I primi limiti sulle emissioni degli autoveicoli risalgono addirittura al 1968 e furono introdotti in California. L'Europa per una volta non si fece attendere troppo e già nel 1971 furono approvate anche qua delle restrizioni. Da allora la giusta crociata contro l'inquinamento veicolare non si è mai fermata; lungo questo cammino i momenti più significativi che hanno segnato la storia dell'auto furono l'introduzione obbligatoria del convertitore catalitico in primo montaggio (1992) e il progetto Auto Oil Programme, tutt'ora in sviluppo, con l'introduzione delle normative Euro sulle emissioni degli inquinanti: monossido di carbonio, idrocarburi e ossidi di azoto. Malgrado molti abbiano trovato da discutere sulla validità dell'utilizzo della benzina verde e dei catalizzatori (peraltro creando grande confusione e disinformazione tra gli automobilisti) i risultati sono oggi tangibili: è stato valutato che dal 1992 od oggi nel solo Regno Unito le emissioni generate dal traffico stradale sono diminuite del 45%. Tale percentuale nei prossimi anni non potrà che crescere ulteriormente grazie al rinnovamento del parco circolante e allo sviluppo di sistemi di scarico sempre più rispettosi dell'ambiente. Le Case automobilistiche infatti, devono attenersi alle normative Euro che abbiamo citato e così anche le aziende produttrici dell'Aftermarket. Le Euro 1 fissavano i limiti di emissione del monossido di carbonio (CO) a 2,72g/km e un livello massimo combinato di idrocarburi (HC) e ossidi di azoto (NOx) pari a 0,97g/km. Le Euro 2, del 1997, abbassavano ulteriormente questi limiti rispettivamente a 2,2g/km e 0,5g/km. Le Euro 3 hanno fissato che tutte le auto costruite dopo il 1° gennaio 2000 o vendute dai concessionari dopo il 1° gennaio 2001, non possono scaricare nell'aria più di 2,3g/km di CO, 0,2g/km di HC e 0,15 di NOx. In particolare il dato relativo al Monossido di Carbonio potrebbe trarre in inganno e sembrare più permissivo, ma non è così, infatti le Euro 3 stabiliscono ora che il test di guida per il controllo dei livelli delle emissioni comprenda anche il così detto tempo di "light-off", cioè quell'intervallo di tempo che intercorre tra il momento dell'accensione del veicolo e l'entrata in funzione del catalizzatore. Pur trattandosi di un intervallo di tempo breve, è di grande importanza, perché durante questi secondi nei quali il catalizzatore viene portato alla temperatura d'esercizio, il veicolo emette i peggiori gas. E' facile dunque comprendere che le Euro 3 sono quanto mai severe e che rappresentano un degno prologo di quanto ci aspetta con le Euro 4 previste per il 2006. A quell'epoca ogni veicolo non potrà emettere più di 1 grammo per chilometro di CO e solo 0,18g/km per la combinazione di HC e NOx. In definitiva, anche se l'automobilista probabilmente non è in grado di cogliere la portata di questo evento, i legislatori, di intesa con le Case automobilistiche, stanno lavorando a pieno ritmo per rimediare al male dell'inquinamento che affligge il pianeta. Se al buco dell'ozono non saremo più in grado di rimediare, almeno l'inquinamento atmosferico e l'effetto serra sembra che possiamo ancora ridurli. beati i nostri nipoti se respireranno un'aria più pulita. Il parco auto catalizzato in Italia
Dal 1992 ad oggi, in Italia sono state immatricolate circa 18 milioni di auto catalizzate; prima del 1992 già circa un milione di auto, soprattutto di grossa cilindrata, erano provviste del catalizzatore. Su un parco circolante di circa 29 milioni di auto, le catalizzate rappresentano dunque il 65%. Quanto tempo ci vorrà ancora prima di raggiungere il 100%? Non è facile rispondere a questa domanda, perché nessuno può dire quando saranno state rottamate tutte le auto immatricolate prima del '92. Indubbiamente l'abolizione della benzina super darà un'accelerata a questo processo, eliminando dalle strade anche molte auto che comunque potrebbero circolare con benzina verde e senza inquinare troppo seppur non catalizzate (per legge la benzina verde oggi deve contenere benzene in concentrazioni inferiori all'1%). La percentuale ridotta di benzene oggi contenuto nei carburanti, infatti, limita già di per sé le emissioni nocive. La corrosione, acerrima nemica
Il principale nemico dei sistemi di scarico è la corrosione dovuta a fenomeni di condensa dei fumi al loro interno e a shock termici dovuti alle enormi differenze di temperatura tra interno ed esterno. Nella condensa sono contenuti acidi altamente corrosivi, come l'acido solforico generato dallo zolfo presente nelle benzine, l'acido nitrico generato dalla combinazione di azoto e ossigeno a causa delle elevate pressioni e temperature all'interno delle camere di scoppio. Non essendo eliminabili questi elementi corrosivi, le soluzioni che rimangono ai costruttori sono sostanzialmente due: utilizzare materiali resistenti come lamiere protette da alluminio, acciaio inox e materiali fonoassorbenti a base di fibre ceramiche; progettare silenziatori che aiutino lo smaltimento della condensa con sistemi ad espansione ed eventuali scarichi di condensa. Detto in due parole sembra qualcosa di semplice, mentre nei fatti, prima di arrivare a questo tipo di soluzioni ci sono voluti anni di ricerca e sperimentazione. Questo spiega come mai le aziende produttrici di sistemi di scarico sono un numero limitato nel mondo e in questo settore l'Italia va considerata come uno dei paesi più forti. Un ottimo esempio nostrano è la ditta Imasaf; ogni anno l'azienda di Cittadella reinveste centinaia di milioni per realizzare gli stampi necessari alla produzione (per ogni marmitta stampata sono necessari 4 o 6 di questi stampi). Le capacità di compiere ricerca e sperimentazione, dicevamo, rappresentano la discriminante tra le aziende di questo settore, perché richiedono innanzitutto investimenti ingenti, ma anche la disponibilità di persone altamente qualificate per l'allestimento di prove e misure. Rappresentativa in tal senso quella per i convertitori catalitici della Tenneco Automotive e di cui presentiamo di seguito il protocollo che viene rispettato. Il ciclo di prova dei convertitori catalitici
Le prove sono abbinate ad una serie di operazioni che vanno dall'avviamento a freddo, a tutta la fase di riscaldamento, ad una serie di accelerazioni sotto carico che simulano il percorso cittadino e quello extra-urbano (gli stessi impiegati per il calcolo dei consumi). Tutte queste variazioni di carico sono regolate da un computer al quale è collegata la vettura che è ferma e gira su un banco di prova a rulli. Contemporaneamente infatti il programma regola anche la coppia resistente applicata dal banco prova a rulli che simula il carico stradale in accelerazione ed in velocità. Per simulare correttamente la resistenza aerodinamica e meccanica all'avanzamento, alle diverse velocità corrispondono anche dei carichi supplementari ponderati dal computer e direttamente applicati in aggiunta alla resistenza del banco a rulli. Stabilito il ciclo di prova a livello di carico secondo le complesse normative europee, si passa alla fase più delicata della raccolta dei dati e dell'entità delle emissioni. Data l'esiguità di gas non trattati che fuoriescono dallo scarico di una vettura catalizzata, benzina o diesel che sia, è impossibile applicare direttamente una sonda di analisi al terminale dello scarico. Per questo tutti i gas prodotti dal ciclo completo vengono raccolti ed analizzati in blocco. Sarà poi il computer che riuscirà a risalire, attraverso dei calcoli ponderati, alle percentuali corrette di emissioni nelle varie fasi specifiche della prova. Per una maggiore precisione di analisi, ogni gas (HC, cioè idrocarburi incombusti, CO, monossido di carbonio, NOx, ossidi di azoto, CO2, anidride carbonica e, nel caso dei motori diesel, viene misurato anche il particolato con dei filtri speciali) viene soppesato da uno strumento di analisi specifico di precisione che viene ritarato ogni volta che si procede per una nuova analisi con dei gas di campionatura. Oltre ai cicli di prova e di analisi delle vetture in fase di omologazione, le normative europee prevedono anche dei parametri di durata dei catalizzatori e di analisi della loro efficienza. Le normative Euro 3 ed Euro 4 prevedono che il catalizzatore sia costantemente controllato attraverso una particolare sonda lambda che viene posta all'uscita del catalizzatore stesso. Il compito di questa seconda sonda è quello di analizzare la purezza dei gas liberati nell'atmosfera. A questa sonda è collegato il sistema E-OBD (European On Board Diagnose) che fa scattare una spia di avvertimento sul cruscotto qualora i valori rilevati dalla seconda sonda siano superiori ai valori limite fissati dalle normative di almeno 2,5 volte. Questo valore di soglia è anche il limite per il divieto di circolazione che le Autorità possono applicare analizzando il referto dell'E-OBD, al quale si possono collegare con una apposita apparecchiatura. Le normative Euro 3 prevedono anche una durata dei componenti di almeno 5 anni e 80.000 km e gli stessi parametri sono anche riferiti ad un eventuale richiamo di controllo. Invece le Euro 4 prevedono sempre 5 anni, ma almeno 100.000 di durata. Le tendenze in atto per il futuro
Le prime marmitte catalizzate avevano un'importante lacuna, quella dei tempi di "Light-off" troppo lunghi. In particolare nell'utilizzo cittadino dell'auto, fatto di brevi tragitti tra una sosta e l'altra, il catalizzatore non faceva in tempo a raggiungere quasi mai la temperatura d'esercizio e quindi a svolgere la sua funzione anti-inquinante. Oggi, sulla spinta anche delle normative Euro 3, molto è stato fatto per colmare la lacuna, ma molto resta ancora da fare. Tenneco Automotive, titolare dei marchi Walker, Fonos e Gillette sta lavorando su catalizzatori preriscaldati elettricamente, convertitori montati in accoppiamento diretto ai collettori di scarico e collettori isolati termicamente e soprattutto intercapedini di isolamento. Quest'ultima tecnologia, già applicata sui tubi collettori Walker e denominata "air gap", consiste in due tubi concentrici; quello più interno a parete più sottile, sfrutta la camera d'aria che lo avvolge per mantenere coibentato il gas al suo interno riducendo di fatto il "light-off". La ArvinMeritor è anch'essa titolare di diversi marchi nel settore dei sistemi di scarico, tra cui Ansa, Rosi e MetalCat. Quest'ultimo riguarda una gamma di catalizzatori tecnologicamente avanzati che possiedono un'anima metallica ed hanno i seguenti elementi caratterizzanti: - Minor tempo di riscaldamento e quindi veloce entrata in funzione del catalizzatore; - Maggiore resistenza alle sollecitazioni meccaniche e termiche; - Pareti tra cella e cella decisamente più sottili rispetto al monolito ceramico e quindi minor resistenza allo scarico con migliori prestazioni; - Completa riciclabilità dei catalizzatori esausti; - Dotazione completa di accessori per il montaggio; - Garanzia di 3 anni (o 80.000 Km); - Omologazione europea. I catalizzatori "Metal'Cat " vengono utilizzati anche come primo equipaggiamento sulle vetture italiane più prestigiose e sono montati su tutte le vetture Renault Sport che partecipano ai campionati europei. Un consiglio ai meccanici
In più di un'occasione la nostra testata ha avuto modo di consigliare ai meccanici indipendenti un atteggiamento di massima trasparenza con i loro clienti. Siamo fermamente convinti che nel confronto quotidiano tra officine indipendenti e officine targate, uno degli aspetti determinanti sia quello dell'onestà verso la clientela. Gli indipendenti devono essere in grado di eseguire dei preventivi di riparazione chiari e non devono assolutamente approfittare dell'incompetenza dei loro clienti in fatto di motori, per lucrare con qualche intervento "gonfiato". In due parole devono essere sempre più professionali e competitivi. Nel caso delle marmitte, il meccanico deve sapere individuare innanzitutto i particolari da sostituire, altrimenti si trova "costretto" a suggerire al cliente la sostituzione dell'intero sistema. Ciò non significa necessariamente limitare al massimo l'intervento per far risparmiare i soldi al cliente che così esce felice dall'officina; significa invece saper valutare con onestà gli interventi da eseguire. Facciamo un esempio: normalmente il silenziatore terminale è la parte più usurabile, perché trovandosi lontano dal motore lavora a temperature relativamente basse e più facili sono i fenomeni di condensa al suo interno. Un meccanico preparato, battendo i silenziatori anteriori è in grado di farsi un'idea sull'integrità del sistema e se reputa che questi si trovino in condizioni di degrado avanzato farà bene a suggerire al cliente anche la sostituzione della parte anteriore, perché le parti interne staccandosi andrebbero ad intasare subito quella nuova posteriore. Proprio per offrire maggiore professionalità agli autoriparatori ed aiutarli a guadagnare in credibilità verso i loro clienti, Tenneco Automotive ha lanciato in questi giorni uno strumento diagnostico chiamato "Walker Endoscope" (che illustriamo in dettaglio nel box a pag. 12) che serve ad ispezionare con una sonda la marmitta al suo interno. Eseguendo quest'operazione in presenza del cliente lo si rende partecipe e consapevole dell'eventuale stato di degrado del sistema di scarico.