In verità, le emissioni di un’auto individuale sono relativamente basse, rispetto ad altre fonti di inquinamento. Ma quando centinaia di migliaia di persone sono sedute ciascuna in un’auto, riempiendo un’autostrada alla massima capacità, gli effetti cumulativi sono enormi. Mentre sei seduto in un ingorgo, guardando il fumo che esce dal tubo di scappamento di fronte a te e che sale per unirsi allo smog nel cielo, pensa per un momento a cosa sia quel fumo. Potrebbe non sembrare molto, ma quel fumo ha fatto molta strada da quando è stato spinto attraverso il motore dell’auto pochi istanti prima.

La preoccupazione per gli effetti delle nostre automobili sull’ambiente non è nuova. La versione del 1970 del Clean Air Act ha dato all’EPA la sua vasta autorità per regolare le emissioni automobilistiche. Con l’avanzare della tecnologia, l’EPA ha spinto per standard più severi. E mentre le nuove auto sono molto più pulite di quelle di 40 anni fa, la gente tende a guidare per distanze maggiori e molto più spesso oggi, contribuendo a molto più inquinamento. Il Clean Air Act è stato rinnovato e ampliato nel 1977, e poi di nuovo nel 1990.

I produttori di automobili e i fornitori di parti hanno dovuto tenere il passo con questi cambiamenti, e come si può immaginare, anche il sistema di scarico di un’auto ha dovuto evolversi notevolmente.

Componenti di uno scarico – Tubi fumanti

Il sistema di scarico è composto principalmente da tubi di diverse forme, ciascuno progettato per connettersi l’uno all’altro, e ciascuno modellato per conformarsi a una parte specifica della parte inferiore dell’auto (i tubi sono spesso piegati per avvolgere o altrimenti adattarsi ad altri componenti vicini dell’auto, come gli assi). Ogni tubo è responsabile dello spostamento dei gas di scarico verso la parte posteriore, ma molti dei segmenti sono specializzati. In altre parole, dall’esterno, il sistema sembra semplicemente un mucchio di segmenti di tubo collegati che vanno dal vano motore al paraurti posteriore, anche se alcuni servono uno scopo aggiuntivo mentre lo scarico scorre attraverso quel particolare tubo.

Per esempio, il tubo a Y (che è semplicemente, beh, un tubo a forma di Y) potrebbe essere installato in modo che l’estremità con due aperture si avviti a due aperture corrispondenti nel collettore di scarico, combinando i rifiuti del motore per procedere attraverso il sistema. Oppure, se installato all’estremità posteriore dell’auto, un tubo a Y può aiutare a creare un sistema di scarico doppio con un tubo di scarico su ogni lato dell’auto (per un look sportivo spesso ricercato). I tubi intermedi possono essere attaccati al silenziatore o al risuonatore, che sono altri importanti componenti del sistema (arriveremo a questi nella prossima pagina). I tubi di bilanciamento, che si trovano nei sistemi di scarico doppi, aiutano a equalizzare gli impulsi di scarico che viaggiano sotto il lato del guidatore e del passeggero dell’auto. I tubi dell’air gap sono tubi specializzati annidati che fungono da scudo termico e isolante, fornendo uno strato extra per il flusso d’aria. E il tubo di scarico, che tipicamente sbircia da sotto il paraurti posteriore, di solito ha un’apertura più grande e potrebbe essere fatto di metallo dall’aspetto più sostanziale, per dare l’aspetto di uno scarico performante che è una caratteristica comune delle auto di fascia alta.

Anche se potrebbe sembrare inefficiente avere una tonnellata di tubi invece di uno solo, in realtà tutti quei segmenti hanno uno scopo. Per prima cosa, piegare i tubi è un lavoro duro, ed è più facile collegare piccoli segmenti angolati a tubi dritti piuttosto che modellare un tubo lungo, costoso e pesante per adattarsi ad ogni contorno di un’auto. Inoltre, i componenti del sistema di scarico si consumano a intervalli regolari (a seconda, ovviamente, del produttore, dei materiali, delle condizioni di guida e dei fattori ambientali). È più facile e meno costoso sostituire un segmento di tubo arrugginito, una marmitta ammaccata o un convertitore catalitico usurato piuttosto che installare un intero sistema nuovo.

Potreste chiedervi come tutti quei tubi si incastrino insieme. Beh, alcune estremità si sovrappongono, mentre altre sono accoppiate end-to-end; ma non senza un po’ di assistenza.

Altri componenti di scarico — Testate, appendici e altro

La marmitta è un’altra parte fondamentale del sistema di scarico della tua auto.

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Abbiamo parlato prima dei vari tubi, perché sono i componenti più visibili e prevalenti del sistema di scarico, e perché sono dappertutto. Ma il sistema di scarico inizia davvero dalla testata di scarico (nota anche come collettore di scarico). La testata ha l’aspetto di una serie di tubi adiacenti attaccati insieme (anche se spesso è fatta di metallo fuso resistente). Raccoglie lo scarico direttamente dal motore, quindi è progettata in modo che ogni apertura si accoppi con una delle porte di scarico del motore, con flange che formano un sigillo stretto per evitare che lo scarico esca. Da qui, lo scarico inizia il suo flusso attraverso i vari tubi e altri componenti.

Le guarnizioni che sono montate tra ogni tubo giocano un ruolo molto importante. È difficile, se non impossibile, formare una perfetta tenuta metallo-metallo, quindi le guarnizioni sono inserite tra ogni connessione per evitare che i gas velenosi escano prematuramente. Sono fatte di fibra o altri materiali pesanti e resistenti al calore, che hanno abbastanza flessibilità da comprimere leggermente quando i tubi sono serrati insieme. Questo aiuta a formare una chiusura ermetica.

La marmitta è un’altra parte fondamentale del sistema di scarico. Si presenta come una grande camera rotonda o ovale (di solito, ma non sempre, si trova vicino alla parte posteriore dell’auto). Quella camera ha un design molto complesso, però – è responsabile del silenziamento della maggior parte del rumore del motore, anche se deve permettere allo scarico di continuare a fluire senza problemi. Una serie di camere e tubi, riempiti di roccia, lana o fibre sintetiche, assorbe e controlla il rumore. E non è tutto: la marmitta deve essere ragionevolmente resistente a danni, corrosione e ritenzione di calore. Il risuonatore è un componente secondario o sostitutivo per l’eliminazione del suono, usato per aumentare la marmitta, o nei casi in cui lo spazio è limitato potrebbe anche essere usato al posto della marmitta.

I convertitori catalitici, che sono diventati comuni negli anni ’70, sono il mezzo principale e più efficiente per ridurre il livello di tossine nello scarico di un’auto. L’interno di un convertitore catalitico (o “cat”) è rivestito di metalli. Diversi tipi di catalizzatori usano diverse combinazioni di platino, palladio e rodio. Prima che lo scarico raggiunga il catalizzatore, contiene una potente e super-tossica combinazione di monossido di carbonio, ossido di azoto e idrocarburi. (Quando portate la vostra auto a fare il test delle emissioni, questi sono i livelli chimici che vengono testati). Quando questi veleni entrano in contatto con i metalli che rivestono l’interno del gatto, avviene una reazione chimica che rende i gas di scarico meno nocivi. Man mano che lo scarico passa attraverso il gatto, il livello di sostanze chimiche dovrebbe ridursi abbastanza da rispettare le norme governative.

Abbiamo già parlato delle guarnizioni, ma il sistema di scarico richiede altri pezzi fondamentali di hardware. Le flange servono generalmente allo stesso scopo delle guarnizioni, ma queste sono fatte di metallo (e a volte sono formate direttamente sull’estremità di un tubo). Morsetti e staffe assortiti montano i pezzi di scarico insieme e li tengono al veicolo, e i ganci di scarico letteralmente appendono i tubi al sottoscocca dell’auto, con abbastanza forza per tenerli in posizione ma anche abbastanza flessibilità per sopportare il movimento causato dalla guida. E infine, ma non meno importanti, gli scudi termici: Piastre di metallo (a volte isolate) che sono usate come una barriera extra ogni volta che le parti calde dello scarico sono particolarmente vicine ad un’altra parte dell’auto o direttamente sotto l’abitacolo.

Il percorso di uscita

Se un motore funzionasse perfettamente, brucerebbe tutto il suo carburante disponibile durante i suoi cicli, convertendo tutte le parti sporche in una fonte di energia. Tuttavia, gli avanzi esistono come inquinanti perché un motore semplicemente non può essere progettato per funzionare perfettamente – ci sono troppe variabili. Una certa quantità di carburante rimarrà sempre incombusto o parzialmente bruciato, e questi resti devono essere rapidamente elaborati fuori dal veicolo, sotto forma di scarico, per fare spazio al prossimo ciclo di combustione del motore.

Come abbiamo detto prima, lo scarico esce prima dal motore ed entra nel sistema attraverso il collettore di scarico. Da lì, viaggia lungo il sistema attraverso tubi interconnessi fino ad uscire attraverso il tubo di scarico, vicino al paraurti posteriore. I tubi stessi in realtà aiutano a raffreddare lo scarico, ma sono soprattutto un modo per lo scarico di viaggiare verso (e attraverso) il convertitore catalitico e la marmitta.

Il gatto deve essere il più vicino possibile al motore, perché non è pienamente funzionale finché non sale alla temperatura di esercizio. In molti casi, il produttore mette il gatto poco dopo il collettore, così il calore del motore aiuta a riscaldare il gatto e a portarlo rapidamente alla temperatura.

Dopo che i gas passano attraverso il gatto, che brucia e rimuove fino al 90% delle tossine dello scarico, la prossima priorità è filtrare il suono del motore. Il silenziatore e il risuonatore sono di solito situati subito dopo il gatto. Ci sono molte variazioni su questa combinazione – alcune leniscono lo scarico il più possibile, mentre altre sono specificamente sintonizzate per toni aggressivi. Da lì, lo scarico si muove attraverso il resto dei tubi fino a quando esce dall’auto.

Con tutte quelle sostanze chimiche che turbinano intorno, è una bella impresa che il sistema di scarico funzioni così bene come fa. Un sistema di scarico ben mantenuto dovrebbe durare due o tre anni, ma i tubi subiscono danni sia all’interno che all’esterno. All’esterno, sono suscettibili alle condizioni della strada, come l’impatto dei detriti e i fattori ambientali, come la neve, il ghiaccio e il sale stradale.

Tuttavia, una causa più sostanziale del degrado del sistema di scarico è interna, e non può essere vista finché i tubi non sono corrosi dalla ruggine. Sappiamo che quando il motore brucia il carburante per produrre energia, rimangono dei sottoprodotti di questo processo – ecco perché il sistema di scarico è necessario. Uno di questi sottoprodotti è l’umidità acida, ed è davvero dannosa per il metallo. Sfortunatamente, non c’è proprio modo di mantenere pulito l’interno dei tubi.

Quando un tubo di scarico marcisce o una connessione si allenta, si verifica una perdita dallo scarico. Una perdita è quasi sempre immediatamente evidente con un suono forte e odioso e, possibilmente, problemi di guidabilità come una fluttuazione intermittente della potenza. Ma, che ci crediate o no, questi non sono i veri problemi. Diventa un po’ più serio se la perdita si verifica prima del convertitore catalitico, il che significa che lo scarico non viene elaborato correttamente e tutte quelle sostanze chimiche calde si riversano ovunque nell’atmosfera. È sempre una buona idea far riparare le perdite il prima possibile per evitare di sottoporre voi stessi, i vostri passeggeri e l’ambiente circostante a fumi di scarico non filtrati.

Mantenere i tubi puliti

Quelle punte di scarico cromate non ingannano davvero nessuno.

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I motori diesel, spesso accusati di livelli sproporzionatamente alti di emissioni tossiche, possono trovare la loro reputazione salvata in qualche modo da nuovi e migliori filtri di scarico che sostengono di ridurre le emissioni di circa il 25 per cento, con l’ulteriore vantaggio di aumentare il risparmio di carburante. Diverse case automobilistiche con una storia di offerta di modelli diesel hanno introdotto sistemi simili che combinano convertitori catalitici ad alta potenza con filtri antiparticolato diesel. La linea di turbodiesel BlueMotion della Volkswagen (venduta soprattutto in Europa e Sud America) e i diesel BlueTec della Mercedes sono due esempi. In molti casi, questi componenti OEM e modelli di auto usano la riduzione del peso e altre tecniche di ottimizzazione per migliorare l’efficienza complessiva.

Migliorare l’efficienza dei gas di scarico è fondamentale per ottenere il massimo dalla vostra auto, e ci sono anche modi per migliorare una vecchia auto (supponendo che sia in buone condizioni generali – un sistema di scarico performante non farà miracoli su una vecchia carretta). Un meccanico di solito può ordinare parti di ricambio originali identiche, ma ci sono anche alternative da fornitori di parti di prestazioni aftermarket che spesso danno all’auto un lifting (almeno, per quanto il sottoscocca dell’auto possa essere agghindato, comunque). Ci sono diversi vantaggi spesso menzionati dei sistemi di scarico ad alte prestazioni. I produttori aftermarket sono ben consapevoli che l’esperienza uditiva è fondamentale per una guida piacevole, e permette anche ai conducenti vicini di sapere che un po’ di denaro in più è stato speso sulla macchina. La maggior parte dei produttori offre una varietà di sistemi che vanno da un suono sottile a un ruggito completo. Un buon scarico aftermarket può migliorare la risposta dell’acceleratore (quanto velocemente, e senza intoppi, l’auto reagisce alla pressione applicata al pedale del gas) e dare una spinta alla potenza. Alcuni sistemi possono anche migliorare il risparmio di carburante. Gli scarichi ad alte prestazioni sono in grado di fornire questo aumento di potenza perché sono meno restrittivi degli scarichi di serie. Se il motore può spingere fuori più aria (il che significa anche che può prendere più aria) questo aiuta il motore a fare più potenza. Ma contrariamente a quanto si potrebbe pensare, un sistema totalmente a flusso libero sarà controproducente. Gli scarichi aftermarket sono progettati per fornire la giusta quantità di contropressione in modo che il motore non finisca per funzionare al di sotto del picco di potenza. Ecco perché è importante sceglierne uno progettato e ottimizzato per il tuo veicolo specifico. E prima di andare a strappare i vostri tubi di scarico, assicuratevi che il sistema che volete sia legale per la strada e non causerà alla vostra auto di fallire il suo test delle emissioni.

Capite anche che un vero sistema di scarico di prestazioni non può fornire vantaggi strabilianti per un investimento banale. Diffidate dei prodotti a buon mercato come i componenti del sistema di scarico “performance” a clip o a vite o le punte di scarico che pretendono di dare l’aspetto di un sistema di prestazioni completo. Non aiuteranno la guidabilità dell’auto e possono persino ostacolarla aggiungendo peso extra e resistenza al vento. E inoltre, quelle punte vistose non ingannano proprio nessuno.