marmitta

Lessico

sf. [sec. XIX; dal francese marmite].

1) Pentola molto grande, per lo più di rame stagnato; in particolare, quella in cui si prepara il rancio per i soldati.

2) Camera di espansione montata lungo il tubo di scarico di un motore.

3) In geomorfologia, marmitta dei giganti, cavità cilindroidi, simili a pozzi, profonde anche 10-15 m, ma con diametri ridotti (1 m). Si rinvengono su letti rocciosi di torrenti caratterizzati da correnti particolarmente turbolente e vorticose, che, facendo ruotare i materiali trascinati, esercitano una sorta di trapanazione del fondo. Si incontrano per lo più alla base di cascate o rapide.

Trasporti: generalità

Nei veicoli a motore termico, a ciclo Otto o Diesel, dispositivo, detto anche silenziatore, montato lungo il tubo di scappamento, che ha la funzione di attenuare il rumore prodotto dall'efflusso dei gas incombusti emessi dal motore; per estensione, soprattutto nei motoveicoli, tutto il tubo di scappamento. La marmitta è costituita da una camera di espansione, aperta alle due estremità, una delle quali (o entrambe, nel caso di più marmitte) calettata sul tubo di scappamento, e con le pareti rivestite di materiale fono- e termoassorbente (lana di vetro, tessuti di lana di roccia, ecc.), nella quale i gas incombusti che escono sotto pressione dai cilindri possono espandersi gradualmente. Lungo il tubo di scarico possono essere montate una o più marmitte il cui scopo principale è quello di abbassare il livello sonoro massimo del motore entro i limiti di legge. Ciò viene ottenuto in vari modi: il più diffuso è quello per dissipazione, per cui il flusso di gas uscente è costretto a passare in coclee o in labirinti (per esempio camera di tranquillizzazione) che, rallentandolo, ne uniformano la pressione interna; per assorbimento, utilizzando per esempio feltri di lana di roccia; per cancellazione di certe frequenze con una successione di camere risonanti alle varie frequenze che funzionano come ammortizzatori dinamici. La marmitta assolve un altro compito utile per un funzionamento ottimale del motore, infatti incanalando e allontanando in modo omogeneo i gas di scarico riesce a correggere la curva di coppia del motore la quale viene aumentata ai regimi di coppia massima, con perdita trascurabile di potenza nella fase di erogazione della massima potenza; una marmitta danneggiata o in cattive condizioni, causa, pertanto, un funzionamento difettoso del motore e quindi un notevole calo di potenza. I sistemi di scarico più accurati utilizzano anche più di tre marmitte che s'influenzano vicendevolmente e che consentono, curando la capacità e le lunghezze dei tubi interni e di collegamento, di ottenere un'onda stazionaria nel condotto di scarico tale da creare, all'uscita, una depressione di notevole potenza estrattiva per i gas di scarico, con conseguente miglior rendimento termodinamico del motore. La crescente attenzione verso i problemi dell'inquinamento ha portato alla realizzazione di sistemi di scarico (i reattori termici e catalitici) che, integrati con altri dispositivi presenti nel sistema di accensione e di alimentazione, consentono di eliminare dai gas di scarico buone percentuali di emissioni inquinanti.

Trasporti: marmitta catalitica

La marmitta catalitica è costituita da un convertitore catalitico (la marmitta in senso stretto), da una centralina elettronica, che controlla anche l'alimentazione del motore ed eventualmente altre funzioni, e da un sensore (sonda lambda) che fornisce alla centralina le informazioni necessarie, relative alla composizione dei gas di scarico. La marmitta è costituita da una struttura in ceramica a nido d'ape ricoperta da metalli adatti (rodio, platino, palladio) e racchiusa in un contenitore di lamiera inossidabile; funziona come un reattore termico bruciando, grazie alle elevate temperature che raggiunge, gli elementi incombusti oltre a trasformare gli ossidi di azoto (NO) e l'ossido di carbonio (CO) in anidride carbonica, acqua e azoto. Queste marmitte possono essere di tre tipi: tipo a tre vie, il solo veramente efficiente in quanto elimina fino al 70% di elementi incombusti, CO e NO; tipo a due vie con funzione ossidante, che abbatte fino al 50% di CO e di elementi incombusti; tipo riducente, in grado di abbattere parzialmente solo gli NO; tutti e tre i tipi di marmitta catalitica presentano ancora dei limiti in quanto richiedono l'esclusivo uso di benzine senza piombo, giacché le benzine normali ostruirebbero in breve tempo gli alveoli della struttura ceramica danneggiando il dispositivo in poche centinaia di km. Il loro funzionamento, in ogni caso, è condizionato da precisi valori di temperatura o di composizione della miscela aria-combustibile: oltre una certa temperatura massima (per esempio durante un viaggio “tirato” in autostrada) e sotto una certa temperatura minima (durante brevi spostamenti in città) la marmitta perde la sua efficacia. Hanno una vita media, anche con uso ottimale, di ca. 80.000 km e un'efficienza che va riducendosi col tempo, con una brusca caduta di rendimento; causano una relativa perdita di potenza, e quindi di resa, del motore. Possono essere montate solo all'origine poiché costituiscono parte integrante del sistema motore-alimentazione, la quale deve essere sempre a iniezione elettronica. Anche se chiamati marmitte catalitiche, i dispositivi antinquinanti che possono essere montati su vetture già in circolazione e che siano prive di iniezione elettronica sono in realtà dei postcatalizzatori (come il noto retrofit), che richiedono comunque sempre l'uso di benzina “verde”: sono meno costosi ma anche molto meno longevi, inoltre sono in grado di eliminare solo piccole percentuali di inquinanti e, soprattutto, possono essere applicati solo a vetture “non catalizzate” prodotte dopo il 1988. Le marmitte catalitiche efficienti hanno costi ancora molto elevati in quanto devono utilizzare metalli pregiati; infatti le leghe a base di ossidi di vanadio, manganese o altri elementi di minor costo, non hanno dato risultati apprezzabili o comunque tali da abbassare i costi. Fino a quando, però, non si sarà in grado di impiegare motori con emissioni nocive zero (elettrici o a idrogeno), le marmitte catalitiche restano l'unica soluzione accettabile contro l'inquinamento da gas di scarico. Continui sono i progressi tesi a migliorare le prestazioni antinquinamento e la durata delle marmitte: l'adozione di nuovi materiali ceramici e di più efficaci rivestimenti termoisolanti assicurano ormai lunghe durate. La marmitta è un dispositivo piuttosto delicato che opera a temperature di esercizio superiori ai 300 °C e richiederebbe al guidatore alcuni accorgimenti quali, per esempio, non effettuare partenze a spinta, evitare di passare ad alta velocità su pozze d'acqua perché il brusco raffreddamento potrebbe spaccarne il rivestimento in ceramica, non insistere con l'avviamento se l'accensione non è regolare in quanto i ripetuti colpi di calore dovuti a mancate accensioni superano i 1000 °C e fonderebbero i metalli catalizzatori, controllare con regolare periodicità sia l'efficienza della sonda lambda sia il corretto funzionamento del sistema di accensione e dell'impianto di alimentazione a iniezione elettronica, evitare assolutamente l'uso di benzine diverse da quella verde che renderebbero inservibili i metalli del catalizzatore. Attualmente, questi metalli, che sono utilizzati allo stato poroso, vengono sottoposti a speciali processi di purificazione in modo che sia prolungata la loro efficacia rendendoli così particolarmente affidabili anche dopo lunga azione. Sono allo studio, inoltre, nuovi metodi per eliminare direttamente il benzene, presente in alta percentuale nelle benzine “verdi”; questo componente nocivo può essere in buona misura “trasformato” nei serbatoi della benzina delle auto grazie all'adozione dei cosiddetti canister, speciali filtri attivi in grado di assorbirlo. Le più efficaci marmitte catalitiche sono quelle moderne a tre vie, abbastanza costose in quanto in esse avviene non solo un duplice abbattimento degli inquinanti, ma anche il continuo ricircolo dei gas di scarico che riducono le emissioni nocive a livelli molto bassi; più efficienti prestazioni si possono ottenere dotando l'apparato di scarico di marmitte intermedie nelle quali vi siano filtri in grado di abbattere in modo selezionato alcuni dei componenti inquinanti. Si pensa anche di applicare, in uscita dal motore, dei postbruciatori, i quali effettuino una seconda combustione dei gas di scarico prima che giungano alla marmitta catalitica, oppure di mettere, prima di quella principale, una piccola marmitta di ricircolo riscaldata elettricamente in modo da portare “in anticipo” i gas di scarico alla temperatura ottimale per iniziare ad attuare la catalizzazione. Ulteriori azioni disinquinanti possono derivare da un dispositivo di post trattamento dei gas di scarico. Si tratta di un catalizzatore supplementare funzionante a temperature medio-basse (inferiori ai 500°) che utilizza dei sali che hanno affinità col materiale da accumulare (ad esempio il bario per l'ossido di azoto). Periodicamente (in media 2 o 3 secondi ogni minuto), si arricchisce la combustione che tramite gli idrocarburi o l'ossido di carbonio in eccesso provvede alla riduzione del materiale accumulato. L'arricchimento è comandato da una centralina elettronica che rileva il grado di saturazione del materiale di accumulo (per intervenire con l'arricchimento) e i segnali della sonda lambda.