Marmitta catalitica: cos’è, come funziona e perché è importante

Della marmitta catalitica, o catalizzatore: un dispositivo fondamentale nei veicoli moderni, progettato per ridurre le emissioni nocive prodotte dalla combustione del carburante. Un eroe silenzioso che, innanzi a powertrain ultra sofisticati elettrici o ibridi, viene un po’ sminuito dai denigratori.

La marmitta catalitica, o convertitore catalitico, è stata introdotta negli anni 1970, con un’adozione più ampia dagli anni 1990. In particolare, in Europa è diventata obbligatoria per le auto dal 1993, per rispettare le normative Euro 1. Insomma, occorre fare un bel passo indietro per fare il giudizio corretto al dispositivo. È come paragonare il telefono pubblico a gettoni con lo smartphone: chiaro che il primo sfiguri innanzi al secondo, tuttavia mezzo secolo addietro era uno strumento prezioso.

Sommario

• Cos’è la marmitta catalitica?
• Come funziona la marmitta catalitica?
• Le auto con marmitta catalitica inquinano?
• Giudizio positivo
• Costo della marmitta catalitica
• Il futuro della marmitta catalitica

Cos’è la marmitta catalitica?

La marmitta catalitica è un componente del sistema di scarico del veicolo, posizionato tra il motore e il silenziatore. Un convertitore catalitico inserito nell’impianto di scarico, un dispositivo in grado di avviare o di favorire una reazione chimica. Al suo interno, contiene infatti un substrato ceramico o metallico, spesso a nido d’ape, rivestito con metalli preziosi come platino, palladio e rodio.

Questi metalli agiscono da catalizzatori, facilitando reazioni chimiche che trasformano i gas di scarico tossici in sostanze meno dannose. È un esempio di come la chimica applicata possa mitigare l’impatto ambientale della mobilità.

I catalizzatori più comuni utilizzano una combinazione di:

• platino (Pt), eccellente per le reazioni di ossidazione;
• palladio (Pd), anch'esso molto attivo nelle reazioni di ossidazione;
• rodio (Rh) per le reazioni di riduzione degli ossidi di azoto.

Come funziona la marmitta catalitica?

Quando i gas di scarico caldi attraversano il catalizzatore, avvengono diverse reazioni chimiche.

1. Ossidazione di monossido di carbonio (CO). Il CO, un gas altamente tossico, viene convertito in anidride carbonica (CO2​), un gas serra ma molto meno pericoloso per la salute umana. ​

2. Ossidazione di idrocarburi incombusti (HC). Gli HC, residui di carburante incombusto, vengono trasformati in anidride carbonica (CO2​) e vapore acqueo (H2​O).

3. Riduzione di ossidi di azoto (NOx). Gli NOx, responsabili di smog e piogge acide, vengono convertiti in azoto molecolare (N2​) e ossigeno (O2​), entrambi componenti innocui. I catalizzatori più moderni sono spesso del tipo a tre vie, in grado di gestire tutt’e tre le reazioni.

4. Per trattare gli NOx sulle diesel più recenti, servono ulteriori catalizzatori specifici, che sono di due tipologie: LNT e SCR.

Le auto con marmitta catalitica inquinano?

Risposta: sì. L’introduzione della marmitta catalitica ha permesso di ridurre drasticamente le emissioni di inquinanti atmosferici dai veicoli. Prima della sua adozione su larga scala, i veicoli emettevano quantità significative di monossido di carbonio, idrocarburi incombusti e ossidi di azoto, contribuendo in modo sostanziale allo smog urbano e ad altri problemi di qualità dell’aria.

L’inquinamento non è minore subito dopo l’accensione nei veicoli dotati di marmitta catalitica. Anzi, è vero il contrario. La marmitta catalitica funziona in modo ottimale solo quando raggiunge una temperatura di esercizio elevata (tra i 250°C e gli 800°C). Nei primi minuti dopo l’avvio del motore, specialmente a freddo, il catalizzatore non è ancora così caldo da attivare le reazioni chimiche. Durante il riscaldamento, le emissioni di inquinanti possono essere più alte rispetto a quando il motore e il catalizzatore sono a regime. Per mitigare il problema, i veicoli più recenti adottano soluzioni ingegneristiche avanzate. Quali?

1. Catalizzatori close-coupled posizionati molto più vicino al motore, per sfruttare rapidamente il calore dei gas di scarico e accelerare il riscaldamento.

2. Sistemi di iniezione d'aria secondaria che immettono aria fresca nel sistema di scarico prima del catalizzatore per favorire le reazioni di ossidazione in fase di avviamento a freddo.

3. Pre-riscaldatori elettrici: In alcuni veicoli avanzati, sistemi elettrici possono pre-riscaldare il catalizzatore prima dell'avviamento del motore.

Giudizio positivo

L’efficacia complessiva della marmitta catalitica nella riduzione dell'inquinamento è innegabile. Senza questo dispositivo, i livelli di inquinanti sarebbero di gran lunga superiori durante l'intero ciclo di funzionamento del veicolo. La sua adozione obbligatoria nella maggior parte dei Paesi ha portato a miglioramenti della qualità dell’aria in città. La marmitta catalitica non elimina completamente le emissioni.

Rimangono emissioni di anidride carbonica (CO2​), che è il principale gas serra responsabile del cambiamento climatico, e particolato (in particolare nei motori diesel, seppur ridotto dai filtri antiparticolato DPF). Allora, a questa stregua, nessuna tecnologia è a impatto zero allo scarico: le elettriche? Va considerato quanto si inquini smaltendo le batterie e producendo elettricità.

Costo della marmitta catalitica

Il costo di una marmitta catalitica può variare a seconda del modello del veicolo, del tipo di catalizzatore (universale o specifico per il modello) e del produttore. In generale, i prezzi possono oscillare da poche centinaia di euro a oltre 1.000 euro, a cui va aggiunto il costo della manodopera. I catalizzatori per veicoli di lusso o modelli specifici possono essere più cari. Quelli universali sono più economici, ma potrebbero durare meno di quelli specifici.

La sostituzione della marmitta catalitica è un intervento spesso necessario quando il componente si danneggia (ad esempio a causa di urti o surriscaldamento eccessivo) o quando si intasa irrimediabilmente, compromettendo le prestazioni del motore e aumentando le emissioni.

Durata e manutenzione

La durata della marmitta catalitica può variare, ma in genere si aggira tra i 100.000 e i 200.000 km. Tuttavia, la sua vita utile può essere influenzata da diversi fattori.

1. Un carburante di scarsa qualità o l’uso di additivi non approvati possono danneggiare il catalizzatore.

2. Malfunzionamenti del motore che causano una combustione incompleta (candele difettose, iniettori sporchi) possono portare all'accumulo di residui nel catalizzatore e al suo intasamento.

3. Lunghi periodi di guida a bassa velocità o frequenti stop and go possono impedire al catalizzatore di raggiungere la temperatura ottimale.

4. Urti accidentali contro detriti stradali o vibrazioni eccessive possono causare danni strutturali al substrato ceramico o metallico interno, compromettendo l’integrità e la funzionalità del catalizzatore. Non è così difficile in certe strade italiane dove la manutenzione scarseggia.

Il futuro della marmitta catalitica

La sua importanza è strettamente legata ai veicoli dotati di motori a combustione interna. Man mano che la quota di mercato dei veicoli elettrici puri (BEV) aumenterà, la necessità di questo componente diminuirà progressivamente. In Italia, siamo solo al 5% di elettriche; in Europa al 17% (dato di giugno 2025) nonostante forti sconti: davvero poca roba. Pertanto, c’è ancora tanto spazio per la marmitta catalitica. I veicoli ibridi (mild hybrid, full hybrid, plug-in hybrid) e quelli a benzina e diesel di nuova generazione continueranno a popolare le nostre strade. Per questi mezzi, la marmitta catalitica non solo rimarrà un componente essenziale, ma la sua tecnologia continuerà ad evolversi.

1. Maggiore efficienza a basse temperature per ridurre ulteriormente le emissioni durante l'avviamento a freddo.

2. Grazie a nuovi materiali e rivestimenti più resistenti all'usura e all'avvelenamento.

3. Riduzione delle emissioni residuali, mirando a minimizzare anche quegli inquinanti minori non completamente eliminati dagli attuali sistemi.

4. Integrazione con con l’elettronica del veicolo per una gestione ancora più precisa delle reazioni catalitiche.