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Editoriale

«Anche i motori a benzina più avanzati sprecano circa un quinto del carburante»

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Con queste parole si apre il comunicato stampa di Bosch in cui si rivela perché i motori a benzina sprecano carburante mentre molti li ritengono più efficienti e puliti dei diesel

«Anche i motori a benzina più avanzati sprecano circa un quinto del carburante»

Alla fine della scorsa estate Bosch ha fatto una sconcertante rivelazione. Il comunicato dell’industria tedesca, reso noto il 31 agosto scorso, inizia testualmente con queste parole: “ Lo sapevate che anche i motori a benzina più avanzati sprecano circa un quinto del carburante? Soprattutto ad alti regimi parte della benzina viene utilizzata per il raffreddamento anziché per la propulsione… in particolare quando si guida in autostrada. E prosegue: “Al motore non deve essere consentito di surriscaldarsi. Per impedire che ciò accada, in quasi tutti i motori di oggi viene iniettato carburante in più, che evapora raffreddando le parti calde.” 

Ma come? Non si era sempre detto che la sonda Lambda era la sentinella dell’ecologia, il guardiano dell’inquinamento, perché regolava l’iniezione in modo che la miscela fosse sempre perfetta, con aria e benzina in rapporto chimicamente corretto? Sì, doveva essere così, ma i tecnici più preparati sapevano che non era vero, anche se in molti, tra costruttori e burocrati di Bruxelles, ci hanno voluto credere.

Una vecchia sonda Lambda

L’incolumità delle valvole

La verità è contenuta nella frase della Bosch: Ai motori non deve essere consentito surriscaldarsi”.  E tale affermazione è risuonata in tutte le riunioni degli anni Ottanta fra tecnici, ecologisti e burocrati per definire i limiti delle emissioni (e le modalità per misurarle). Di fatto, la strada scelta come normale e ovvia, ma mai confessata apertamente, è stata quella di consentire ai motori a benzina di arricchire “QB” la miscela. Ovvero “quanto basta” ad evitare il surriscaldamento. Il che significa che, quando si utilizzano i motori al di fuori delle misere e blande condizioni richieste nel ciclo di misura, dagli iniettori viene immessa più benzina di quanta ne servirebbe al semplice e regolare ciclo di combustione.

In termini tecnici, per raffreddare e mantenere l’incolumità delle valvole arricchendo la miscela con benzina in eccesso nei punti ritenuti pericolosi è necessario aggirare la sentinella preposta a evitare che questo accada - la sonda Lambda - e dotando la mappa dell’iniezione di tutte le memorie necessarie a raggiungere lo scopo.

Qualcuno obietterà che c’è sempre la marmitta catalitica che brucia tutto quanto immesso, anche se in eccesso. Sì, ma se non c’è ossigeno a sufficienza (compito assicurato proprio dalla sonda) la combustione è incompleta. E benzina incombusta significa idrocarburi non completamente ossidati

Qualcuno obietterà che c’è sempre la marmitta catalitica che brucia tutto quanto immesso, anche se in eccesso. Sì, ma se non c’è ossigeno a sufficienza (compito assicurato proprio dalla sonda) la combustione è incompleta. E benzina incombusta significa idrocarburi non completamente ossidati, cioè una famiglia di composti HC particolarmente stabili e resistenti alla combustione, che non godono proprio di buona fama. Ne fanno parte il benzene, il toluene e lo xilene, ovvero gli idrocarburi aromatici, confluiti in massa nelle benzine alla fine degli anni Ottanta per sostituire la funzione antidetonante, svolta in precedenza dal piombo. Oggi il limite per il benzene è fissato all’1%, mentre il totale degli aromatici può toccare il 30%, ma agli inizi degli anni Novanta il benzene arrivava al 5% e gli aromatici al 60%.

Una BMW M4 GTS con sistema di iniezione ad acqua

La favola della benzina verde

Si giunse a limitarne l’impiego dopo una lunga battaglia. Alcuni lettori forse ricordano le inchieste di chi scrive (allora caporedattore di Quattroruote) per denunciare la mistificazione che governi, petrolieri e ambientalisti disinformati stavano attuando dal 1988 in Europa per la diffusione della benzina senza piombo (ribattezzata con faciloneria “benzina verde”) anche per le auto prive di marmitta catalitica. Una battaglia vinta in tutta Europa solo nel 1993 con una direttiva comunitaria che, appunto, stabilì i nuovi limiti. Ma non riuscì a eliminare del tutto gli aromatici.

II fatto che questi idrocarburi siano molto stabili significa che nei gas di scarico se ne trovano percentuali più elevate di tutti gli altri componenti della benzina (che sono un centinaio), ma significa anche che il corpo umano non li conosce, non li trasforma e che li accumula. Onde la loro pericolosità. Ancora peggiori sono i figli degli aromatici: benzopirene, crisene, fenantrene, fenantracene e altri IPA (idrocarburi polinucleari aromatici), presenti nei gas di scarico in quantità mille volte inferiore, ma con cancerogenicità maggiore.

Un comunicato stampa “catastrofico”

Affermare, come fa la Bosch, che i motori a benzina “anche i più avanzati” possono sprecare un quinto (il 20%) di benzina, certamente sortisce effetti più negativi (per la salute pubblica e per l’ambiente) che positivi (per l’invenzione della Bosch).

Per poter conoscere l’esatta quantità di questo spreco è decisamente meglio non affidarsi al comunicato di Bosch, che, probabilmente guidato dalla volontà di evidenziare i benefici del nuovo sistema (ad immissione di acqua) che comincia oggi a sostituire l’attuale (ad immissione di benzina) porterebbe facendo semplici calcoli a numeri teorici “da fine del mondo”; infatti, se considerassimo costante un maggior consumo del 20% per una vettura che consuma 10 litri per 100 km otterremmo uno spreco di 20 cc di benzina al chilometro, traducibili in una emissione di almeno 10 grammi di idrocarburi incombusti al km.

Proprio per fare chiarezza, abbiamo subito voluto interpellare Bosch, cercando di capire esattamente per quali motori, in che precise condizioni, per che durata e in che modo si verifichino le condizioni di questo “spreco”, ma sull’argomento è stato dichiarato un tabù che ci lascia purtroppo senza risposte numeriche precise.

Ciò che ad oggi sappiamo con certezza è che l’esempio fatto da Bosch non è rappresentativo del comportamento costante del motore, ma si riferisce ad uno spreco che si verifica quando il motore viene adoperato con potenze e velocità maggiori di quelle impiegate nel ciclo di misura, in particolare in forte accelerazione e in autostrada, che tuttavia secondo le statistiche sono presenti nell’80% della vita di un’auto. Certo resta da chiarire, e sicuramente andremo avanti a farlo, l'impatto concreto di questo spreco che oggi Bosch stessa (insieme ad altri costruttori) sta ammettendo.

Osserviamo che:
- nei cicli di misura i limiti alle emissioni sono da sempre al di sotto di un grammo al km, per tutte le sostanze;
- la norma Euro 6 prevede un massimo degli idrocarburi totali HC pari a 0,1 grammo, cioè 100 milligrammi;
- la benzina incombusta è composta per oltre la metà da sostanze notoriamente cancerogene;
- la quantità di NOx misurata su strada, in condizioni reali, nelle vetture diesel sottoposte a indagine a seguito del caso Volkswagen, è risultata compresa fra 0,08 e 0,5 grammi al km. Cioè quantità inferiori al grammo, per giunta di un gas (gli ossidi di azoto) che non è cancerogeno, che non contiene particolato e che può diventare un precursore del particolato solo se incontra proprio idrocarburi HC incombusti o volatili. In altre parole, senza HC nell'aria, gli NOx non producono neppure lo smog fotochimico.

Una nuova sonda Lambda

La sonda Lambda

Dal punto di vista tecnico il sistema adoperato per iniettare benzina in eccesso è quello di superare l’ostacolo rappresentato dalla sentinella preposta ad evitarlo, la sonda Lambda, il cui compito ufficiale è quello di non permettere miscela ricca. Ed è così che quando si preme a fondo l’acceleratore (in qualunque marcia) o quando si supera la velocità di 120 km/h, si aggiunge benzina al solo scopo di raffreddare pistoni e valvole e consentire di sviluppare maggior potenza.

C’era anche un’altra strada, logica: rinunciare ad aumenti eccessivi di potenza tali da provocare surriscaldamenti. Strada che avrebbe condotto a motori di grande cilindrata e di poca potenza, come ha scelto l’industria americana. Ma in Europa, il fisco ha sempre considerato la cilindrata un parametro per ricchi e lo ha tassato come la benzina. Così la concorrenza fra le Case non ha neppure preso in considerazione questa ipotesi. Una volta ottenuto da Bruxelles il nulla osta a salvaguardare i motori, il problema (di limitare le potenze) non si è più posto. 

Non solo, ma nessuno ha mai parlato in termini chiari dell’escamotage trovato. Neppure quando chi scrive, nell’ottobre 1992, pubblicava su Quattroruote una indagine, su 15 modelli a benzina, che rivelava lo spegnimento della sonda Lambda al di sopra di certe velocità. Indagine mai smentita neppure dalla Bosch, azienda che aveva inventato la sonda e ne deteneva l’esclusività mondiale.

Abbiamo ripreso su Automoto.it, nell’ottobre 2015, le tabelle fondamentali di quell’inchiesta, per chiarire l’aspetto trascurato del vero inquinamento e riequilibrare la bilancia rispetto alle facili sentenze di condanna (verso il diesel) emesse dopo l’affare Volkswagen.

Perché solo oggi?

Perché la Bosch ha parlato solo oggi? Semplice, perché è riuscita a inventare un dispositivo che può evitare lo spreco di benzina. E per presentarlo deve in qualche modo spiegare – purtroppo senza volerci fornire i dettagli – come e perché, dai tempi della marmitta catalitica (cioè dal 1992), si curavano le alte temperature mediante l’iniezione di benzina. Così Bosch ha messo a punto un sistema di iniezione ad alta pressione di acqua nebulizzata nel collettore di aspirazione, negli istanti precedenti l’aumento delle temperature. Il risultato è una dissociazione di H2O (nebulizzata) in idrogeno e ossigeno (gassosi), che provoca un raffreddamento repentino ed evita così il battito in testa. Ciò consente di progettare motori con rapporto di compressione più elevato e con miglior rendimento termodinamico. Anche H2 e O2 partecipano alla combustione, ma il vantaggio maggiore è aver evitato l’arricchimento della miscela fino al 20% e aver ridotto il consumo fino al 13%, come scrive la Bosch.

  • eddino, Milano (MI)

    Vedo i soliti schieramenti inconciliabili: Dieselisti e Benzinisti ad oltranza!
    La verità sta nel mezzo: entrambi i motori sono equamente inquinanti, però secondo me non è vero che i motori a benzina sono rimasti al 28% di efficienza, secondo me un po' di progresso lo hanno avuto e si sono avvicinati ai motori diesel, progresso però mangiato, sia per i benzina, sia per i diesel, da requisiti antinquinamento sempre più rigidi.
    Da una parte (Diesel) c'è un po' più particolato ed ossido d'azoto (ma a quanto pare i nuovi benzina a iniezione diretta emettono particolato anche loro, e l'ossido d'azoto creava problemi nella Los Angeles degli 70, quando c'erano auto non catalizzate, molti meno adesso ma nessuno lo dice...), ma dall'altra (motori a benzina) ci sono idrocarburi incombusti cancerogeni, ed un maggiore inquinamento da anidride carbonica, anch'essa inquinante perchè è un gas ad effetto serra...
    Intanto le nostre auto diventano sempre più complicate e sofisticate, in modo solo in parte giustificabile, visto che per esempio il particolato è prodotto solo in parte (a vlte neanche maggioritaria) dalle auto a gasolio.
    Ma secondo me c'è anche un altro problemino che non c'entra niente con l'inquinamento: che ogni 100 unità di petrolio greggio, sempre le stesse percentuali di benzina, gasolio, e kerosene si estraggono: se ci sono troppe auto che vanno a gasolio, i petrolieri si trovano sul gobbo benzina invenduta, se succede il contrario, si trovano troppo gasolio invenduto, e il GPL è non più del 2-3% del totale, quindi non si può incentivare troppo, e quindi spingono a volte sull'una e a volte sull'altro...
    E il metano non viene spinto secondo me per altre ragioni politiche, visto che non viene estratto dal petrolio e prodotto da paesi differenti...
    Noto anche che qualcuno parla di alcool invece della benzina e dei problemi correlati per chi già lo usa in Brasile: guardate che: 1) In Francia la benzina a 95 ottani è (almeno dove sono stato io) solo E10, cioè con il dieci percento di alcool, ma in compenso i motori delle auto più recenti sono quasi tutti dati come compatibili (o almeno si spera) con questo tipo di benzina, e prima poi questa tendenza si diffonderà nel resto d'Europa, dato che ho vista questa benzina frequentemente anche in Germania. 2) Chi non vorrà la E10 perchè non la vuole per principio (riduce la potenza) o perchè ha l'auto troppo vecchia per essere compatibile dovrà acquistare per forza la benzina 98 ottani.
    In compenso Eni è uscita con un gasolio al 15% di origine rinnovabile, e di questo non parla nessuno, come se fosse un discorso trascurabile, mentre secondo me i carburanti da fonti rinnovabili sia "benzina" che Diesel dovrebbero entrare a par parte della discussione visto che stanno cercando in certi casi di imporli come con l'E10, e visto che le auto elettriche inquineranno meno, forse, ma hanno tutt'ora problemi di durata, ricarica, e costo delle batterie che non so fino a che punto saranno risolti con il progresso delle tecnologie.
  • Paolo N, Milano (MI)

    Articolo un po' "sensazionalistico" a mio avviso, dato che per chi mastica qualcosa di motori è una cosa risaputa.
    Come dice bene Solorrè, negli ultimi motori a benzina il funzionamento in "open-loop" è limitato quasi sostanzialmente alla piena potenza. D'altra parte il funzionamento in "closed-loop", cioè con controllo del titolo tramite sonda, non significa automaticamente che si viaggi a lambda = 1 (cioè rapporto stechiometrico perfetto). E' anche vero che i costruttori cercano di avvicinarsi a 1 il più possibile, perchè sono migliori l'efficienza della combustione ed i consumi. Per dire, il 1750 turbo di Alfa Romeo viaggia a lambda 1 fino a circa i 3000 giri, che in sesta significa tranquillamente velocità autostradali.

    Al di là di questo, come evidenziato da qualcuno in altro commento, è il metano che andrebbe sfruttato di più. Potere antidetonante molto più elevato delle benzine, quindi detonazione praticamente sconosciuta anche nei motori turbo, percià titolo stechiometrico anche a piena potenza! E appunto, con i moderni turbo si hanno anche motori prestazionali come le controparti a benzina...
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