Fiera Oil&NonOil

Verona, 29 Maggio 2014

L’evoluzione della qualità del gasolio e

la sua conservazione nella filiera logistica

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angelo.riccio@totalerg.it Sostenibilità e Qualità Prodotti e Servizi

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Evoluzione normativa

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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.

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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

• …

Evoluzione tecnica del gasolio e dei motori

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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.

Il biodiesel e i suoi effetti

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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

La crescita microbica nei carburanti

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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.

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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:

1. Acqua

2. Fonti di Carbonio (idrocarburi, biodiesel), Azoto, Fosforo

3. Fonti di Ossigeno

4. Temperatura, pH

5. Altri nutrienti (es. elementi in tracce: Ca, Na, K, Mg, Cu, Co)

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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

Problematiche di campo 1

(*) 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 … 7

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• 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 !!!

Problematiche di campo 2

• 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.

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• 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.

Problematiche di campo 3

• 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.

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! Controllare e minimizzare l’acqua libera nei serbatoi

La cura: tenere la "casa in ordine" Good housekeeping

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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.

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Good housekeeping: qualche consiglio

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• 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

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Angelo Riccio – angelo.riccio@totalerg.it Sostenibilità e Qualità Prodotti e Servizi

Grazie dell’attenzione