Numero di ottano
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Il numero di ottano è un indice della resistenza alla detonazione (o "caratteristica antidetonante") di un carburante.
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[modifica] La scala
La scala dei valori varia da 0 a oltre 100; per convenzione si attribuisce a n-eptano un numero di ottano pari a 0 e all'isoottano (2,4,4-trimetilpentano) un numero di ottano pari a 100. La benzina normalmente in commercio ha numero di ottano 95. Attualmente diverse compagnie petrolifere propongono anche carburanti con numero di ottano 98-101. Più è grande il numero di ottano, più è alto il potere antidetonante del carburante. Ciò significa che c'è meno rischio di inneschi per la semplice compressione provocata dal pistone e quindi che, per accendersi, necessiti della scintilla delle candele.
[modifica] Il motore a combustione interna
Nel motore di un veicolo il pistone aspira una miscela di carburante e di aria (combustibile e comburente) dentro il cilindro nella corsa iniziale, mentre la comprime ritornando indietro. Poco prima che la fase di compressione abbia termine la candela infiamma la miscela provocando una combustione regolare che respinge il pistone, riavviando il ciclo. Non tutte le benzine, però, bruciano nella stessa misura.
I parametri che determinano l'accensione di un combustibile sono la temperatura e la pressione. In un motore a combustione interna ad accensione comandata (come i benzina) si vuole che il combustibile si accenda quando scocca la scintilla della candela, né prima né dopo.
Se la pressione della camera è troppo elevata il carburante si accende spontaneamente dando luogo al fenomeno noto colloquialmente come "battito in testa", che provocando diffusione di forze irregolari all'interno del motore ne causa il danneggiamento (forature dei pistoni, delle teste, danneggiamento delle sedi valvola ecc...).
[modifica] Misurazione
Il numero di ottano viene misurato in un motore 4 tempi monocilindrico dotato di rapporto di compressione variabile, confrontando la benzina da analizzare, variando il rapporto di compressione fino a causare l'auto accensione del carburante (battito in testa), con quella di miscele a composizione variabile di n-eptano - che ha numero di ottano 0 - e isoottano (2,2,4-trimetilpentano) - che ha numero di ottano 100, fino a determinare una miscela che ne provochi l'auto accensione.
Una benzina avente numero di ottano 95 ha la stessa resistenza alla detonazione di una miscela 95:5 di isoottano e n-eptano.
Numerose sostanze possono essere impiegate per aumentare il numero di ottano di una benzina ottenuta per distillazione frazionata del petrolio. Tra esse si annoverano il piombo tetraetile (non più in uso in quanto cancerogeno ed inoltre "avvelena", disattivandola totalmente, la marmitta catalitica divenuta obbligatoria in seguito a norme contro l'inquinamento), il benzene, il toluene (n° di ottano ≥ 100), l'MTBE (metil-t-butiletere, n° di ottano = 118), il metanolo e l'etanolo.
Per i motori alimentati ad alcol (metanolo o etanolo), è l'acqua l'additivo antidetonante più comune.
[modifica] Le varie prove
Le prove per determinare il numero d'ottano sono diverse, così come le varie sigle:
- RON (Research Octane Number);
è la prova per i motori che richiedono pochi ottani, con il metodo sopra descritto.
- MON (Motor Octane Number);
è una prova piu severa, dove il motore di prova è il medesimo del sistema RON, ma viene testato sotto carico, con il motore a regime termico e a una velocità di rotazione superiore, inoltre si provano vari anticipi d'accensione per testare la resistenza al battito in testa.
- AKI (Anti-Knock Index)/RdON (Road Octane Number)/PON (Pump Octane Number) o (RM) / 2;
è la media dei valori rilevati nelle prove RON e MON
[modifica] Esempi
L'etanolo ha come valori: RON=129, MON=102, AKI=116
Tabella con valori AKI dei vari carburanti
| esadecano | < -30 |
| n-ottano | -10 |
| n-eptano | 0 |
| gasolio | 15–25 |
| 2-metileptano | 23 |
| n-esano | 25 |
| 2-metilesano | 44 |
| idrogeno | RON > 130; MON molto basso[1] |
| n-eptano | 60 |
| n-pentano | 62 |
| 1-pentene | 84 |
| 1-butanolo | 87 |
| E10 | 87–90 |
| n-butano | 91 |
| t-butanolo | 97 |
| cicloesano | 97 |
| isoottano | 100 |
| benzene | 101 |
| propano | 103 |
| E85 | 105 |
| metano | 107 |
| etano | 108 |
| metanolo | 113 |
| toluene | 114 |
| etanolo | 116 |
| xilene | 117 |
[modifica] Reforming
Per ottenere benzina ad elevato numero di ottano si mescolano benzine di cracking e da reforming (a più alto numero di ottano) alle benzine di prima distillazione e si aggiungono prodotti antidetonanti.
[modifica] Voci correlate
[modifica] Note
- ^ Ingersoll, John G., Natural gas vehicles, Lilburn, Ga, Fairmont Press, 1996. 327
