Protossido di azoto (N2O)

Il protossido di azoto è un gas incolore, di formula chimica N2O, diventato una delle scorciatoie più evocative verso la potenza supplementare negli ambienti delle elaborazioni e delle competizioni. Non si tratta di un carburante e non brucia da solo: la sua funzione è quella di trasportare ossigeno. La potenza di un motore è limitata in modo fondamentale dalla quantità di carburante che riesce a bruciare, e bruciare carburante richiede ossigeno. Di norma quell'ossigeno proviene dall'aria aspirata nei cilindri, composta in volume da circa il 21 per cento di ossigeno. Il protossido serve proprio a superare questo collo di bottiglia: introducendo una sostanza che libera ossigeno aggiuntivo all'interno della camera di combustione, è possibile immettere e bruciare più carburante, liberando più energia a ogni ciclo.

Il meccanismo dipende da ciò che accade all'N2O sotto l'effetto del calore. Conservato come liquido in pressione all'interno di una bombola, viene iniettato nel condotto di aspirazione e, quando le temperature di combustione superano all'incirca i 300 gradi Celsius, la molecola si scinde in azoto e ossigeno. Questa decomposizione produce due effetti utili contemporaneamente. Libera ossigeno disponibile, portandone la proporzione ben oltre il 21 per cento dell'aria ambiente, mentre la vaporizzazione del liquido raffredda in modo netto la carica in ingresso. Una carica più densa e fredda concentra nel cilindro un maggior numero di molecole di ossigeno, amplificando l'effetto. È fondamentale che il protossido sia sempre accompagnato da carburante supplementare: iniettarlo senza arricchire la miscela genererebbe semplicemente una combustione pericolosamente magra e distruttiva.

Il risultato è un aumento drastico e pressoché immediato della potenza, spesso indicato in valori che vanno da un modesto incremento di 25 cavalli fino a diverse centinaia su motori pesantemente elaborati. Poiché l'impianto può essere predisposto per attivarsi alla pressione di un pulsante, eroga potenza a richiesta anziché aumentarla gradualmente con il regime. Questa caratteristica ne ha fatto il segno distintivo delle gare di accelerazione, dove il gas è spesso commercializzato e conosciuto con il marchio NOS. Una singola erogazione perfettamente cronometrata lungo la pista è esattamente il tipo di impiego in cui il protossido rende al meglio.

Proprio questo punto di forza ne costituisce anche il limite principale. La scorta è finita, vincolata alla dimensione della bombola a bordo, perciò un'erogazione di protossido dura secondi anziché minuti e va ripristinata con un rifornimento. A differenza della sovralimentazione, non offre alcun guadagno continuo. Gli impianti si distinguono in linea di massima tra kit umidi, che introducono protossido e carburante insieme, e kit secchi, che si affidano all'impianto di alimentazione del motore stesso per arricchire la miscela, mentre le soluzioni direct-port alimentano ogni cilindro singolarmente per ottenere le erogazioni più elevate e uniformi.

L'energia supplementare liberata sottopone il motore a sollecitazioni reali. Pressioni e temperature nei cilindri nettamente più alte possono provocare detonazione, pistoni fusi, bielle rotte o valvole bruciate se l'alimentazione, l'anticipo di accensione o il rapporto di compressione non vengono gestiti per il carico aggiuntivo. Per questo motivo il protossido è considerato un dispositivo di potenza distinto dal turbocompressore o dal compressore volumetrico, che comprimono meccanicamente più aria e offrono una spinta continua anziché momentanea. Usato con giudizio, è uno dei modi più economici per trovare grandi quantità di cavalli; usato con leggerezza, è uno dei più rapidi per distruggere un motore.