Riduzione catalitica selettiva (SCR)

La riduzione catalitica selettiva è la principale tecnologia impiegata per controllare gli ossidi di azoto dei moderni motori diesel, e la sua larga diffusione è conseguenza diretta dell'inasprimento dei limiti di emissione introdotti con la normativa Euro 5 e, in modo ancora più stringente, Euro 6. La combustione diesel avviene ad alte temperature e con eccesso d'aria, condizioni che favoriscono la formazione di ossidi di azoto pur migliorando l'efficienza. La SCR esiste per spezzare il legame tra combustione magra efficiente e NOx nocivi, consentendo ai costruttori di tarare il motore per i consumi pur rispettando i limiti di legge allo scarico.

Al cuore del sistema c'è una reazione chimica di riduzione. Una quantità dosata di soluzione acquosa di urea, venduta con il nome commerciale di AdBlue e conforme allo standard ISO 22241 con il 32,5 per cento di urea, viene iniettata nel flusso caldo dei gas di scarico a monte di un catalizzatore dedicato. Il calore decompone l'urea in ammoniaca e, sulla superficie del catalizzatore, di norma a base di vanadio o di zeolite al rame, l'ammoniaca reagisce con gli ossidi di azoto. I prodotti sono semplicemente azoto biatomico, che già costituisce la maggior parte dell'aria che respiriamo, e vapore acqueo. Una centralina di dosaggio regola di continuo la portata di iniezione dell'AdBlue grazie ai segnali di sensori NOx posti prima e dopo il catalizzatore, assicurando ammoniaca sufficiente alla reazione senza lasciarne un eccesso che sfuggirebbe non convertito.

Il beneficio pratico è notevole: un sistema SCR ben progettato può abbattere la grande maggioranza degli NOx, spesso indicata attorno al 90 per cento o più in condizioni favorevoli. È questo che permette a grandi berline diesel, SUV e veicoli commerciali di restare omologati in un quadro normativo sempre più severo, e che sostiene l'utilità del diesel per le percorrenze elevate e il traino, dove la sua coppia e i suoi consumi sono difficili da eguagliare.

La SCR raramente lavora da sola. Fa parte di una catena di post-trattamento a più stadi in cui il ricircolo dei gas di scarico riduce la formazione di NOx all'interno del cilindro, un catalizzatore ossidante elimina il monossido di carbonio e gli idrocarburi incombusti, e un filtro antiparticolato trattiene la fuliggine. La SCR cattura poi gli ossidi di azoto residui più a valle. Le prove sulle emissioni in condizioni reali di guida hanno spinto i costruttori a rendere questi sistemi attivi in un intervallo di temperature e carichi assai più ampio rispetto alle vecchie tarature pensate per il laboratorio.

Per il proprietario il sistema comporta alcuni obblighi. Il serbatoio dell'AdBlue va rabboccato periodicamente, di norma ogni qualche migliaio di chilometri a seconda dello stile di guida, e lasciarlo a secco impedisce per legge il riavvio del motore una volta spento. Il fluido può cristallizzare attorno agli iniettori e congela sotto i circa undici gradi sotto zero, perciò serbatoio e condotti sono solitamente riscaldati. Guasti ai sensori e cristallizzazioni sono tra gli interventi in officina più frequenti legati alla SCR. Compresa a fondo, però, la SCR è uno dei dispositivi di ingegneria ambientale più silenziosi ed efficaci di un'auto moderna.