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da typer558 » venerdì 8 settembre 2006, 11:20
Gli ottani non esistono
di Umberto Anerdi
Il parlare corrente produce sovente dei brutti scherzi anche tra gli addetti ai lavori. ? il caso dei pubblicitari di alcune Case Petrolifere che, da qualche tempo, presentano le benzine di ultima generazione esaltandone l?elevato numero di ?ottani?.
Il potere di resistenza di un carburante alla detonazione, vale a dire la sua capacità a sostenere compressioni elevate, senza detonare autonomamente per effetto del calore generato dalla compressione stessa (producendo quello che, usualmente, si chiama ?battito in testa?), si esprime con un indice, detto numero di OTTANO, che viene abbreviato in N.O. (anche in N.O.R.M. o N.O.M.M. a seconda se si è adottata la valutazione Research Method oppure Motor Method ). Detto indice viene determinato partendo da due carburanti di riferimento, che sono chimicamente ben definiti: l?eptano normale (C7H16) e l?isottano (C 8H 18). Il primo viene considerato come il più detonante; il secondo lo è invece pochissimo. La loro mescolanza in proporzioni variabili permette di costruire un carburante che, dal punto di vista della detonazione, ha le stesse caratteristiche del carburante studiato.
Come abbiamo visto, per la determinazione del N.O. si fa uso di un motore monocilindrico da laboratorio a compressione variabile (C.F.R.) le cui caratteristiche standard sono state determinate dalla Cooperative Fuel Research. Tale motore viene fatto girare a velocità costante (600 oppure 900 giri/min); si immette la benzina e si fa variare il rapporto di compressione fino a che questa detona per autoaccensione. Si fa poi funzionare lo stesso motore con una miscela campione costituita da eptano normale a cui viene attribuito numero di ottano nullo e da isottano (derivato dal pentano normale) a cui viene attribuito numero di ottano uguale a cento.
Ciò non significa affatto che nella benzina sia contenuto dell?isottano.
Si varia la composizione percentuale di questi due elementi fino a che la loro miscela non si comporta come la benzina in esame: si dice allora che questa ha un N.O. pari alla percentuale, in volume, di isottano contenuto nella miscela campione. Per esemplificare: una miscela costituita dal 20% di eptano e dall?80% di isottano, corrisponde alla cifra di 80; perciò il carburante equivalente alla suddetta miscela avrà, dal punto di vista della detonazione, numero di ottano 80. Per misurare l?intensità di quest?ultima si dispone sulla testa del motore da laboratorio una membrana elastica che sopporta un?asta metallica, detta ?spillo saltellante?. Per effetto della pressione che si crea in seguito alla detonazione, la membrana solleva lo spillo fino a chiudere un circuito elettrico per un intervallo di tempo e con una frequenza proporzionale all?intensità della detonazione stessa, il cui indice di valore è dato dalla misura dell?intensità anzi detta, ottenuta mediante una coppia termoelettrica. Si può aumentare il N.O. di una benzina con un processo di reforming. Questo consiste in un?operazione petrolchimica che permette di convertire le benzine pesanti in benzine ad alto indice di ottano, ricche di composti aromatici. L?operazione consiste nel portare la benzina pesante, ad alta temperatura e sotto pressione, in letti fluidificati ed in presenza di opportuni catalizzatori a base di platino (platforming) e molibdeno o cobalto, posti su bauxite o terre assorbenti. Le reazioni conseguenti determinano la trasformazione di idrocarburi naftenici in aromatici, per sottrazione di idrogeno, isomerizzazione di paraffine e deidrogenizzazione delle stesse nonch? l?idrogenazione dei composti solforosi in idrogeno solforato. L?idrogeno prodotto dal processo di reforming, si libera insieme ai gas leggeri non recuperabili come benzine i quali, a loro volta, mediante un processo di cracking vengono in gran parte recuperati ottenendo gas liquefacibili ed altro.
Senza volerci dilungare oltre nei particolari dei più recenti processi di raffinazione che consentono di elevare il potere antidetonante delle attuali benzine, proponiamo un?illustrazione sintetica di quelli che sono stati, in passato, gli additivi più in uso per ottenere lo scopo:
a)Ethylfluid
? una miscela di piombo tetraetile -Pb(C2H5)4- e di bromuro di etilene (dibromoetano) .Il piombo tetraetile quando la benzina brucia si trasforma in piombo elementare, solido, con tensione di vapore molto bassa; se in eccesso, tali particelle sono dannose per la loro azione abrasiva e perch? depositandosi sugli elettrodi delle candele, determinano irregolarità nella accensione. Per questo si aggiunge il dibromoetano che avendo tensione di vapore molto elevata, è più volatile ed il suo vapore trascina con s?, almeno in parte, il piombo;
b) Ferro pentacarbonile (Fe (CO) 5)
Si ottiene per sintesi. Ha il vantaggio di essere meno costoso e meno inquinante dell?ethylfluid, ma nel processo di combustione si ossida dando luogo amagnetite (Fe3O4), piuttosto dura, che ha una azione si smeriglio notevole sulle canne dei cilindri e gli steli delle valvole;
c) Furfurolo
Detto anche olio di crusca, viene ricavato dalle crusche mediante trattamento delle stesse con esano (C6H14). Era impiegato quando i modesti rapporti di compressione e la semplicità dei motori richiedevano benzine con N.O. molto basso.