Se si ascoltano gli annunci di molti costruttori e si considerano l’inasprimento delle norme sulle emissioni e il progressivo ostracismo di molte amministrazioni locali (e non solo), si potrebbe pensare che il motore che prende il nome dal suo ideatore, l’ingegner Rudolf Diesel, debba presto scomparire dai cofani delle automobili. Il propulsore a gasolio, tuttavia, ha fatto segnare enormi passi avanti in termini di pulizia dei gas di scarico e, per certe applicazioni, rappresenta ancora una soluzione vantaggiosa, tanto da far supporre che in realtà possa sopravvivere ancora a lungo. Vi spieghiamo come e perché. Prima, però, facciamo un breve ripasso della sua storia.

Per decenni non sulle auto. Brevettato nel 1892, il diesel per molto tempo ha avuto solo applicazioni stazionarie oppure su natanti e veicoli pesanti. Soltanto dopo più di quattro decenni, nel 1936, ha debuttato su una vettura, la Mercedes-Benz 260d: era equipaggiata con un quattro cilindri di 2.6 litri con 45 cavalli di potenza a 3.200 giri/min. E, anche se è stata prodotta fino al 1940 in soli 1.967 esemplari (la maggior parte dei quali utilizzati come taxi), ha posto le basi per quello che molti anni dopo sarebbe stato un grande successo.

Altri esempi in Italia e in Francia. Nel dopoguerra altri costruttori hanno seguito l’esempio della Mercedes e hanno montato motori a gasolio sulle automobili: in Italia lo fece la Fiat nel 1953, con la 1.400 dotata di un 1.901 cm3 da 40 CV (lo stesso dell’autocarro 615N) e in Francia la Peugeot, con la 403 nel 1959. In entrambi i casi la diffusione fu limitata.

Il motore a precamera della Mercedes-Benz 260d

La camera in più lo rende più appetibile. Denominatore comune dei diesel delle auto è stata l’adozione della precamera di combustione, un accorgimento escogitato dai tecnici per rendere il funzionamento più adatto alle esigenze di confort di una vettura. La combustione del gasolio iniettato direttamente nel cilindro, infatti, sui motori dell’epoca provocava rumorosità e vibrazioni elevate, il che non costituiva un problema sui mezzi da lavoro, ma era inaccettabile per un’automobile. La precamera migliorava sensibilmente il funzionamento del diesel. Si tratta di una cavità ricavata nella testata e in comunicazione con il cilindro: il combustibile viene iniettato nella precamera, inizia a bruciare e l’aumento di pressione che ne deriva viene limitato dalla piccola dimensione della sezione del condotto che collega la precamera stessa al cilindro. Il rendimento del diesel a precamera, meglio noto come a iniezione indiretta, è però inferiore ai motori a iniezione diretta, che da parte loro nel tempo hanno addolcito il funzionamento, grazie al miglioramento degli impianti di iniezione. Ciò ha fatto sì che, a partire dagli anni 90, la precamera sia stata progressivamente abbandonata.

La svolta con la sovralimentazione. La precamera rendeva il diesel più confortevole, ma le prestazioni restavano modeste: ancora negli anni 70 le auto a gasolio raggiungevano a malapena i 130 km/h e le accelerazioni erano letargiche. La prima vettura con un motore a gasolio vivace è stata la Volkswagen Golf diesel del 1976, ma la differenza l’ha fatta l’adozione del turbocompressore, iniziata due anni dopo con la Mercedes-Benz 300SD venduta negli Stati Uniti, frutto degli studi intrapresi dalla Casa tedesca con il prototipo C111, che nel 1976 conquistò 16 record di velocità nella pista di Nardò (LE). L’aumento di coppia e di potenza garantiti dalla sovralimentazione ha spianato la strada del motore a gasolio nelle automobili. Parallelamente, sistemi d’iniezione sempre più evoluti ne hanno migliorato il carattere, i consumi e le emissioni.

Lo schema dell'iniezione diretta common rail dell'Alfa Romeo 156 2.4 JTD: 1) centralina elettronica; 2) sensore di velocità della vettura; 3) elettrovalvola per il controllo dell'Egr; 4) potenziometro del pedale dell'acceleratore; 5) sensore del pedale dei freni; 6) sensore del pedale della frizione; 7) sensore dei giri del motore; 8) misuratore della portata dell'aria; 9) sensore di temperatura del liquido di raffreddamento; 10) candelette di preriscaldamento; 11) valvola Egr; 12) elettroiniettori; 13) sensore di posizione dell'asse a camme; 14) sensore della pressione di sovralimentazione; 15) regolatore di pressione del combustibile; 16) pompa ad alta pressione; 17) sensore di temperatura del gasolio; 18) centralina di alimentazione delle candelette; 19) collettore di ricircolo del combustibile; 20) sensore di pressione del gasolio

I progressi dell’iniezione. Dalle originarie pompe d’iniezione in linea si è passati negli anni 70 a quelle rotative, capolavori di meccanica, più efficienti e in grado di raggiungere regimi di rotazione e pressioni d’iniezione più elevate, a cui in seguito è stato aggiunto il controllo elettronico per una maggior precisione nella dosatura del combustibile. Ma il vero salto di qualità è avvenuto nel 1997 grazie all’iniezione common rail dell’Alfa Romeo 156 2.4 JTD, sviluppata in Italia dal Centro Ricerche Fiat, dall’Elasis e dalla Magneti Marelli, per poi essere industrializzata dalla Bosch. La flessibilità di questo sistema, che svincola la creazione della pressione d’iniezione dalla dosatura del combustibile e consente di suddividere la quantità di gasolio da iniettare in ogni ciclo in più fasi, permette di migliorare sensibilmente il comportamento del motore in termini di erogazione, rumorosità, vibrazioni ed emissioni. Quest’ultimo aspetto è diventato più importante per via delle norme antinquinamento sempre più severe, che hanno portato il diesel a essere via via più complesso e costoso, tanto da rendere incerto il suo futuro.

Lo schema di un filtro antiparticolato

Polveri e ossidi di azoto, i punti deboli. Per il suo modo di funzionare con eccesso di aria, il diesel è un grande emettitore di ossidi di azoto e pure il particolato è un problema. Invece, per quanto riguarda l’ossido di carbonio e gli idrocarburi incombusti, si comporta meglio dei motori a benzina. Così, fino alle norme Euro 3 le auto a gasolio erano dotate di un semplice catalizzatore ossidante, che abbatteva in modo efficace questi ultimi due inquinanti, mentre gli NOx erano tenuti sotto controllo soltanto mediante il ricircolo dei gas di scarico Egr, che riduce la temperatura di combustione. Per limitare le emissioni di polveri sottili, il filtro antiparticolato è stato utilizzato sulle vetture a partire dal 2000 per iniziativa della Peugeot ed è diventato di fatto obbligatorio con le norme Euro 5 del 2009.

Un sistema di depurazione dei gas di scarico che comprende il catalizzatore ad assorbimento Lnt (detto anche DeNOx)

Debuttano il catalizzatore Lnt... Cinque anni dopo, con la normativa Euro 6, l’attenzione si è spostata sulle emissioni di ossidi di azoto, rendendo così indispensabile il ricorso a catalizzatori dedicati. Il più comune è quello ad assorbimento, detto Lnt (lean NOx trap) oppure DeNOx: l’efficienza di conversione non è ottimale, ma è semplice e compatto ed entra in funzione già alle basse temperature dei gas di scarico. Però, dovendo arricchire frequentemente l’iniezione di gasolio per rigenerarlo, i consumi e, quindi, le emissioni di anidride carbonica aumentano.

...e l'Scr. Il catalizzatore Scr (acronimo di Selective catalyst reduction, ovvero riduzione selettiva catalitica) è più efficace, ma anche più complesso e costoso, perché richiede l’immissione a monte dell’AdBlue, una soluzione di urea e acqua demineralizzata, da cui ad alta temperatura si forma l’ammoniaca che reagisce con gli NOx trasformandoli in azoto e acqua.

Il complesso dei depuratori dell'Audi A3 Sportback 35 TDI

Il software che cambia tutto. Lo scandalo dieselgate del 2015, con la scoperta dei software illegali utilizzati dalla Volkswagen per alterare il funzionamento dei dispositivi antinquinamento al di fuori dei test di omologazione in laboratorio, ha minato la fiducia dei consumatori e delle istituzioni europee nelle case automobilistiche, accelerando l’adozione della nuova, più severa, procedura di prova delle emissioni Wltp e dei test su strada Rde. Ciò ha di fatto imposto l’utilizzo di sistemi di abbattimento degli inquinanti ancora più efficaci: le diesel più recenti, che rispettano le norme Euro 6d (obbligatorie per tutte le auto nuove a partire da gennaio 2021), possono essere dotate di ben cinque depuratori, oltre che del filtro antiparticolato e del sistema di ricircolo dei gas di scarico (a bassa e ad alta pressione). Più in dettaglio, oltre al catalizzatore ossidante e a quello Lnt per gli ossidi di azoto, un primo Scr collocato vicino al motore entra rapidamente in azione. Poi, visto che l’efficacia di tale dispositivo si riduce drasticamente quando la temperatura dei gas di scarico supera 350 °C, un secondo Scr piazzato sotto il pianale e dotato di un proprio dosatore di AdBlue entra in gioco quando la vettura viene impiegata in autostrada, nelle salite o se traina un rimorchio, tutte situazioni che comportano una maggior richiesta di potenza al motore e un deciso riscaldamento dei gas di scarico. Infine, per abbattere le eventuali emissioni di ammoniaca che si possono verificare nei transitori, si utilizza un ulteriore depuratore dedicato, posto a valle dei catalizzatori Scr. Un sistema così complesso ha un costo assai elevato, che può essere pari a quello del motore: non c’è quindi da stupirsi se il diesel sta progressivamente scomparendo dai modelli di classe inferiore e anche da molte medie.

Le colpe dei vecchi (motori) si trasmettono ai giovani. Ma il declino del diesel non è soltanto una questione di costi. Anche se sono diventati estremamente puliti, infatti, i propulsori a gasolio scontano una cattiva fama che è stata costruita negli anni basandosi sulle fumate nere delle auto più vecchie, prive di filtro antiparticolato, e dal dieselgate. Cosa che ha portato al loro progressivo ostracismo dalle città e da intere regioni decretato dalle amministrazioni locali. Così, i privati che tengono l’auto a lungo si orientano verso altre soluzioni, per evitare di dover essere costretti a cambiare macchina anzitempo e poter circolare liberamente.

I pregi non mancano. Se però si ribalta il punto di vista e si evidenziano i vantaggi del motore a gasolio, si scopre che per molti è tuttora la scelta migliore. Innanzitutto, il maggior rendimento rispetto ai propulsori a benzina fa sì che il consumo e, quindi, le emissioni di CO2 siano inferiori. Ciò è più evidente nelle vetture grosse e pesanti, come le Suv e le ammiraglie. Inoltre, i bassi consumi si traducono in elevate autonomie, assai gradite in particolare da chi usa l’auto per lavoro. Le robuste coppie motrici garantite dalla sovralimentazione, poi, garantiscono prestazioni elevate e grande piacere di guida. Per questi motivi, i macinatori di chilometri, che tipicamente cambiano vettura dopo tre-quattro anni, dovrebbero restare in gran parte fedeli al diesel, che nei lunghi viaggi in autostrada dà il meglio di sé. Ma anche quando si arriva a destinazione, in città, l’impatto in termini di emissioni inquinanti di un’auto a gasolio di ultima generazione è trascurabile e può essere addirittura inferiore a quello di un paragonabile modello a benzina. L’abbiamo dimostrato con un test condotto nel marzo 2020 a Milano, utilizzando tre vetture dotate di Pems, lo strumento portatile di misura delle emissioni che s’impiega nelle prove Rde. Gli ossidi di azoto e il numero di particelle di particolato misurati sull'auto diesel in un percorso che si snodava nella metropoli lombarda sono risultati assai al di sotto dei valori ammessi dalle norme e inferiori a quelli della vettura a benzina provata nelle stesse condizioni.

Nel grafico, i valori di ossidi di azoto e di numero di particelle di particolato rilevati durante il nostro test a Milano: grazie all'efficacia del sistema di depurazione dei gas di scarico, le emissioni della vettura diesel utilizzata non solo sono risultate assai inferiori ai valori ammessi dalle norme, ma addirittura si sono dimostrate più basse di quelle dell'auto a benzina

Meno polveri allo scarico rispetto all’aspirazione. Non solo: grazie a due speciali strumenti identici, in grado di rilevare la concentrazione di particolato nell’aria, abbiamo misurato istante per istante il livello di polveri in quella aspirata dal motore e nei gas di scarico. A sorpresa (ma non troppo), il primo apparecchio ha misurato un maggior contenuto di polveri del secondo. La spiegazione è semplice: il filtro antiparticolato delle diesel ha un'efficacia così elevata che non solo trattiene le particelle prodotte dal motore, ma anche parte di quelle presenti nell'aria aspirata per alimentare il propulsore. In conclusione, il motore a gasolio oggi unisce alla tradizionale parsimonia nei consumi (e alla conseguente ridotta produzione di CO2, ulteriormente contenuta grazie all’ibridizzazione leggera) e al vigore tanto apprezzato dagli automobilisti anche un livello molto basso di emissioni inquinanti, pari se non inferiore a quello delle unità a benzina. Così, nonostante i limiti previsti per le prossime norme Euro 7, avrà ancora un futuro, certo non radioso come il recente passato, ma comunque garantito dai molti macinatori di chilometri che hanno sempre avuto nel diesel il miglior compagno di viaggio. In attesa di una soluzione altrettanto pratica, ma dall’impatto ancora più contenuto, come per esempio le auto elettriche alimentate da fuel cell oppure i combustibili sintetici, che azzererebbero le emissioni di CO2 di qualsiasi motore.