Mai mischiare gasolio e benzina nel serbatoio perché la differenza chimica tra i due è profonda.
Benché entrambi i carburanti provengano dalla stessa materia prima, ovvero il petrolio, sono del tutto diversi. Di conseguenza, anche i motori che alimentano sono del tutto diversi.
La produzione del gasolio e della benzina
Gasolio e benzina provengono dalla stessa materia prima e vengono prodotti con lo stesso procedimento.
La benzina viene distillata dal greggio mediante un’apposita colonna. Si riscalda il petrolio finché le sue componenti non iniziano a separarsi. Le prime a staccarsi sono ovviamente quelle volatili, parte delle quali vengono usate per produrre il GPL. Sul fondo rimangono invece gli idrocarburi più pesanti e densi, come quelli che compongono il bitume.
La benzina è il prodotto liquido più leggero tra quelli distillati, ciò che si ottiene subito dopo che si sono separati i gas.
Il gasolio si produce mediante lo stesso processo, ma con una differenza: è più pesante della benzina, quindi lo troviamo un po’ più in basso nella colonna di distillazione. Il gasolio grezzo si trova poco sopra il bitume. Quello usato per l’autotrazione viene però tagliato con un gasolio di origine prevalentemente vegetale, il biodiesel.
Per entrambi i carburanti esistono anche altre tecniche di produzione, nelle quali si parte da idrocarburi pesanti già distillati per ottenere idrocarburi più leggeri. La colonna di distillazione rimane però il metodo classico.
Come si produce la benzina
Il procedimento di distillazione prevede che si porti il petrolio greggio a una temperatura di circa 350°C, dopodiché lo si inserisce nella parte inferiore della colonna a temperatura ambiente. La colonna ha dei piani che raccolgono le diverse componenti a seconda della temperatura di ebollizione. Sul fondo rimane il bitume e poco sopra ci sono il gasolio e l’olio pesante. In alto, invece, ci sono i gas volatili come il GPL. Poco sotto i gas si raccoglie la benzina, più pesante dei gas ma comunque più leggera del gasolio.
La benzina appena uscita dalla colonna di distillazione si dice “benzina primaria” o “benzina di prima distillazione”. Prima della messa in commercio, deve subire un’ulteriore lavorazione. Per ridurre i residui della combustione e renderla quasi inodore, si eliminano i composti dello zolfo. Si aggiungono inoltre antidetonanti, che prevengono un’eventuale detonazione del carburante.
Cosa sono gli ottani della benzina
Gli ottani rappresentano l’unità di misura con la quale si indica il potere antidetonante del carburante. Nello specifico vuol dire un minor rischio di inneschi per la compressione dal pistone, quindi che per accendersi sia necessaria la scintilla delle candele. Normalmente, il carburante che si trova in commercio ha un valore di ottani pari a 95, ma la scala di valori va da 0 a oltre 100. Sebbene 95 come abbiamo visto sia il valore diciamo standard, alcune compagnie petrolifere propongono carburanti con un maggior numero di ottani, ovvero che rientrano in un range tra 98 e 101.
Quale differenza c’è tra un valore e l’altro? Più elevato è il numero di ottani nel carburante, più elevato sarà il potere antidetonante dello stesso, ciò di cui abbiamo parlato all’inizio del paragrafo. Insomma, per un guidatore medio che si limita a guidare la vettura, e che per i controlli e riparazioni si rivolge a esperti del settore, non sarà un dato fondamentale. Per coloro che invece sono super amanti delle macchine, e dedicano ogni possibile tocco in più alla propria auto, sarà fondamentale conoscere chi propone carburante con maggiori ottani, per poter usufruire di un fluido più performante.
Quanti tipi di benzina?
Un tempo c’era un solo tipo di benzina, quella primaria. Di ogni barile di greggio, però, solo il 10% diventa benzina primaria, troppo poco per accontentare il mercato in crescita. A questo scopo sono comparse nuove tecniche per aumentare la produzione di benzina, anche se a discapito di altri prodotti più pesanti. A seconda della tecnica usata per produrla, la benzina ha caratteristiche diverse.
- Benzina di reforming, ad alto numero di ottani e quindi più resistente alla detonazione.
- Benzina di cracking termico, una delle componenti degli oli combustibili e della benzina per autoveicoli. Il processo permette di ottenere un carburante leggero a partire dalle parti più pesanti del greggio.
- Benzina di polimerizzazione, ottenuta a partire da idrocarburi insaturi come propilene e butileni. La si utilizza come componente per le benzine da autoveicoli.
- Benzina di alchilazione, usata soprattutto per i motori aeronautici e con un numero di ottani uguale o sopra il 100.
I tipi di benzina commerciali sono invece:
- Benzina con piombo, non più in commercio in Europa.
- Benzina verde o senza piombo, quella che si trova nelle pompe di benzina.
- Benzina verde superplus, con un numero di ottani più alto.
- Benzina avio, usata per i veicoli da corsa e per i motori aeronautici.
Benzina verde o senza piombo
Fino agli anni novanta la benzina con piombo era la norma, mentre quella verde era solo un’alternativa. Con il tempo i paesi europei e le case automobilistiche hanno iniziato a spingere la benzina verde, con l’obiettivo di sostituire quella con piombo. Nel 2002 il processo si è concluso con il bando della benzina un tempo “normale” in favore di quella verde. Perché tutto questo?
La benzina verde è priva di additivi al piombo e contiene meno zolfo, così da ridurre l’emissione di sostanze nocive per la salute. Essendo molto più raffinata rispetto ai carburanti che l’hanno preceduta, è meno dannosa per l’ambiente e anche per l’auto. Lascia infatti molte meno impurità nel motore e di conseguenza ne allunga la vita.
La benzina senza piombo tradizionale ha un numero di ottano pari a 95, fissato dalla normativa UNI EN 228. La versione superplus ha invece un numero di ottani più alto, pari o superiore a 98.
Le differenti proprietà di gasolio e benzina
Parte delle differenze chimiche tra gasolio e benzina sono già evidenti dai metodi di produzione. La benzina è una sostanza composta anche da idrocarburi volatili: se lasciata all’aria aperta, parte di essa evapora; è una delle ragioni per cui è meglio non usare la benzina vecchia. Il gasolio è invece composto da idrocarburi con un peso molecolare importante.
Semplificando, il gasolio è molto più denso della benzina e anche molto più oleoso. È una delle ragioni per cui il gasolio “gela”: le sue componenti oleose si addensano ancora di più col freddo e possono addirittura separarsi, creando un tappo sul fondo del serbatoio. La benzina, che è molto meno densa e oleosa, non ha di questi problemi.
Essendo più volatile e leggera, la benzina grezza è più infiammabile del gasolio. Anche per questa ragione, i due carburanti sfruttano additivi con finalità quasi opposte: nella benzina si preferisce aumentare il numero di ottani, così da ritardare la detonazione; nel gasolio si aumenta il cetano, per facilitare l’accensione spontanea.
Funzionamento del motore a benzina
Per comprendere appieno le disparità sostanziali tra i due tipi di motore, è opportuno inizialmente esaminarne il funzionamento.
Ciascun singolo pistone si sposta all’interno di un cilindro o camera di combustione, munita di candele e valvole di aspirazione e scarico:
La valvola di aspirazione consente all’aria e alla benzina di entrare in miscela.
Subito dopo, il pistone si muove verso il basso nel cilindro, comprimendo la miscela.
La candela produce quindi una scintilla che dà “accensione” al carburante.
La pressione all’interno del cilindro cresce rapidamente, provocando l’innalzamento del pistone, la cui azione viene trasferita all’albero motore e, quindi, alle ruote dell’automobile.
Questo ciclo (denominato “ad accensione comandata” in quanto l’accensione del carburante è indotta tramite scarica elettrica delle candele) si ripete innumerevoli volte, consentendo la mobilità del veicolo.
Funzionamento del motore diesel
Il motore diesel, a differenza di quello a benzina, si alimenta di gasolio, un carburante meno raffinato, che si accende non per mezzo di una scintilla, bensì attraverso la compressione. La struttura del motore diesel (intitolato a Rudolf Diesel, che lo brevettò nel 1892) è molto simile a quella del motore a benzina, con la distinzione che in questa circostanza le candele sono assenti, sostituite da “iniettori” di carburante specifici.
- La valvola di aspirazione introduce esclusivamente aria all’interno del cilindro.
- Immediatamente dopo, il pistone si abbassa nel cilindro, comprimendo l’aria al suo interno e facendo sì che raggiunga temperature estremamente elevate (tra i 700°C e i 900°C).
- Simultaneamente, gli iniettori introducono il gasolio nel cilindro, il quale, a contatto con l’aria incandescente, si accende.
- A questo punto, la miscela di gasolio e aria si espande, spingendo indietro il pistone che, proprio come nei motori a benzina, trasmette il proprio movimento all’albero motore.
