Dizionario
Gli idrocarburi incombusti sono composti chimici derivanti da una combustione incompleta di molecole contenenti carbonio e idrogeno. Quando si parla di emissioni allo scarico, vengono definiti HC, sigla che in realtà identifica più genericamente i vari tipi di idrocarburi. A questo proposito, va detto che le centraline di rilevamento dell'inquinamento atmosferico non misurano il
metano.
Quest'ultimo è un gas serra ma non ha effetti diretti sulla salute umana; tra gli HC è anche il più diffuso perché prodotto in grandi quantità da processi naturali, in particolare dalla fermentazione di sostanze organiche. Oltre al metano, nella nostra trattazione non consideriamo altri “HC” nocivi come i fluorocarburi (CFC) e le diossine della cui produzione il traffico veicolare è responsabile in minima parte.
Formazione di HC allo scarico: motori a benzina
Gli idrocarburi incombusti vengono emessi in particolare in combustioni a bassa temperatura o con ossigeno insufficiente. Nel primo caso il carburante tende a condensarsi lungo le pareti “fredde” del cilindro. Il secondo caso era tipico delle vecchie auto a benzina con carburazione “grassa”, cioè con rapporto aria/benzina inferiore a quello teoricamente necessaria per completare la combustione. In questo modo non c'è abbastanza ossigeno per bruciare tutti gli atomi di carbonio e idrogeno presenti nel carburante, favorendo la produzione di HC e ossido di carbonio (CO). In passato questo tipo di carburazione era spesso utilizzato per spremere qualche cv in più dai motori e per ridurre le temperature di parti delicate come le valvole, sfruttando il raffreddamento prodotto dall'evaporazione della benzina introdotta in eccesso. Cattive abitudini tecniche parzialmente corrette dal progresso motoristico, prima ancora dell'introduzione delle norme antinquinamento. Oggi la parte “ossidante” dei moderni catalizzatori trivalenti associati all'accurato controllo del rapporto aria/benzina riduce molto efficacemente le emissioni di HC (e di CO). A questo si aggiunge il miglior “sigillo” degli impianti di alimentazione, che riduce la fuoriuscita di vapori nocivi dovuti a inquinanti (come il benzene) già presenti in origine nel carburante. Oggi la maggior fonte di inquinamento da HC e CO nelle aree urbane sono i ciclomotori con motori a due tempi, dove in qualche fase la benzina aspirata può finire direttamente nello scarico senza nemmeno passare per la camera di combustione. Va notato che un ciclomotore 2 tempi “vale” una ventina di veicoli simili a 4 tempi quanto a emissioni di HC. Un contributo minore viene dalle vecchie auto non catalizzate. Queste ultime però sono le maggiori responsabili per quanto riguarda il solo benzene, seguite dai ciclomotori e, a livello nettamente più basso ma ugualmente significativo, dalle auto con catalizzatore, dove il benzene può crearsi a partire da altri idrocarburi.
Formazione di HC allo scarico: motori diesel
I diesel dell'epoca “pre Euro” hanno sempre avuto emissioni di HC e CO contenute in quanto la combustione avveniva – salvo problemi di messa a punto dell’iniezione – con un forte eccesso di aria e quindi di ossigeno, che risultava così sovrabbondante per le esigenze della combustione. Per contenere le emissioni di
ossidi di azoto (NOX) sotto i limiti delle recenti norme antinquinamento, questo eccesso è stato molto ridotto nei diesel per autotrazione. Al tempo stesso, però, si è generalizzato l’uso dei catalizzatori ossidanti, che riducono a livelli decisamente contenuti le emissioni di HC e CO.
Tipi di idrocarburi incombusti ed effetti sulla salute
Gli idrocarburi incombusti possono essere in forma gassosa, liquida o solida. Alcuni si trasformano in presenza di luce solare in altre sostanze nocive, come gli ossidanti fotochimici (perossidi, nitroaromatici ecc) che danneggiano la salute umana, la vita vegetale e alcuni materiali. Gli idrocarburi incombusti dalla tossicità più elevata sono oggetto di misurazioni specifiche. Tra questi molti appartengono alla famiglia degli “aromatici” come il benzene. Una sostanza che viene assorbita nel sangue tramite la respirazione e che, come confermano studi dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, ha proprietà cancerogene, favorendo l'insorgere della leucemia. Altri tipi di aromatici, i policiclici o IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici) hanno a loro volta proprietà cancerogene. Tra questi il più tossico, dannoso anche a concentrazioni modeste, risulta il benzopirene, molto diffuso e presente anche nel fumo delle sigarette.