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Aug 29, 2023

Sistemi per locomotive EGR e SCR: cosa significano?

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Diversi modi per raggiungere l’attuale regolamentazione sulle emissioni

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I sistemi di locomotive EGR e SCR sono solo due modi in cui le locomotive soddisfano le normative sulle emissioni della US Environmental Protection Agency, in particolare Tier 4, standard implementati per le nuove locomotive costruite per il servizio negli Stati Uniti. Le normative sulle emissioni sono progettate per ridurre la quantità di protossido di azoto, particolato, idrocarburi e monossido di carbonio nello scarico di una locomotiva.

Il processo per raggiungere il livello 4 è stato lungo, con varie fasi di riduzione delle emissioni nel corso degli anni, a partire dal 1997, per arrivare al livello di emissioni finale. Il livello più basso, Tier 0, copre le locomotive costruite tra il 1973 e il 1992; Livello 1, 1993-2004; Livello 2, 2005-2011; Livello 3, 2012-2014; e Tier 4 2015-oggi.

Esistono diversi modi per raggiungere il livello 4; il ricircolo dei gas di scarico e la riduzione catalitica selettiva sono i più comuni. Va notato che i sistemi EGR e SCR sono solo parte di una serie complessa di modifiche al motore e altri sistemi presenti su una locomotiva che lavorano insieme per raggiungere il livello 4.

In una locomotiva dotata di SCR, un serbatoio separato è installato per contenere un riducente: l'urea, un prodotto naturale del metabolismo dell'azoto e delle proteine ​​presente nell'urina/rifiuti animali. L'urea viene spruzzata nel gas di scarico appena prima che entri nella camera del catalizzatore dell'SCR. L'urea reagisce allo scarico caldo e viene convertita in ammoniaca, che poi si mescola con lo scarico. Quando la miscela colpisce la superficie del catalizzatore, reagisce e scompone i materiali nocivi presenti nello scarico, riducendo le emissioni prima dell'uscita dalla locomotiva. Anche l’urea deve essere protetta dal gelo nei climi più freddi. Sebbene il congelamento non danneggi l'urea, ne impedisce l'utilizzo nel motore finché non ritorna in forma liquida.

L'EGR preleva una parte del gas di scarico dal motore, riduce la temperatura dello scarico reindirizzato e lo miscela con aria fresca aspirata da utilizzare nuovamente per la combustione. Questa soluzione è stata richiesta dalle ferrovie merci, poiché evita la necessità di immagazzinare fluidi aggiuntivi sulle locomotive e nei vari impianti di ciascuna ferrovia, come richiede l'SCR.

Tutte le nuove locomotive passeggeri utilizzano sistemi SCR per raggiungere il livello 4, mentre fino ad oggi le locomotive merci hanno utilizzato in modo preponderante l’EGR. Una piccola quantità di locomotive merci a quattro e sei assi ricostruite e ripotenziate ha utilizzato un sistema SCR per raggiungere il livello 4 invece dell'EGR.

Tra le unità di trasporto merci SCR degne di nota figurano l'ordine di 10 unità della Union Pacific per il GP24B della Progress Rail, chiamato GP22T4 dalla Union Pacific, che utilizza motori Caterpillar 3512C HD; L'unico GP34ECO di Norfolk Southern con motore 12-710 EMD; e Knoxville Locomotive Works KLWX 4400 ACT4, che utilizzava un nucleo SD70MAC con un motore Cummins QSK95 presente in ogni passeggero Siemens in servizio in tutto il Nord America.

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