L'efficienza delle marmitte catalitiche

Fino a poco tempo fa avevo l'abitudine, che credevo sana, di spegnere il motore dell'auto a ogni sosta un po' prolungata (per esempio ad alcuni semafori) poi ho sentito dire che le marmitte catalitiche inquinano molto con un comportamento del genere, specialmente finché il motore non è ben caldo. Vorrei sapere cosa c'è di vero in queste cose, e più di preciso come conviene comportarsi per inquinare e consumare il meno possibile.

Paolo Dall'Aglio
3 giugno 2003
È vero che le marmitte catalitiche necessitano del raggiungimento di 150-200 °C perché le reazioni di abbattimento degli inquinanti (idrocarburi incombusti, monossido di carbonio e ossidi di azoto) possano avere luogo. Questo riscaldamento della marmitta ha luogo negli istanti che seguono l'accensione del motore dopo una pausa relativamente lunga (la notte, il tempo di una spesa al supermercato, ecc.).
La sosta a un semaforo rosso dura generalmente una quarantina di secondi, un tempo modesto durante il quale la marmitta non si raffredda in modo significativo.
La pratica dello spegnere per tempi brevi e riaccendere il motore non peggiora quindi le emissioni di un autoveicolo ed anzi probabilmente le riduce, insieme ai consumi. Il problema insito in accensioni e spegnimenti ripetuti del motore risiede nel maggiore stress a carico del sistema di accensione e dai maggiori consumi di energia elettrica alla batteria.
Questo richiederebbe un dimensionamento ad hoc del sistema di accensione medesimo.
Tempo fa la FIAT produsse un sistema che automaticamente realizzava la pratica in questione a ogni messa in folle del veicolo, tale sistema però non ha avuto il successo di mercato sperato.
Guido Saracco Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria Chimica, Politecnico di Torino
È davvero consolante verificare di tanto in tanto l'esistenza di persone disponibili a cambiare le proprie abitudini di comportamento per migliorare la qualità della vita di tutti.
La domanda posta, apparentemente così semplice, sottende questioni piuttosto complesse. Se vogliamo fare un piccolo passo indietro, è forse utile comprendere un po' più a fondo qual è la logica dell'uso di marmitte catalitiche nelle vetture che impiegano la cosiddetta benzina verde.
Mentre in passato le benzine "rosse" utilizzavano come agente antidetonante un composto organometallico di piombo, tossico e non degradabile, con l'introduzione delle benzine "verdi" si è passati a impiegare come agente antidetonante una miscela di composti aromatici semplici (benzene, toluene e xilene), indicati per brevità con la sigla BTX.
Tali sostanze sono tossiche e accertatamente cancerogene, e non vengono degradate completamente nel processo di combustione. Al fine dunque di promuoverne la completa combustione a dare anidride carbonica e acqua le autovetture a benzina verde sono attrezzate con una marmitta catalitica, cioè con un letto catalitico di platino, collocato nella marmitta, che rende rapida e completa l'ossidazione dei BTX.
Pertanto, ove la marmitta catalitica operasse in maniera ideale, una automobile a benzina verde dovrebbe dar luogo a emissioni tossiche ridottissime. Dovrebbe, e solo dovrebbe, purtroppo. In realtà una serie di fattori addizionali rendono il quadro più complesso.
In primo luogo, le benzine verdi contengono quantità non trascurabili di composti solforati e azotati, che nel processo di combustione generano ossidi di azoto e di zolfo che non vengono in alcun modo abbattuti dalla marmitta catalitica. In secondo luogo, i composti solforati, legandosi irreversibilmente con il platino del catalizzatore, ne provocano un lento ma costante degrado.
Il catalizzatore viene "avvelenato" dallo zolfo e la sua capacità di catalizzare l'ossidazione dei BTX degrada nel giro di pochi anni. In terzo luogo, affinché l'intero sistema catalitico funzioni correttamente è essenziale che il letto catalitico raggiunga la corretta temperatura d'esercizio, cosa che avviene solo dopo un certo tempo dall'avviamento del motore.
Complessivamente, pertanto, le emissioni di una vettura "verde" dopo alcuni anni d'uso sono tutt'altro che trascurabili: essa emette CO, SOx e Nx (oltre a particolati micrometrici, le cosiddette polveri fini), e di regola a queste emissioni si aggiungono quantità rilevanti di sostanze aromatiche che vanno dai BTX non degradati a sostanze aromatiche policondensate che vengono prodotte durante la combustione della benzina.
È davvero triste che né la normativa italiana né quella europea prevedano, nel controllo annuale delle emissioni degli autoveicoli, alcuna verifica dei livelli di emissione di gas aromatici.
Questo porta normalmente gli automobilisti a non intervenire in alcun modo sulla marmitta catalitica, che andrebbe in realtà rimpiazzata con regolarità.
Non essendo tuttavia questo imposto dalla legge ed essendo il costo della marmitta piuttosto elevato, il risultato netto è che i livelli di inquinamento da gas aromatici stanno rapidamente salendo nelle aree urbane, come quantitativamente rilevato da enti pubblici e privati che si occupano del monitoraggio atmosferico.
Tornando quindi alla domanda del lettore, spegnere il motore del proprio veicolo per soste di qualche minuto (semafori, passaggi a livello, ecc.) può non essere una buona politica se la vettura che si guida ha una marmitta catalitica perfettamente efficiente, dato che alla riaccensione il catalizzatore potrebbe restare per qualche decina di secondi a temperatura troppo bassa per operare correttamente.
Il risparmio ambientale in termini di emissioni di NOx e SOx potrebbe non essere quindi compensato dall'accresciuta emissione di aromatici. Se tuttavia la vettura ha una marmitta catalitica vecchia di più di un paio d'anni, reputo che la pratica abitualmente adottata dal lettore possa essere comunque vantaggiosa, e che tanto più lo sia quanto più lunga è attesa essere l'interruzione di marcia.
La raccomandazione resta comunque quella di provvedere con regolarità alla sostituzione dell'impianto catalitico, secondo le tempistiche e i chilometraggi suggeriti dal costruttore, nell'attesa (speriamo breve) che le prossime benzine verdi possano essere prive di composti solforati.
Per ulteriori approfondimenti i lettori interessati possono consultare i dati ambientali dell'ARPA della propria Regione (molto completi quelli della Regione Emilia-Romagna e della Regione Piemonte) e una serie di articoli raccolti dalla rivista Le Scienze su questo tema (a partire dalla pagina http://www.lescienze.it/specialarchivio.php3?id=912).
Dario Narducci Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano Bicocca

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