Emissioni di gas 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 è sottoposta a controlli ambientali.

Avrebbero predisposto il software, montato sulle centraline dei motori in modo da abbassare i parametri per superare le rilevazioni. Le emissioni di gas costituiscono un serio problema sia per l’emissione di gas serra che contribuiscono al cambiamento climatico  che per gli inquinanti liberati nell’aria. Le emissioni dei motori diesel contribuiscono inoltre alla produzione di ozono troposferico che danneggia le colture, gli alberi e altra vegetazione.

Alcuni gas possono concorrere alla formazione delle piogge acide che entra nella catena alimentare umana attraverso l’acqua, i prodotti, la carne e il pesce.

L’Unione Europea ha pertanto elaborato una normativa stringente sulle emissioni per i motori a combustione interna delle nuove autovetture e dei veicoli commerciali.

Prodotti delle emissioni di gas

I prodotti delle emissioni di gas dalle auto contengono contengono diverse centinaia di composti chimici,  emessi in parte come gas e in parte come particelle. Tra i vari composti vi è il monossido di carbonio CO che costituisce uno dei prodotti principali di ossidazione di:

Sono inoltre presenti particolato e composti organici volatili

 

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

Le emissioni di  gas inquinanti è limitata dalla presenza delle marmitte catalitiche che contengono metalli quali rodio, platino e palladio .

Essi  convertono gli ossidi di azoto in N2, gli idrocarburi incombusti  e il monossido di carbonio in CO2.

Degrado e inquinamento-chimicamo
gas emessi

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 è scarsamente utilizzato per il suo alto costo.

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

Riduzione catalitica selettiva

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.

Biossido di azoto-chimicamo
Biossido 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 è rigenerata e il nitrato è allontanato dopo la sua trasformazione in azoto usando il rodio quale catalizzatore.

Le elevate prestazioni  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.

 

ARGOMENTI

GLI ULTIMI ARGOMENTI

TI POTREBBE INTERESSARE

Resa percentuale in una reazione. Esercizi svolti e commentati

La resa percentuale di una reazione costituisce un modo per valutare l'economicità di una reazione industriale che può essere accantonata se è bassa. Si possono...

Bilanciamento redox in ambiente basico: esercizi svolti

Il bilanciamento di una reazione redox in ambiente basico  può avvenire con  il metodo delle semireazioni. Nel bilanciamento vanno eliminati di eventuali ioni spettatori...

Reagente limitante: esercizi svolti

Si definisce reagente limitante di una reazione chimica quella specie che si consuma per prima e che determina la quantità dei prodotti di reazione. Per...