Μπορεί τα αμιγώς ηλεκτρικά αυτοκίνητα να μην εκπέμπουν ρύπους, όμως τα φρένα, τα ελαστικά και η άσφαλτος αφήνουν πίσω τους ένα αόρατο και βλαβερό νέφος από μικροσωματίδια. Ποια είναι η λύση; Τι εξετάζουν οι κατασκευαστές;
Συχνά ταυτίζουμε τη ρύπανση που προκαλούν τα οχήματα με τις εκπομπές καυσαερίων, θεωρώντας ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα λύνουν οριστικά το πρόβλημα. Ωστόσο, η ρύπανση εξακολουθεί να υπάρχει σε μια λιγότερο ορατή, αλλά εξίσου ανησυχητική μορφή: τα αιωρούμενα μικροσωματίδια. Τα PM2.5 είναι εξαιρετικά μικρά σωματίδια με διάμετρο έως 2,5 μικρόμετρα, τιμή που, για να γίνει περισσότερο αντιληπτή, είναι περίπου 30 φορές μικρότερη από το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας. Πόσο επιβλαβή είναι; Λόγω του μεγέθους τους, μπορούν να διεισδύσουν βαθιά στους πνεύμονες, ενώ ορισμένα είναι δυνατόν να περάσουν ακόμη και στην κυκλοφορία του αίματος, προκαλώντας βλάβες σε διάφορα όργανα.
Τα PM2.5 προέρχονται από φυσικές πηγές (όπως η αφρικανική σκόνη, η γύρη και οι πυρκαγιές), σχηματίζονται μέσω χημικών αντιδράσεων στην ατμόσφαιρα, αλλά παράγονται και από την καύση καυσίμων για τις μεταφορές και τη θέρμανση. Στην περίπτωση των οχημάτων, όμως, δεν οφείλονται μόνο στην καύση. Εκλύονται επίσης από την τριβή των ελαστικών με το οδόστρωμα και των υλικών των φρένων με τους δίσκους, καθώς και από την επαναιώρηση της σκόνης που βρίσκεται στους δρόμους, η οποία σηκώνεται ξανά στον αέρα με τη διέλευση των οχημάτων.
Η σκόνη του φρεναρίσματος
Βρετανική εργαστηριακή μελέτη έδειξε ότι όταν φθείρονται ορισμένα είδη από τακάκια, εκλύουν μικροσωματίδια, τα οποία ενδέχεται να προκαλούν τοξικές επιδράσεις στα κύτταρα των πνευμόνων, εντονότερες ακόμη και από τα σωματίδια της καύσης ντίζελ. Καθοριστικό ρόλο φαίνεται να παίζουν οι υψηλές συγκεντρώσεις χαλκού σε ορισμένα ευρέως χρησιμοποιούμενα υλικά τριβής.
Κατά την έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Particle and Fibre Toxicology, συγκρίθηκαν μικροσωματίδια από τέσσερις κοινούς τύπους. Διαπιστώθηκε, λοιπόν, ότι τα πλούσια σε χαλκό οργανικά τακάκια χωρίς αμίαντο και τα κεραμικά προκάλεσαν εντονότερο οξειδωτικό στρες και φλεγμονώδεις αντιδράσεις στα κύτταρα.
Ο επικεφαλής ερευνητής δρ Ίαν Μάντγουεϊ επισήμανε, πάντως, ότι θα ήταν πρόωρο να συμπεράνουμε πως οι εκπομπές από τη φθορά των φρένων είναι συνολικά πιο επιβλαβείς από εκείνες των κινητήρων ντίζελ. Η μελέτη έγινε σε εργαστηριακές συνθήκες και παραμένουν αρκετές μεταβλητές, όπως ο τύπος των δίσκων και η σύνθεση των σωματιδίων της καύσης.
Στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα η αναγεννητική πέδηση περιορίζει σημαντικά τη χρήση και τη φθορά των συμβατικών φρένων, δεν εξαλείφει, όμως, τις υπόλοιπες εκπομπές μικροσωματιδίων, αφού τα ελαστικά και το οδόστρωμα εξακολουθούν να φθείρονται και η σκόνη να επαναιωρείται.
Οι νέοι κανόνες του Euro 7
Μέχρι σήμερα, οι προδιαγραφές Euro επικεντρώνονταν κυρίως στους ρύπους που βγαίνουν από την εξάτμιση. Το Euro 7 βάζει για πρώτη φορά στο μικροσκόπιο και τις λεγόμενες «εκπομπές εκτός καυσαερίων», ήτοι τα σωματίδια από τη φθορά των φρένων και των ελαστικών. Οι συγκεκριμένες απαιτήσεις αφορούν όλα τα αυτοκίνητα. Έτσι, για τα επιβατικά και τα ελαφρά επαγγελματικά οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης, υβριδικό σύστημα ή κυψέλες καυσίμου, το αρχικό όριο εκπομπών PM10 από τα φρένα ορίζεται στα 7 χιλιοστόγραμμα ανά χιλιόμετρο, ενώ για τα αμιγώς ηλεκτρικά είναι χαμηλότερο, στα 3 χιλιοστόγραμμα, καθώς η αναγεννητική πέδηση περιορίζει τη χρήση των συμβατικών φρένων. Παράλληλα, καθιερώνονται κοινές διαδικασίες για τη μέτρηση της φθοράς των ελαστικών, ενώ τα όρια θα επανεξεταστούν από το 2030.
Φρένα με μικρότερο αποτύπωμα
Μια λύση είναι να συγκρατούνται τα σωματίδια προτού διασκορπιστούν στην ατμόσφαιρα. Συστήματα που έχουν εξελίξει εταιρείες όπως η MANN+HUMMEL και η Tallano, χρησιμοποιούν φίλτρα ή μηχανισμούς αναρρόφησης κοντά στη δαγκάνα και στον δίσκο, παγιδεύοντας τη σκόνη τη στιγμή που παράγεται. Η προσέγγιση μπορεί να είναι αποτελεσματική, αυξάνει όμως την πολυπλοκότητα, τις απαιτήσεις χώρου και το κόστος.
Η Brembo, από την πλευρά της, επιδιώκει να περιορίσει την ίδια τη φθορά που δημιουργεί τα σωματίδια. Το σύστημα Greentell συνδυάζει έναν ειδικά επεξεργασμένο δίσκο με το κατάλληλο τακάκι. Στην επιφάνεια του δίσκου εφαρμόζεται μια διπλή επίστρωση μετάλλου χωρίς νικέλιο, η οποία δημιουργεί ένα λεπτό αλλά ιδιαίτερα ανθεκτικό στρώμα. Σύμφωνα με τις δοκιμές της εταιρείας, η συγκεκριμένη λύση μπορεί να μειώσει τη φθορά της επιφάνειας του δίσκου κατά περίπου 80% και τις εκπομπές σωματιδίων έως και κατά 90%, σε σύγκριση με έναν συμβατικό μη επιστρωμένο δίσκο από χυτοσίδηρο.
Ό,τι μένει στον δρόμο
Κάθε φορά που ένα αυτοκίνητο κινείται, τα ελαστικά του χάνουν ένα μικρό μέρος από το πέλμα τους. Ορισμένα από τα σωματίδια που παράγονται αιωρούνται στην ατμόσφαιρα, ενώ άλλα παραμένουν στο οδόστρωμα ή παρασύρονται από τη βροχή προς το έδαφος, τα ποτάμια και τη θάλασσα.
Τα σωματίδια αυτά δεν αποτελούνται μόνο από καουτσούκ. Η γόμα ενός σύγχρονου ελαστικού περιέχει πολλές χημικές ενώσεις και πρόσθετα, απαραίτητα για την αντοχή, την πρόσφυση και την προστασία του υλικού. Ένα από αυτά είναι το 6PPD, το οποίο εμποδίζει την πρόωρη φθορά της γόμας. Όταν αντιδρά με το όζον της ατμόσφαιρας, σχηματίζει την ουσία 6PPD-κινόνη, η οποία έχει συνδεθεί με σοβαρές επιπτώσεις σε ορισμένους υδρόβιους οργανισμούς.
Το μεγαλύτερο βάρος πολλών ηλεκτρικών αυτοκινήτων, σε συνδυασμό με την άμεση απόδοση της ροπής, μπορεί να επιταχύνει τη φθορά των ελαστικών, ιδιαίτερα όταν ο οδηγός χρησιμοποιεί απότομα το γκάζι. Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε ηλεκτρικό αυτοκίνητο φθείρει υποχρεωτικά περισσότερο τα ελαστικά του. Καθοριστικό ρόλο παίζουν η σχεδίαση του οχήματος, ο τύπος του ελαστικού, το οδηγικό στιλ και η σωστή πίεση.
Η πλήρης εξάλειψη της φθοράς δεν είναι ρεαλιστική, καθώς το ελαστικό πρέπει να δημιουργεί τριβή για να εξασφαλίζει πρόσφυση και αποτελεσματικό φρενάρισμα. Η πρόκληση για τους κατασκευαστές είναι να περιορίσουν τα σωματίδια χωρίς να υποβαθμίσουν την ασφάλεια και τη χιλιομετρική αντοχή. Γι’ αυτό εξελίσσουν νέες συνθέσεις γόμας και χρησιμοποιούν περισσότερες ανανεώσιμες ή ανακυκλωμένες πρώτες ύλες, όπως ανακτημένη αιθάλη από παλιά ελαστικά, πυριτία από τέφρα φλοιού ρυζιού, φυτικά έλαια και ίνες πολυεστέρα από ανακυκλωμένα πλαστικά μπουκάλια. Η σχεδίαση του πέλματος μπορεί να βοηθήσει ώστε η φθορά να κατανέμεται πιο ομοιόμορφα, ενώ η χαμηλή αντίσταση κύλισης περιορίζει την ενέργεια που χρειάζεται το αυτοκίνητο για να κινηθεί.
Το μεγαλύτερο βάρος πολλών ηλεκτρικών αυτοκινήτων, σε συνδυασμό με την άμεση απόδοση της ροπής, μπορεί να επιταχύνει τη φθορά των ελαστικών, ιδιαίτερα όταν ο οδηγός χρησιμοποιεί απότομα το γκάζι.
Δίπλα σε όλα τα παραπάνω υπάρχει, όμως, και… ο παράγοντας «οδηγός», που με μικρές ενέργειες ή αλλαγές στις καθημερινές του συνήθειες μπορεί να συμβάλει τόσο στην παράταση της ζωής των ελαστικών, όσο και στον περιορισμό των σωματιδίων που αφήνει πίσω του κάθε αυτοκίνητο, άσχετα με την τεχνολογία του κινητήρα. Αρχικά, φροντίζοντας για τη σωστή πίεση των ελαστικών και εν συνεχεία αποφεύγοντας απότομες επιταχύνσεις ή φρεναρίσματα. Άλλωστε, είναι αντιληπτό πως η ηλεκτροκίνηση «απαλλάσσει» τις πόλεις από την εξάτμιση, όμως κάθε απότομη επιτάχυνση, κάθε φρενάρισμα και κάθε περιττό κιλό αυξάνουν τη φθορά που μένει πίσω μας, ακόμη κι αν δεν τη βλέπουμε.
Οι αυστηρότεροι κανόνες, τα νέα υλικά και οι πιο «καθαρές» τεχνολογίες μπορούν να περιορίσουν σημαντικά το πρόβλημα. Το ίδιο ισχύει για τα ελαφρύτερα οχήματα, τη σωστή συντήρηση και μια πιο ήπια οδήγηση. Η αυτοκίνηση μπορεί να γίνει πολύ καθαρότερη, λοιπόν, αρκεί να υπολογίσει όσα αφήνει «αθέατα» στον δρόμο.
