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Mar 17, 2023

Preparazione ai convertitori catalitici nella Giornata della Terra

Dan Carney | Apr 22, 2020 Los Angeles smog, 1973. Image source: EPA The U.S.

Dan Carney | 22 aprile 2020

Smog di Los Angeles, 1973. Fonte immagine: EPA

Il Clean Air Act degli Stati Uniti del 1970 ha introdotto restrizioni radicali sulle fonti di inquinamento pochi mesi dopo la prima Giornata della Terra, il 22 aprile di quell’anno, mezzo secolo fa.

Si stava scoprendo che le automobili contribuivano in modo sostanziale all'inquinamento atmosferico e lo smog non soffocava solo posti ovvi come Los Angeles, ma anche città come Louisville, Kentucky, Phoenix, Arizona, e Tacoma, Washington, che normalmente non sono considerati luoghi problematici di inquinamento oggi. Ciò è visibile nelle foto del programma Documerica dell’Environmental Protection Agency che ha fotografato l’impatto dell’inquinamento nel 1970.

In risposta al Clean Air Act e all'inasprimento delle regole in un aggiornamento della legge del 1990, i produttori di automobili furono tenuti a eliminare virtualmente la maggior parte dei cosiddetti "criteri" di inquinamento prodotto dalle automobili. I principali criteri di emissione sono il monossido di carbonio, gli ossidi di azoto, gli idrocarburi incombusti e il materiale particolato, insieme ad ammoniaca e zolfo. Lo zolfo è principalmente una preoccupazione per i veicoli alimentati a diesel a causa della presenza di tale elemento nel carburante diesel.

I produttori hanno risposto sviluppando convertitori catalitici, una tecnologia inventata dall’ingegnere francese Eugene Houdry nel 1950 in seguito alla pubblicazione dei primi studi sullo smog a Los Angeles. Secondo il sito web sostenuto dall'industria, catalyticconverters.com, la Engelhard Corporation ha creato il primo convertitore catalitico di produzione al mondo nel 1973.

Test delle emissioni dei veicoli su un dinamometro. Fonte immagine: EPA

I convertitori catalitici utilizzano metalli preziosi come platino e palladio stratificati su un nido d'ape in ceramica che, una volta riscaldato, facilita la scomposizione degli inquinanti in elementi costitutivi benigni, acqua e CO2. Alcuni trasformatori hanno utilizzato anche perle di ceramica rivestite con metallo prezioso, ma i favi sono diventati lo standard del settore, poiché i produttori hanno aumentato l’efficienza e ridotto la quantità di metallo prezioso necessaria.

"Gli standard EPA sulle emissioni dei veicoli hanno stimolato direttamente lo sviluppo e l'implementazione di una serie di tecnologie", ha affermato un portavoce dell'EPA in una dichiarazione fornita a Design News. "Il convertitore catalitico automobilistico, in particolare, è considerato una delle più grandi invenzioni ambientali di tutti i tempi. Rispetto ai modelli di veicoli del 1970, le nuove auto, i SUV e i camioncini sono circa il 99% più puliti rispetto ai comuni inquinanti (idrocarburi (HC), monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOx) ed emissioni di particelle). I nuovi camion e autobus pesanti sono circa il 99% più puliti rispetto ai modelli del 1970."

In effetti, una riduzione del 99% dell’inquinamento è sicuramente una delle più grandi invenzioni ambientali di tutti i tempi. Questi miglioramenti non furono facili, poiché le prime auto a carburatore non offrivano buone prestazioni in termini di inquinamento, erogazione di potenza o guidabilità.

Ford Mustang II Ghia del 1975. Fonte immagine: Ford Motor Co.

Ford ha introdotto i catalizzatori sulla maggior parte delle sue auto per l'anno modello 1975, in risposta agli standard federali più severi e ai requisiti molto più restrittivi in ​​California. La California ha imposto riduzioni del 94% per HC, del 90% per CO e del 67% per NOx rispetto alle auto completamente non regolamentate di un decennio prima, secondo il comunicato stampa della Ford per le sue auto del 1975.

Per soddisfare queste regole, tutte le auto del 1975 dirette in California erano dotate di catalizzatori, e anche la maggior parte delle cosiddette auto dei 49 stati che andavano nel resto del paese, con quelle alimentate dal motore più piccolo dell'azienda all'epoca, il quattro cilindri da 2,3 litri con camme in testa, come unica eccezione.

Ogni 1975 Ford passò dalla classica accensione a puntine all'accensione elettronica più potente e dai carburatori con getti di carburante tradizionali a quelli che utilizzavano invece aste dosatrici più precise. Inoltre, il passaggio alla benzina senza piombo, necessario per proteggere il funzionamento del convertitore catalitico, ha reso necessario il passaggio a valvole di scarico rinforzate, che erano precedentemente lubrificate con l'additivo al piombo presente nel carburante.