I gas di scarico delle automobili derivano dalla combustione dei carburanti nei motori termici. Questi gas, rilasciati nell’atmosfera, hanno un impatto significativo sull’ambiente e sulla salute umana. La composizione del gas di scarico e gli effetti delle principali sostanze emesse vengono analizzati in dettaglio.

Composizione dei gas di scarico

I gas di scarico delle automobili sono una miscela complessa di varie sostanze, alcune innocue e altre potenzialmente dannose. La composizione esatta può variare in base al tipo di motore, al carburante utilizzato e alle condizioni di funzionamento del veicolo. Tuttavia, è possibile identificare alcuni componenti principali:

acqua (H2O): prodotto naturale della combustione, rappresenta una parte significativa dei gas di scarico, soprattutto nei motori a benzina;
azoto (N2): costituisce la maggior parte dei gas di scarico, provenienti principalmente dall’aria aspirata dal motore;
anidride carbonica (CO2): principale prodotto della combustione completa dei carburanti fossili, contribuisce all’effetto serra. Questo gas è responsabile del riscaldamento globale poiché intrappola il calore nell’atmosfera;
sostanze inquinanti: rappresentano circa l’1-1,5% dei gas di scarico, ma sono il componente più preoccupante per l’ambiente e la salute.
Tra le sostanze inquinanti più rilevanti troviamo:
monossido di carbonio (CO);
idrocarburi incombusti (HC);
ossidi di azoto (NOx);
particolato carbonioso (PMx);
ossidi di zolfo (SOx).

Ognuna di queste sostanze ha caratteristiche ed impatti specifici che meritano un’analisi approfondita.

Monossido di carbonio: il pericolo invisibile

Il monossido di carbonio (CO) è uno dei componenti più pericolosi dei gas di scarico. Questo gas incolore, inodore e insapore è particolarmente insidioso per diversi motivi:

legame preferenziale con l’emoglobina: il CO si lega all’emoglobina del sangue con una forza 200 volte superiore rispetto all’ossigeno. Questa caratteristica permette al monossido di carbonio di soppiantare rapidamente l’ossigeno, formando carbossiemoglobina e ostacolando così il trasporto di ossigeno ai tessuti;
effetti sulla salute: l’esposizione al monossido di carbonio può causare una serie di sintomi, dalla semplice stanchezza e mal di testa fino a gravi problemi neurologici e cardiovascolari. Nei casi estremi, può portare alla morte per asfissia;
concentrazione critica: una concentrazione di CO superiore all’1,20% nell’aria può causare stati di incoscienza e asfissia in pochi minuti. Questo lo rende particolarmente pericoloso in ambienti chiusi o scarsamente ventilati;
stratificazione al suolo: essendo più pesante l’aria, la CO tende a stratificarsi al suolo. Questo lo rende particolarmente pericoloso per i bambini e gli animali domestici, che si trovano più vicini al livello del terreno;
difficoltà di rilevamento: la sua natura inodore e incolore lo rende difficile da rilevare senza appositi strumenti, aumentando il rischio di esposizione involontaria.

Per questi motivi, è fondamentale garantire una corretta manutenzione dei veicoli e assicurare una buona ventilazione negli ambienti chiusi dove possono accumularsi gas di scarico.

Idrocarburi: dall’energia ai rischi per la salute

Gli idrocarburi (HC) sono composti chimici formati da atomi di carbonio e idrogeno. Nei gas di scarico, il carburante non viene completamente bruciato durante il processo di combustione. La loro presenza nello scarico è problematica per diversi motivi:

potenziale energetico: gli HC sono la fonte primaria di energia dai combustibili fossili. La loro presenza nello scarico del gas indica una combustione incompleta nel processo e uno spreco di energia potenziale;
creazione di smog urbano: quando gli idrocarburi si mescolano con altri inquinanti nell’aria e sono esposti alla luce del sole, possono generare una nebbia tossica denominata smog. Questo fenomeno è particolarmente diffuso nelle metropoli e può provocare difficoltà respiratorie e diminuire la visibilità;
pericoli per la salute: alcuni HC presenti nel gas di scarico, in particolare sostanze come il benzene, possono causare il cancro. Respirare questi gas per lungo tempo può aumentare il rischio di sviluppare leucemia e altri tipi di tumore;
benzene: è considerato uno degli idrocarburi più pericolosi nei gas di scarico. L’organizzazione mondiale della sanità lo ha identificato come una sostanza che sicuramente può causare il cancro negli esseri umani;
benzopirene: questa è un’altra sostanza nociva presente nel gas di scarico. È particolarmente pericoloso perché può danneggiare il nostro DNA, aumentando così il rischio di sviluppare il cancro;
effetti sulla salute: oltre ai rischi di cancro, l’esposizione a queste sostanze può irritare gli occhi e le vie respiratorie, causare cefalea, nausea e altri disturbi.

La riduzione delle emissioni di HC richiede una combinazione di tecnologie per il controllo delle emissioni, come i catalizzatori, e perfezionamenti nell’efficienza della combustione dei motori.

Composti di azoto e zolfo: problemi per la respirazione e precipitazioni dannose

I composti di azoto (NOx) e zolfo (SOx) sono sostanze nocive che si trovano nei tubi di scappamento delle auto. Questi gas hanno effetti negativi sia sulle persone che sull’ambiente:
composti di azoto (NOx):

origine: si creano quando il motore scalda molta aria, facendo reagire l’azoto con l’ossigeno;
danni alla salute: possono far cadere, peggiorare problemi come l’asma e rendere più facile ammalarsi di raffreddore o influenza;
nebbia inquinante: quando il sole colpisce questi gas mescolati ad altre sostanze, si forma una foschia nociva;
pioggia dannosa: aiutano a creare la pioggia acida, che rovina piante, edifici e statue.

composti di zolfo (SOx):

provenienza: nascono bruciando carburanti che contengono zolfo, come il gasolio;
fastidi respiratori: fanno tossire e respirare male, soprattutto chi ha già problemi ai polmoni;
pioggia dannosa: come gli NOx, contribuire a formare la pioggia acida;
polveri sottili: nell’aria si trasformano in minuscole particelle che inquinano ancora di più.

Per ridurre questi gas nocivi, sono state create delle regole più severe per le auto. Nuove tecnologie come filtri speciali per NOx e carburanti con meno zolfo hanno contribuito a ridurre queste emissioni negli ultimi anni.

Polveri sottili: le minuscole particelle pericolose

Il particolato (PMx) è un elemento importante dei gas di scarico, soprattutto nei motori diesel. Queste particelle microscopiche sospese nell’aria possono causare seri problemi alla salute e all’ambiente:

tipi di particelle: le polveri sottili si dividono in base alla loro grandezza. Le PM10 (più piccole di 10 micrometri), PM2.5 (sotto i 2.5 micrometri) e le particelle ultrafini (meno di 0.1 micrometri) sono le più dannose per la salute;
rischi per i polmoni: le particelle più piccole possono arrivare in profondità nei polmoni e persino nel sangue, causando difficoltà respiratorie e problemi al cuore;
danni alla salute: respirare queste polveri può aumentare il rischio di malattie polmonari, problemi cardiaci, ictus e alcuni tipi di tumore;
effetti sull’ambiente: le polveri sottili possono rendere l’aria meno limpida, riducendo la visibilità e influenzando il clima;
trasporto di sostanze nocive: queste particelle possono attirare altre sostanze tossiche e portarle più in profondità nel nostro corpo quando respiriamo.

Per ridurre queste emissioni dannose, sono state create delle norme più severe che hanno portato all’uso di filtri speciali detti filtri antiparticolato (FAP) nelle auto diesel moderne.

Impatto ambientale e soluzioni future

L’emissione di questi gas inquinanti ha spinto l’industria automobilistica e i legislatori verso la ricerca di soluzioni più sostenibili. Ecco alcune delle principali direzioni in cui si sta muovendo il settore:

elettrificazione: lo sviluppo di veicoli elettrici a batteria (BEV) e ibridi plug-in (PHEV) sta riducendo drasticamente le emissioni dirette dei veicoli;
celle a combustibile: la tecnologia dell’idrogeno offre un’alternativa a zero emissioni con tempi di rifornimento rapidi;
miglioramento dei motori a combustione: l’ottimizzazione dei motori tradizionali, inclusi sistemi start-stop e tecnologie di iniezione avanzate, sta riducendo le emissioni;
sistemi di post-trattamento: catalizzatori più efficienti, filtri antiparticolato e sistemi SCR stanno riducendo le emissioni nocive;
carburanti alternativi: l’uso di biocarburanti e gas naturale può ridurre le emissioni di CO2 e alcuni inquinanti;
normative più stringenti: standard di emissione come euro 6d e i futuri euro 7 stanno spingendo l’industria verso soluzioni sempre più pulite;
mobilità intelligente: i sistemi di gestione del traffico e car sharing possono ridurre le emissioni complessive ottimizzando l’uso dei veicoli.

Conclusione

Capire bene cosa contengono i gas di scarico e come influenzano l’ambiente e la salute è fondamentale per sviluppare tecnologie più pulite e politiche efficaci. Mentre ci muoviamo verso un futuro con una mobilità più sostenibile, è importante trovare un equilibrio tra la necessità del trasporto e la protezione dell’ambiente e della salute pubblica.