/CE) - RED D.Lgs 21/3/2011 n.28 e s.m.i. Direttiva “Fuels” (2009/30/CE) - FQD D.Lgs 31/3/2011 n.55 e s.m.i. Al 2020 il 10% dell’energia impiegata nel settore trasporti deve derivare da fonti rinnovabili (es. Biocarburanti: Biodiesel, Bioetanolo, BioETBE). Dal 2012 sono utilizzati solo biocarburanti con specifica certificazione che ne attesti la loro sostenibilità. Situazione Italia Limiti intermedi da traguardare per i biocarburanti: 4,5% in energia nel 2014 (5,0% nel 2015). Ad oggi si utilizza sostanzialmente biodiesel da oli vegetali. Progressiva introduzione di biofuel da sottoprodotti, rifiuti, ecc. Entro il 2020, riduzione delle emissioni di gas serra, per unità di energia, lungo il ciclo di vita dei carburanti pari al 6% rispetto al 2010. Nel corso degli ultimi anni il blending del gasolio auto è risultato sempre più ricco di biodiesel (max 7% volume; B7). B10, specifica tecnica ancora in fase di definizione. Questo grado dovrà essere segregato (pompa dedicata con relativa comunicazione ai consumatori): alcune motorizzazioni potrebbero non essere compatibili.

Evoluzione tecnica del gasolio e dei motori QUALITA’ DEL GASOLIO (UNI EN 590) vs UNI EN 590 del 1999: Riduzione del contenuto di zolfo da 3.000 a 10 mg/kg Riduzione del limite max di densità da 860 a 845 kg/m3 Riduzione della T(95% distillato) da 370 a 360°C max Aumento del Numero di Cetano da 49 a 51 Progressiva introduzione del biodiesel fino al 7% in volume TECNOLOGIE MOTORISTICHE Iniezione diretta ad alte pressioni (es. Common Rail, iniettori pompa) Miglioramento dei sistemi di filtrazione del gasolio Miglioramento dei sistemi di abbattimento delle emissioni … Gasolio più leggero e “meno stabile” Motori più efficienti, sensibili e “puliti”

Il biodiesel e i suoi effetti Il biodiesel (FAME) è un composto per lo più di origine vegetale che viene prodotto da oli di diversa provenienza e composizione: palma, colza, girasole, soia, ecc. E’ anche prodotto da grassi animali, sottoprodotti, rifiuti. Dal punto di vista tecnico deve essere conforme alla norma UNI EN 14214 prima della miscelazione con il gasolio fossile. Aspetti da tenere sotto controllo: ingloba facilmente l’acqua che trova lungo il suo percorso distributivo (prodotto igroscopico), favorendo nel gasolio la formazione di micro emulsioni e l’aumento della carica microbica (dall’interfaccia acqua-gasolio): attenzione alle procedure di housekeeping … lo sviluppo microbico può condurre a fenomeni di corrosione dovuti ai prodotti di degradazione di alcuni batteri (formazione di sostanze acide); può presentare un limitata stabilità all’ossidazione dovuta alla presenza di composti insaturi: tendenza a formare depositi; può avere un effetto negativo sulle proprietà a freddo del gasolio (es. Cloud Point e filtrabilità), funzione degli oli base utilizzati per la sua produzione: attenzione alla scelta delle materie prime e alla stagionalità; ha un buon potere solvente: verifica della compatibilità con alcuni materiali, anche non relativi ai veicoli; può presentare componenti altobollenti: potenziali effetti di diluizione del lubrificante.

La crescita microbica nei carburanti Growth of bacteria, yeasts and moulds has been identified in hydrocarbon distillate fuels and fuel components in refinery blend and product storage tanks, terminal storage tanks and distribution facilities …This is not a new phenomenon as it was first recorded in the international literature in 1895” The Energy Institute Guidelines for the investigation of the microbial content of petroleum fuels and for the implementation of avoidance and remedial strategies – Gennaio 2005 Una rinnovata attenzione Il fenomeno della crescita microbica (Bug) è sostanzialmente aumentato per il gasolio autotrazione. Questo aumento è coinciso con l’introduzione del biodiesel: il gasolio autotrazione attuale è più suscettibile alla crescita microbica; il contenuto di biodiesel in gasolio nel corso degli anni è aumentato per traguardare i limiti imposti dalle Direttive RED e FQD.

Con chi ci confrontiamo Batteri Microrganismi unicellulari senza membrane intracellulari definite. Funghi Microrganismi unicellulari (Lieviti) o filamentosi (Muffe) con membrane intracellulari definite. Condizioni per la proliferazione: Acqua Fonti di Carbonio (idrocarburi, biodiesel), Azoto, Fosforo Fonti di Ossigeno Temperatura, pH Altri nutrienti (es. elementi in tracce: Ca, Na, K, Mg, Cu, Co)

Problematiche di campo 1 Per lo più si registrano a livello di depositi e soprattutto stazioni di servizio. A livello di raffineria i processi di distillazione e idrogenazione ad alta temperatura e pressione forniscono un prodotto sterile. Le potenziali criticità nascono quando il prodotto viene stoccato/distribuito ! vale sia per il gasolio finito che per il biodiesel. Sul fondo dei serbatoi, l’acqua è di solito presente a causa di fenomeni di condensazione, separazione, accumulo (es. piogge). Inconvenienti a temperature generalmente comprese fra 15 e 35°C Formazione di biofilm organico (depositi mediamente scuri) a partire dall’interfaccia acqua-gasolio, mucillaginoso (adesivo), con alto livello di dispersione e peso specifico simile al gasolio Occlusione dei filtri degli impianti di stoccaggio e distribuzione (*) Occlusione dei sistemi di alimentazione dei motori Possibili fenomeni di corrosione (*) L’esperienza ha mostrato che i punti più sensibili sono i filtri degli erogatori di gasolio alle stazioni di servizio, dovuto anche alla proliferazione nei gomiti delle tubazioni …

Problematiche di campo 2 La foto mostra un esempio di biofilm cresciuto sul fondo di una cisterna di vetroresina. Il livello dell’acqua, visibile sul lato destro della cisterna mostra dove il biofilm è cresciuto: fino a quasi metà altezza !!! La foto mostra un’altro esempio di biofilm in una cisterna di gasolio. La cosa importante da notare è che l’area direttamente sotto il passo d’uomo non presenta biofilm. Questo fatto è dovuto alla turbolenza creata dalla caduta del gasolio durante il rifornimento che mantiene quest’area pulita. Può quindi avvenire che un campionamento effettuato sotto il passo d’uomo evidenzi una contaminazione ridotta.

Problematiche di campo 3 La foto mostra il fondo di un tubo di aspirazione, estratto dalla cisterna. Il materiale marrone è il biofilm. Questa foto fa capire quanto sia difficoltoso rimuovere il biofilm dalle cisterne di stoccaggio e mostra anche come il biofilm entri all’interno delle tubazioni immerse. In questo caso il biofilm si è sviluppato all’interno di un filtro della pompa di erogazione. Il carburante entra dall’esterno, dimostrando l’abilità del “Bug” nel passare attraverso un filtro da 30 µm e crescere all’interno, sul filtro stesso.

La cura: tenere la "casa in ordine" Good housekeeping ! Controllare e minimizzare l’acqua libera nei serbatoi E poi: minimizzare l’acqua disciolta sia nel gasolio fossile che nel biodiesel; realizzare un sistema di controllo periodico, considerando anche il livello di proliferazione; nei casi opportuni, utilizzare biocidi adatti sia alle diverse tipologie di funghi e batteri, sia ai loro meccanismi di proliferazione.

Good housekeeping: qualche consiglio Minimizzare il livello di acqua disciolta nel biodiesel (es. richiedendo ai propri fornitori un limite di 300 vs 500 mg/kg previsto dalla norma). Verificare (via campionamento) l’acqua libera in ogni serbatoio di gasolio (meglio se aspirato dal fondo, in aggiunta all’utilizzo routinario della pasta rilevatrice): almeno mensilmente (o più frequentemente secondo la dimensione e rotazione dei serbatoi). In caso di presenza di acqua libera effettuare il drenaggio/aspirazione. Misure IP 385 (ufc/l) Livello indicativo della contaminazione Azione 0- 500 Contaminazione Bassa/Moderata Monitorare con adeguata frequenza 500-5.000 Contaminazione Moderata/Alta Verificare ed eventualmente intervenire (aspirazione / drenaggio, altro) > 5.000 Contaminazione Alta Intervenire (aspirazione / drenaggio / bonifica,altro) Verificare periodicamente la proliferazione microbica (metodo IP 385 su campioni prelevati dall’aspirazione e dal fondo; particolare attenzione va rivolta al campionamento e alla conservazione dei campioni). La periodicità dipende dallo stato iniziale di contaminazione e dalla frequenza di intasamento filtri. Utilizzare biocidi, possibilmente a campagne (attenzione shock iniziale), previa analisi del livello e della qualità di contaminazione microbica. Un utile riferimento è lo standard ASTM D6469-12 Guide for Microbial Contamination in Fuels and Fuel Systems

Grazie dell’attenzione Angelo Riccio – angelo.riccio@totalerg.it Sostenibilità e Qualità Prodotti e Servizi