Controllo dei 4 gas (CO, CO2, HC, NOx): funzionamento e impatto ambientale
A partire dagli anni '90 si è diffusa una reale consapevolezza dell'impatto ambientale generato dalle automobili. Sono state prese decisioni concrete, con l'introduzione generalizzata delle marmitte catalitiche sulle auto a benzina nel 1993, seguita dall'introduzione dei filtri antiparticolato sulle auto con motore diesel pochi anni dopo. Tutto questo è stato accompagnato da controlli più severi sulle emissioni inquinanti, che hanno portato le case automobilistiche ad adottare l'iniezione di AdBlue su larga scala per neutralizzare le emissioni inquinanti in modo più efficace. Vediamo nel dettaglio quattro di essi, il loro funzionamento e il loro impatto ambientale.
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Monossido di carbonio (Co)
L'impatto del monossido di carbonio sulla salute è ben noto. Quando un motore a combustione interna è in funzione, deve essere rispettato un rapporto stechiometrico di 14,7 grammi di aria per 1 grammo di benzina. Se l'aria immessa nel motore è insufficiente, il risultato è una combustione imperfetta, che genera monossido di carbonio. Un gas temibile che ha un impatto diretto sulla qualità dell'aria. È anche accusato di aumentare la durata del metano, che contribuisce all'inquinamento e può causare problemi di salute.
In concentrazioni elevate, può causare mal di testa, nausea e vertigini. Le case automobilistiche hanno raddoppiato gli sforzi per ridurre questo inquinante. Viene emesso sia dalle auto a benzina che da quelle diesel. Fortunatamente, viene controllato dalla marmitta catalitica. Il catalizzatore effettua trasformazioni chimiche che convertono gran parte del monossido di carbonio in anidride carbonica e acqua. Tuttavia, queste trasformazioni non sono mai perfette e le emissioni di monossido di carbonio sono sempre presenti in misura maggiore o minore. Sui veicoli moderni, conformi alla norma Euro 6, le emissioni sono ridotte, con una soglia massima di 500 mg/km per le auto diesel e di 1000 mg/km per le auto a benzina. La futura norma Euro 7 potrebbe inasprire ulteriormente queste soglie. Poiché la CO2 è un gas a effetto serra, il monossido di carbonio può essere considerato un gas a effetto serra indiretto.
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Anidride carbonica (CO2)
Quando il concetto di sanzione ecologica è stato introdotto dal governo nel 2007, ha tenuto conto di un solo inquinante: le emissioni di anidride carbonica delle automobili. Più anidride carbonica emetteva un'auto, più alta era la sanzione. LaCO2 è un gas il cui impatto ambientale è ben noto. Questo gas intrappola il calore nell'atmosfera terrestre, causando il riscaldamento globale. Negli ultimi anni, le case automobilistiche hanno preso coscienza del problema. Hanno dovuto adattarsi continuamente, lavorando su tutti i fronti. I motori turbocompressi hanno permesso di ridurre la cilindrata e quindi, in parte, il consumo di carburante e le emissioni inquinanti. L' inasprimento annuale della scala fiscale ha avuto un impatto molto significativo sulle emissioni diCO2. Tuttavia, i produttori non sono più necessariamente in grado di seguire la tendenza, con il risultato che la stragrande maggioranza delle auto con motore a combustione interna è colpita dalla sanzione ambientale. I motori tendono a emettere una quantità leggermente superiore di questo gas rispetto alle loro controparti diesel. Per alleviare il problema delle emissioni inquinanti, i produttori stanno aumentando la gamma di veicoli elettrici e ibridi. Questi veicoli emettono meno sostanze inquinanti, il che consente di ridurre o addirittura eliminare (auto elettriche) le emissioni causate dalla guida. I catalizzatori, inoltre, tendono a convertire una serie di inquinanti inCO2, rendendo la riduzione degli inquinanti una questione molto complessa. I motori stanno diventando sempre più tecnicamente avanzati per essere sempre più efficienti. Nei prossimi anni, la sfida sarà quella di continuare a ridurre in modo significativo queste emissioni. Ciò comporterà probabilmente un forte aumento della gamma ibrida ed elettrica. Allo stesso tempo, è possibile che le versioni a combustione pura lascino il posto alle versioni micro-ibride.
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Idrocarburi incombusti (HC)
In un mondo perfetto, il carburante iniettato nel motore dovrebbe bruciare completamente... La realtà è molto diversa. In un'auto a combustione, la combustione non è mai perfetta. La temperatura può essere leggermente troppo bassa, gli iniettori possono stancarsi e il motore può talvolta andare fuori giri, anche in modo minimo. Gli idrocarburi incombusti hanno la sfortunata tendenza a reagire con gli ossidi di azoto (di cui parleremo più avanti), con un notevole impatto sull'ambiente. Queste particelle sono altamente volatili e hanno un impatto diretto sulla qualità dell'aria. Generati dai motori a benzina e diesel, questi idrocarburi incombusti vengono controllati dalla marmitta catalitica. Attraverso reazioni chimiche, il catalizzatore è in grado di trasformare gli HC in anidride carbonica e acqua. I veicoli dispongono anche di sistemi di recupero per raccogliere le particelle e reimmetterle nel motore. Un modo piuttosto efficace di controllare le emissioni.
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Biossido di azoto (Nox)
Infine, abbiamo dovuto affrontare la questione del biossido di azoto. Quando il carburante viene bruciato, l'aria si mescola con esso e provoca una reazione chimica che si trasforma in energia. Tra gli inquinanti che ne derivano c'è il biossido di azoto, composto da due molecole: il monossido di azoto (No) e il biossido di azoto (NO2). Più alta è la temperatura interna del motore, maggiore è la quantità di NOx presente. Questo gas è particolarmente dannoso, sia per l'ambiente che per gli esseri viventi. Può causare problemi respiratori e scatenare attacchi d'asma. Allo stesso tempo, il biossido di azoto può reagire con altri elementi presenti nell'atmosfera producendo piogge acide, dannose per l'ambiente.
Per ridurre l'impatto di questo inquinante, presente soprattutto nei veicoli a motore diesel, si è deciso di rendere ampiamente disponibili i filtri antiparticolato, per ridurne l'impatto. Allo stesso tempo, il sistema di iniezione del carburante è stato ottimizzato per ridurre efficacemente le emissioni. Un altro fattore da considerare è la manutenzione del veicolo. Un veicolo trascurato tende a emettere una quantità significativamente maggiore di biossido di azoto.
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Conclusione
Ora conoscete i quattro principali inquinanti emessi dalle automobili. Come avrete capito, alcuni di essi si combinano durante la combustione, mentre i filtri antiparticolato e le marmitte catalitiche ne neutralizzano una buona parte e/o effettuano trasformazioni chimiche per convertirli in anidride carbonica e acqua. Le nostre auto con motore a combustione interna non sono mai state così efficienti. Eppure il loro impatto è ancora molto reale. L'imminente norma Euro 7 inasprirà ulteriormente le soglie, il che senza dubbio solleverà interrogativi sui passi da compiere per portare avanti questo approccio.
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Karolina Osinska / Autore: donut3771 / ID licenza: TQ8HNWA5BY elements.envato.com