Gas di emissione e scandalo Volskwagen

La nota casa automobilistica tedesca Volskwagen è stata accusata dall’ente americano EPA (Environmental Protection Agency) di aver alterato i valori delle emissioni di gas durante i test ufficiali grazie a un software presente in molti modelli di vetture diesel che rileverebbe quando l’auto viene sottoposta a controlli ambientali. Il software, montato sulle centraline dei motori,  sarebbe stato predisposto in modo da abbassare i parametri per superare le rilevazioni.

I gas emessi dalle auto contengono, tra gli altri, monossido di carbonio CO che costituisce uno dei prodotti principali di ossidazione degli idrocarburi, idrocarburi incombusti HC e ossidi di azoto NOx  .

Gli ossidi di azoto si formano alle alte temperature che caratterizzano il processo di combustione in un motore di molecole di azoto e ossigeno.

L’emissione di tali gas inquinanti viene limitata dalla presenza delle marmitte catalitiche che contengono metalli quali rodio, platino e palladio che convertono gli ossidi di azoto in N2, gli idrocarburi incombusti  e il monossido di carbonio in CO2.

Il rodio agisce da riducente favorendo la riduzione degli ossidi di azoto in azoto e ossigeno; il palladio agisce da ossidante favorendo l’ossidazione del monossido di carbonio in biossido di carbonio e degli idrocarburi incombusti in biossido di carbonio e vapore acqueo. Il platino che potrebbe esercitare entrambe le azioni viene scarsamente utilizzato per il suo alto costo.

Nei motori diesel, tuttavia, la conversione degli ossidi di azoto in azoto molecolare risulta inefficiente in quanto il gas di scarico sono troppo ricchi di ossigeno.

Il metodo adoperato nei motori diesel consiste nella riduzione catalitica selettiva che prevede l’iniezione di urea al vapore esausto con produzione di azoto, biossido di carbonio e vapore acqueo secondo la reazione:

2 CO(NH2)2 + 4 NO + O2 → 4 N2 + 2 CO2 + 4H2O

La riduzione catalitica selettiva porta a una riduzione di circa il 90% di ossidi di azoto.

Un metodo alternativo, nei motori diesel, in cui è prevalente l’emissione di monossido di azoto, consiste nella sua conversione catalitica a biossido di azoto. Quest’ultimo viene assorbito da materiali quali l’ossido di un metallo alcalino-terroso come l’ossido di bario o un ossido di un metallo raro come l’ossido di cerio che catturano l’ossido di azoto per trasformarlo in nitrato di bario o nitrato di cerio.

Una volta che la “trappola” di ossidi di azoto  diventa satura, essa deve essere rigenerata e il nitrato viene allontanato dopo essere stato trasformato in azoto usando il rodio quale catalizzatore.

Le elevate prestazioni che vengono richieste alle autovetture diesel portano ad un aumento di emissioni degli ossidi di azoto; probabilmente la casa automobilistica per ragioni ancora ignote, che potrebbero essere imputabili o agli alti costi dei convertitori o alla loro parziale inefficienza quando le emissioni superano certi limiti, potrebbero aver aggirato l’ostacolo con l’installazione del software per superare i test.

 

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Author: Chimicamo

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