Materiali di esercizio e lubrificanti: ecocompatibilità ed efficienza energetica in primo piano

Con l’incessante progresso tecnico delle propulsioni migliorano costantemente anche i materiali d’esercizio e i lubrificanti, come ad esempio il liquido dei freni, il refrigerante o l’olio motore.

Per il perfezionamento dei materiali d’esercizio e dei lubrificanti non è importante solo la maggiore potenza ed efficienza dei motori, ma anche la protezione della catena cinematica dall’usura e dai depositi.

In tempi di riscaldamento globale la protezione dell’ambiente acquista sempre più un’importanza. È dunque ovvio che il perseguimento di una maggiore efficienza energetica miri a un utilizzo sempre più parsimonioso delle risorse disponibili. La ricerca di nuovi carburanti alternativi è quindi un ulteriore compito strategico degli esperti. Altrettanto importante è l’ecocompatibilità dei lubrificanti e dei materiali d’esercizio dal punto di vista della produzione, dello smaltimento e della biodegradabilità.


Il diesel per i tragitti lunghi

Molti automobilisti e soprattutto il ramo dei trasporti optano per i diesel quando devono acquistare dei veicoli nuovi. Quelli moderni presentano infatti un rendimento più elevato rispetto ai loro corrispondenti a benzina. E di conseguenza consumano circa il 20 per cento in meno di carburante e producono il 10 per cento in meno di CO2. I diesel sono dunque predestinati per i lunghi tragitti.


Carburanti alternativi

Oltre ai due carburanti «tradizionali» ne esistono altri alternativi. Tra i fornitori di energia per la circolazione stradale rientrano ad esempio anche gas naturale (GNC e GNL), biogas, gas liquefatto (GPL), bioetanolo, biodiesel, idrogeno (H2) ed elettricità.

Un’alternativa davvero ecologica viene offerta solo da biogas, bioetanolo, biodiesel, idrogeno ed energia eolica, fotovoltaica o idraulica. Il gas naturale e il gas liquefatto sono invece fonti energetiche fossili (non rinnovabili) ma presentano comunque una combustione più pulita dei benzina e diesel. Aggiungendo poi dei biocarburanti il bilancio ecologico migliora notevolmente. Nel caso dei motori a idrogeno – indipendentemente se utilizzati in un motore a combustione, in una turbina a gas o in una pila a combustibile – l’alto fabbisogno di energia richiesto per la produzione e il trasporto di idrogeno grava sul bilancio ecologico, in sé e per sé ottimo.


Oli motore e cambi: tutto deve filare liscio come l’olio

Oggi lo sviluppo di nuovi propulsori si basa sull’abbattimento dei consumi di carburante e quindi delle emissioni di CO2. Il mercato è costantemente alla ricerca di oli motore e cambi a bassissima viscosità, cioè molto fluidi, che riducono al minimo l’attrito e quindi il consumo di carburante. Contemporaneamente, i moderni oli devono vantare un’elevata resistenza al taglio in modo da proteggere con affidabilità il motore e il cambio da un’eccessiva usura.

Una volta gli oli motore si dividevano in oli estivi e invernali, mentre oggi sono solo gli specialisti (ad esempio sport motoristici o spedizioni polari) che ricorrono ancora a questi oli «monograde». Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati oli motore «multigrade», indicati per tutte le stagioni.

Chi vuole viaggiare in modo particolarmente rispettoso dell’ambiente ricorre invece ai cosiddetti oli antifrizione, cioè prodotti con componenti estremamente fluidi. Ad essi vengono poi aggiunti degli additivi sofisticati che garantiscono la formazione di una pellicola lubrificante in qualsiasi condizione di esercizio.


Produttori svizzeri di oli minerali

La Svizzera è presente nel settore degli oli minerali addirittura con tre grandi nomi. Oltre al del gruppo Bucher AG Motorex, che commercializza i suoi prodotti in tutto il mondo, gli automobilisti svizzeri conoscono soprattutto due marche di lubrificanti: i prodotti omonimi del gruppo Panolin, una società a conduzione familiare con sede a Madetswil vicino a Zurigo, e i prodotti Midland, commercializzati dalla Oel-Brack AG con sede a Hunzenschwil.


Refrigeranti

Il refrigerante è un liquido che viene utilizzato nel climatizzatore e che raffredda l’aria fresca proveniente dall’esterno. In presenza di basse temperature e pressioni, i refrigeranti assorbono il calore dell’abitacolo per poi rilasciarlo nell’aria circostante quando temperature e pressione aumentano.

I liquidi refrigeranti possono generalmente essere di tipo naturale e artificiale. Il gruppo dei refrigeranti naturali comprende sostanze presenti in natura, come ad esempio diossido di carbonio, acqua, aria o ammoniaca. I refrigeranti sintetici vengono invece prodotti artificialmente.

Da alcuni anni è in corso una guerra dei refrigeranti a livello politico internazionale. Ecco gli antefatti: a causa della pericolosità del refrigerante R134a, che inquina l’ambiente 1430 volte di più del diossido di carbonio, nel 2006 l’UE aveva emanato il regolamento 842/2006. In virtù di quest’ultimo, dal 1o gennaio 2013 nei veicoli leggeri omologati dopo il 2011 possono essere utilizzati solo refrigeranti con un potere inquinante pari a massimo 150 volte quello del diossido di carbonio.

Nel 2008 i due gruppi chimici statunitensi Honeywell e Dupont hanno lanciato sul mercato il nuovo refrigerante R-1234yf (tetrafluorpropene), con un potere inquinante di appena quattro volte quello del CO2 e quindi compatibile con le nuove norme UE. Durante alcuni test presso la Daimler, è tuttavia emerso che questo refrigerante, dato come difficilmente infiammabile, prendeva improvvisamente fuoco in caso di impatto frontale. E avendo anche osservato che nel corso di una reazione chimica il tetrafluorpropene si trasformava nel velenosissimo e corrosivo acido fluoridrico, alcune case costruttrici sono ritornate al vecchio refrigerante, che nel frattempo non rispondeva più alle norme UE. Mentre altre case costruttrici hanno confermato l’uso sicuro del refrigerante R1234-yf, quelle che lo criticano hanno iniziato a sviluppare climatizzatori che sfruttano il CO2 come refrigerante e che sono ormai maturi per la produzione in serie.

A questa situazione è dovuto il fatto che oggi nelle autofficine si possono incontrare fino a tre refrigeranti diversi. In quelle specializzate in veicoli commerciali se ne aggiungono altri per l’impiego di sovrastrutture di refrigerazione.


Necessaria un’autorizzazione speciale

Anche la manutenzione del climatizzatore è una sfida per i garagisti svizzeri. A causa del suo impatto sull’ambiente e la sicurezza, in Svizzera i lavori sull’impianto di climatizzazione possono essere svolti esclusivamente da aziende in cui almeno una persona sia in possesso della relativa autorizzazione speciale. Inoltre, i fornitori di refrigeranti possono consegnare i loro prodotti esclusivamente a destinatari in possesso dell’autorizzazione speciale. Maggiori informazioni sono disponibili qui (login necessario).


Liquido dei freni

Il liquido dei freni ha la funzione di trasferire ai freni delle ruote la forza esercitata dal conducente o dal veicolo, il tutto lungo un’ampia fascia di temperature. Esso non deve tuttavia solo resistere alle alte temperature, ma anche proteggere da corrosione e usura. Inoltre deve presentare buone proprietà di lubrificazione, un’alta resistenza all’invecchiamento e un’elevata capacità di umidificazione e di aderenza. Con il passare del tempo i liquidi dei freni assorbono umidità, il che ha un impatto negativo sull’effetto frenante. Per questo motivo vanno sostituiti periodicamente, in genere ogni due anni.


Additivo per filtro antiparticolato

I gas di scarico dispersi da molti motori diesel moderni non raggiungono mai alte temperature neanche dopo un lungo viaggio. Questo fatto conferma il buon rendimento della propulsione ma rappresenta una sfida per la riduzione del particolato fine, affidata al filtro antiparticolato. Per questo motivo, in alcuni motori la temperatura necessaria per bruciare il particolato nel filtro (oltre 600 gradi Celsius) viene abbassata a 500 - 550 gradi Celsius con l’aiuto di un additivo aggiunto al carburante. Questo additivo, che viene trasportato a bordo in un serbatoio dedicato, deve essere rabboccato nel quadro della manutenzione ordinaria.

La maggior parte dei motori diesel con filtro antiparticolato fa ormai a meno di questo additivo. Posizionando infatti il filtro vicino al motore e utilizzando un apposito software si ottiene un aumento puntuale della temperatura dei gas di scarico.

AdBlue: riduzione del 90% circa degli ossidi di azoto

Una forma particolare di depurazione dei gas di scarico è data dalla tecnologia AdBlue. AdBlue è il nome commerciale di un liquido sintetico a base di urea che nei motori diesel riduce le emissioni di ossidi di azoto del 90 percento circa. Ciò avviene tramite una riduzione catalitica selettiva all’interno del cosiddetto catalizzatore SCR. I diritti sul marchio AdBlue sono di proprietà dell’associazione tedesca Verband der Deutschen Automobilindustrie (VDA). Negli USA viene pertanto usata la definizione Diesel Exhaust Fluid (DEF). All’inizio AdBlue è stato usato soprattutto nei veicoli utilitari pesanti che rispondevano alle norme sui gas di scarico Euro 5 ed Euro 6. Con l’introduzione della norma sui gas di scarico Euro 6 per veicoli leggeri, AdBlue diventa sempre più importante anche in questo segmento.
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