Funzionamento del catalizzatore
Bruciare idrocarburi, si sa, comporta l’emissione di sostanze inquinanti ma per fortuna i catalizzatori ne assorbono una buona parte. La parola “idrocarburi” è una ma in realtà i composti con questo nome sono migliaia, e comprendono anche molecole composte da migliaia di atomi: tutte queste sostanze sono fatte soltanto di carbonio e idrogeno.
La combustione degli idrocarburi con l’ossigeno dell’aria produce molta energia ma anche sostanze inquinanti quali il monossido di carbonio CO e gli idrocarburi incombusti HC. L’anidride carbonica CO2 non è tossica ma è un gas serra mentre gli ossidi di azoto NOx nascono dall’azoto dell’aria e sono inquinanti.
I catalizzatori hanno al loro interno un monolite a nido d’ape in ceramica che oppone poca resistenza al flusso dei gas ma ha un’enorme superficie con la quale il rivestimento attivo, fatto di palladio, platino e rodio, “catalizza”, ossia promuove senza prenderne parte, le razioni chimiche che abbattono le emissioni inquinanti.
Quando i gas di scarico hanno riscaldato il catalizzatore fino a circa 300 gradi la reazione di “conversione” inizia (ecco perché questi componenti si chiamano anche ‘convertitori catalitici’) che trasforma le molecole di NOx, CO e HC in anidride carbonica (CO2), azoto (N2) e acqua (H2O). Ci sono due tipi di catalizzatori; quello riducente agisce principalmente sugli ossidi di azoto mentre quello ossidante trasforma gli HC e il monossido di carbonio CO.
I catalizzatori per i motori diesel sono completati da un filtro antiparticolato diesel (DPF), usato per bloccare le microscopiche particelle di fuliggine prodotte dalla combustione del gasolio. I motori diesel emettono più NOx rispetto alle unità a benzina e hanno quindi bisogno del sistema SCR, che usa l’additivo AdBlue per trasformarli in acquea e azoto con reazioni diverse da quelle che accadono nei catalizzatori.
Installazione e manutenzione dei catalizzatori auto
I catalizzatori auto sono normalmente piuttosto longevi, anche perché le norme più restrittive prescrivono che funzionino anche per più di 100mila km. La loro manutenzione è perlopiù preventiva, nel senso che occorre porre attenzione a non strapazzarli e “avvelenarli”.
Un carico eccessivo del veicolo, magari in estate, può surriscaldarli: i catalizzatori per i motori a benzina possono sopportare temperature di circa 300 gradi ma se un malfunzionamento eleva questo valore intorno a 850 gradi allora la rottura è praticamente certa.
Fra le cause del surriscaldamento dei catalizzatori auto citiamo anche un aumento degli HC e del CO allo scarico, causato per esempio da mancate accensioni, bassa compressione, scintille di accensione deboli o assenti, sonde Lambda guaste (che possono aumentare l’ossigeno allo scarico) o problemi con il sistema di iniezione.
Questi composti possono arrivare al catalizzatore e lì bruciare, surriscaldandolo. Altre insidie arrivano da sostanze nocive per il catalizzatore quali l’antigelo e/o l’olio motore presenti allo scarico per problemi del motore oppure carburante sbagliato o olio non adatto.
I catalizzatori possono smettere di funzionare anche per danni meccanici quali corrosione, fratture da shock termico e perdite, magari dalla sede della sonda Lambda o dal tubo di scarico.
Il catalizzatore è inserito nel loop della combustione del motore, nel senso che i segnali del sensore dell’ossigeno (sonda Lambda) tornano indietro verso il motore, tramite i bus di dati, e vengono usati nella regolazione della miscela aria-combustibile.
Per rendere più efficace il controllo della funzionalità dei catalizzatori una seconda sonda Lambda è posizionata a valle del catalizzatore e ne controlla l’efficacia.
Se i segnali della sonda di regolazione (quella a monte) e della sonda di monitoraggio a valle sono troppo simili significa che nel catalizzatore non si verifica alcuna depurazione dei gas di scarico e quindi la diagnosi OBD rileverà che il catalizzatore è guasto.
I catalizzatori auto che funzionano bene contribuiscono a massimizzare l’efficienza del motore ed è per questo, oltre che per rientrare nella classe di omologazione dell’automobile, che vanno sostituiti se malfunzionanti: nella banca dati Inforicambi non sarà difficile trovare il pezzo di ricambio con il giusto rapporto qualità prezzo.
