I motori più sofisticati richiedono una migliore qualità del carburante

Ricordi la benzina con piombo?

Per la nostra salute e anche a causa dei convertitori catalitici, diventati obbligatori in tutti i nuovi veicoli a partire dal 1993, l'uso e la vendita di questo carburante sono stati vietati.

Tuttavia, ciò non ha impedito alle auto che lo utilizzano di non funzionare più, poiché questo additivo è stato sostituito dall'incorporazione di altri additivi per garantire lo stesso effetto.

I produttori di carburante furono 'costretti' a sviluppare un altro tipo di additivi sintetici, che consentissero di garantire il mantenimento di un alto numero di ottano senza ricorrere al piombo. Ciò consente l'utilizzo di catalizzatori, mantenendo la possibilità di utilizzare tassi di compressione più elevati, indispensabili per mantenere l'efficienza dei motori, e, di conseguenza, per ridurre i consumi. Questo esempio concreto mostra l'importante ruolo che la ricerca e lo sviluppo di carburanti e additivi hanno svolto – e continua a svolgere – nel raggiungimento degli obiettivi di emissione per i motori a combustione interna.

Luís Serrano, ricercatore presso ADAI, Associazione per lo sviluppo dell'aerodinamica industriale

Pertanto, un primo importante fattore per promuovere la riduzione delle emissioni è aumentare la redditività di un motore. Sapendo che un motore a combustione ha un rendimento medio di circa il 25%, ciò significa che minore è la qualità del carburante, minore è l'efficienza che offre il motore e maggiore è l'emissione di gas derivanti dalla carburazione. Al contrario, un buon carburante consente una migliore efficienza, in quanto l'aumento di efficienza si ottiene con quantità di carburante inferiori, il che favorisce una riduzione delle emissioni grazie a una fase di combustione più efficiente.

Lo dimostra uno studio realizzato dalla divisione chimica di BASF (“Eco-Efficiency Study for Diesel Additives, November 2009): gli additivi presenti nei carburanti sono una parte importante nel garantire l'efficienza dei motori, non richiedendo grandi quantità di sostanze additive per ottenere risultati sostenibili e duraturi durante l'uso del veicolo.

Simbiosi tra produttori

Quando si confrontano le prestazioni del diesel additivo e non additivo, questo lavoro del gruppo tedesco ricorda che il cosiddetto “diesel semplice” non può aiutare l'efficienza termodinamica, avendo anche un impatto negativo sulla longevità dei componenti.

Gli attuali motori sono costituiti da elementi con tolleranze costruttive molto strette, per cui è fondamentale che il carburante garantisca la corrispondente pulizia e favorisca il necessario raffreddamento dei vari componenti del sistema di iniezione, assicurando anche la protezione contro l'ossidazione e il degrado dei materiali e garantendo la lubrificazione dei componenti.

Luís Serrano, ricercatore presso ADAI, Associazione per lo sviluppo dell'aerodinamica industriale

Pertanto, “lo sviluppo dei motori e dei relativi sistemi di accensione ha costretto allo sviluppo di combustibili con caratteristiche migliori, in grado di garantire il corretto funzionamento di questi sistemi e dei rispettivi motori”, continua questo ricercatore.

Gli attuali motori a iniezione diretta, dove il carburante resiste a livelli di pressione e temperatura molto elevati, richiedono iniettori e pompe molto efficienti, ma anche molto più sensibili alle caratteristiche e alle proprietà dei combustibili utilizzati.

Ciò giustifica la necessità di simbiosi tra lo sviluppo di componenti e motori e processi di produzione di carburante sempre più complessi, rafforzando la ricerca di additivi in grado di rispondere alle richieste poste dai produttori di motori.

Per avere un'idea molto concreta dello sviluppo dei carburanti e dei loro additivi e della loro importanza per l'affidabilità dei motori (...) se un carburante di 15 o 20 anni fa è stato utilizzato in un motore attuale, in un breve periodo di uso, quel motore avrebbe seri problemi di funzionamento.

Luís Serrano, ricercatore presso ADAI, Associazione per lo sviluppo dell'aerodinamica industriale

Focus sull'eco-efficienza

Con gli obiettivi di emissione sempre più stringenti da parte delle case automobilistiche – a partire dal 2021, i marchi sono obbligati ad abbassare il livello medio di emissioni di CO2 della flotta a 95 g/km, pena sanzioni pesanti –, Rifiuti e particolato i sistemi di ritenzione e trattamento stanno diventando sempre più complessi e sensibili.

E più costoso.

Proprio per garantire il corretto funzionamento di questa tecnologia (che le case automobilistiche devono assicurare fino a 160mila chilometri, secondo una raccomandazione europea) è che i carburanti assumono un ruolo sempre più rilevante e vengono continuamente sviluppati e potenziati per la loro funzione.

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In questo lavoro di BASF, l'additivo carburante ottiene risultati migliori in termini di energia e, di conseguenza, anche in termini di emissioni.

Ma, più importante di questa conclusione, è mostrare come l'efficienza e le prestazioni del carburante additivo siano maggiori in quanto il motore è sottoposto a carichi maggiori. Il che rafforza l'importanza di un carburante affidabile nei veicoli commerciali o nei modelli capaci di prestazioni dinamiche più elevate.

La ricerca e lo sviluppo di carburanti e additivi continua a svolgere un ruolo molto importante nel raggiungimento degli obiettivi di emissione per i motori a combustione interna. Ad esempio, per quanto riguarda il gasolio, spicca la riduzione dello zolfo, che azzera praticamente le emissioni di composti solforati, altamente inquinanti e che è stata completamente realizzata dai produttori di combustibili. Lo zolfo è un elemento comune nella composizione dell'olio base (greggio) e compare molto frequentemente nel gasolio, quindi è necessario rimuovere questo elemento nel processo di raffinazione. In questo modo è stato possibile eliminare tale sostanza, garantendo che le emissioni inquinanti a livello di composti solforati siano ora perfettamente residuali. Attualmente, questo tipo di emissioni non è praticamente più un problema.

Luís Serrano, ricercatore presso ADAI, Associazione per lo sviluppo dell'aerodinamica industriale

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