Numero d’ottano: tra storia e futuro

7 novembre 2013
Tecnologia
Tutto quello che occorre sapere sul numero d’ottano, il valore più importante per conoscere le caratteristiche di ogni benzina.
ALL’INIZIO, PER GLI AEREI - La ricerca di carburanti in grado di permettere un significativo incremento del rapporto di compressione dei motori (e quindi delle loro prestazioni) ha avuto inizio, in ambito aeronautico, già nel corso della Prima Guerra Mondiale; ma, in campo automobilistico, le benzine “super” sono apparse solo negli anni 50, quando l’arrivo dei primi motori ad alto rapporto di compressione ha imposto lo sviluppo di carburanti capaci di scongiurare il deleterio fenomeno dell’autoaccensione all’interno della camera di combustione. Ed è sempre da allora che il numero di ottano (in termini più tecnici, tenore ottanico) è diventato un protagonista delle campagne pubblicitarie delle benzine commerciali.
 
 
OTTANO, QUESTO… CONOSCIUTO - Quando si nomina l’ottano non si parla semplicemente di un numero inserito in una scala di misurazione teorica, ma di uno degli idrocarburi presenti nella “serie del metano”: nella sua forma più ricca di capacità anti-detonanti, l’isottano (formula chimica C8H18, in cui ogni molecola è formata da otto atomi di carbonio “legati” a 18 atomi d’idrogeno), questa sostanza è stata scelta come indice della resistenza all’autoaccensione (disegno qui sotto) delle benzine commerciali. In laboratorio, i carburanti da mettere in commercio vengono testati su uno specifico motore che è diventato la “cartina di tornasole” del tenore ottanico delle benzine commerciali. Si tratta di un vecchio monocilindrico industriale dell’inglese Briggs & Stratton modificato rendendone scorrevole, in senso assiale, la testa, in modo da poterne variare progressivamente il rapporto di compressione. Ad ogni punto di rapporto di compressione in più, ottenuto senza l’innesco di fenomeni di detonazione, corrisponde un conseguente innalzamento dell’indice ottanico. Viene definito pari a 100 (“etichettandolo”, quindi, con la sigla RON 100) il comportamento di un carburante capace di presentare le stesse caratteristiche di resistenza alla detonazione dell’isottano; mentre benzine meno “prestanti” riceveranno un valore RON progressivamente inferiore (con indici compresi, per la maggior parte dei prodotti commerciali, tra 98 e 84). Allo stesso modo, per i carburanti che avranno mostrato prestazioni migliori di quelle del “campione”, il numero RON sarà superiore a 100: nelle competizioni, per esempio, è comune l’impiego di benzine (molto comuni nelle gare di parecchi campionati nazionali italiani quelle prodotte dalla toscana Magigas) che raggiungono valori compresi tra 102 e 108.
 
 
C’ERA UN VOLTA IL PIOMBO - Nella realtà, però, la percentuale di ottano che, in seguito alla raffinazione del petrolio, entra a far parte della composizione delle benzine, è minima: l’obiettivo di un punto di detonazione più elevato è sempre stato ottenuto mediante l’aggiunta di speciali additivi chimici. In passato, la “pozione magica” ideale per raggiungere valori più alti è stata a lungo rappresentata dal tetraetile di piombo, che offriva anche proprietà lubrificanti benefiche per la longevità delle sedi-valvole. Dalla fine degli anni 50 e per tutto il decennio successivo, in Europa sono state comuni benzine “super” con numero d’ottano fino a 98-100 (in Italia la “normale”, priva di piombo, raggiungeva di solito il valore di 86) mentre, negli USA, la Sunoco Blue e la Firebird della Pure arrivavano a 105 RON. La corsa a valori di tenore ottanico così elevati era stata innescata dalla comparsa di motori con rapporti di compressione sempre più elevati e, in un’epoca in cui l’alimentazione e l’accensione era ancora affidate a carburatori e spinterogeni, l’unica variabile su cui si poteva intervenire per spostare sempre più in alto l’inizio di fenomeni di auto-detonazione era appunto il numero d’ottano delle benzine super. L’utilizzo della Sunoco Blue, per esempio, era obbligatorio per l’alimentazione del leggendario V8 “327 Fuel Injection” della Chevrolet Corvette C2 del 1963 (foto qui sotto), il cui rapporto di compressione era di quasi 12:1. 
 
 
“RIVOLUZIONE” ELETTRONICA - L’avvento dei sistemi di trattamento catalitico dei gas di scarico ha però imposto l’eliminazione del tetraetile di piombo dalla formulazione delle benzine “super”, perché questo metallo è un vero e proprio veleno per i metalli preziosi (platino-palladio-iridio) che costituiscono il “cuore” del catalizzatore. Per questo, già all’inizio degli anni 70, negli Stati Uniti (che per primi hanno reso obbligatorio l’uso delle marmitte catalitiche nelle vetture di nuova omologazione) gli automobilisti si trovavano a fare il pieno con benzine super che faticavano a superare la soglia dei 90 RON. Bandito dalla composizione dei carburanti il tetraetile di piombo, l’industria petrolifera ha così individuato in una serie di idrocarburi pesanti (i cosiddetti “aromatici”) e di composti ossigenati i nuovi additivi con cui riportare progressivamente le benzine commerciali a tenori ottanici molto elevati: oggi, le super-premium arrivano nuovamente al limite dei 98-100 RON. Nel frattempo, anche la formidabile evoluzione della tecnologia dei motori a ciclo Otto è venuta in aiuto dei progettisti che oggi dispongono di software che, per mezzo di analisi computerizzate sempre più accurate, consentono di simulare con grande precisione l’evoluzione della combustione all’interno del cilindro. In tal modo è possibile ottimizzare il progetto termodinamico in base alla “missione” del motore: offrire le massime prestazioni, oppure minimi consumi e ridotte emissioni (oltre, naturalmente, a tutte le innumerevoli “vie di mezzo” tra questi due estremi). I moderni motori a ciclo Otto, sia aspirati che sovralimentati, lavorano tutti con elevati rapporti di compressione, indispensabili per “mettere d’accordo” prestazioni apprezzabili con livelli di emissioni e consumi di carburante sempre più contenuti: come si vede, lo scenario è molto cambiato rispetto agli anni 50 e 60. 
 
 
MENO OTTANO? CV GIÙ - A prevenire i fenomeni di autoaccensione provvedono anche i moderni sistemi integrati di iniezione-accensione, che dispongono di sensori che rilevano i primi accenni di “battito in testa” e provvedono a rimodulare di conseguenza, ritardandolo, l’anticipo d’accensione. E qui torna in gioco il tenore ottanico delle benzine commerciali. Per quanto le tecnologie motoristiche, grazie al calcolo computerizzato, si siano così evolute, il motore a combustione interna a ciclo Otto ha pur sempre i suoi limiti, e non permette (ancora) di spingersi oltre determinati valori di rapporto di compressione. Oppure, se lo si fa, bisogna specificare all’automobilista che per disporre di tutta la potenza pubblicizzata “dovrà” fare sempre il pieno con benzina super di tenore ottanico adeguato. In caso contrario, nella camera di combustione si innescheranno i primi accenni di battito in testa, e i sensori del sistema di gestione integrata provvederanno immediatamente a ridurre l’anticipo di accensione: evitando qualsiasi rischio, ma impedendo al motore di erogare tutta la sua potenza. Esempi in questo senso non  sono mancati: se alimentati con “super” 95 RON, anziché 98-100, il quattro cilindri Honda 2.0 litri della spider S2000 scendeva da 240 a 200 CV, mentre anche il sei cilindri BMW M3 3.2 (foto qui sopra) calava da 343 a non più di 300 CV. 
 
 
LA SORPRESA VIENE DAGLI USA - Tuttavia, negli Stati Uniti sono entrati in commercio motori che, pur essendo caratterizzati da rapporti di compressione molto elevati, mantengono inalterata la loro potenza massima anche senza l’uso di costose benzine super-premium. Come il V6 3.6 biturbo da 420 CV della nuova Cadillac CTS VSport (foto qui sopra) che, pur con sovralimentazione biturbo e con un rapporto di compressione di 10,2:1, richiede l’utilizzo di benzina super americana, da 93 RON. Evidentemente la sua camera di combustione ha un disegno estremamente efficiente, in grado di prevenire l’insorgere di fenomeni di auto-accensione. Lo stesso vale per il nuovo V8 6.2 da 468 CV della Corvette C7, per il quale si raccomanda lo stesso tipo di benzina. Va anche detto che, se alimentati con le nostre super-premium da 98-100 RON, questi propulsori non offrono significativi incrementi di potenza. La regola, insomma, viaggia “a senso unico”: se un motore viene alimentato con benzina di tenore ottanico inferiore al prescritto, perde CV; ma non ne guadagna se, al contrario, si utilizza una benzina di tenore superiore a quello del carburante d’omologazione.
Aggiungi un commento
Ritratto di Montanelli
7 novembre 2013 - 11:28
Anche se ormai diesel, metano e Gpl stanno metendo in ombra l'alimentazione a benzina, è bello ogni tanto leggere qualche approfondimento tecnico, ce ne vorrebbero di più.
Ritratto di giuggio
7 novembre 2013 - 11:33
io uso ogni tanto la blusuper (99 ottani) ma in effetti di vantaggi non ne sento
Ritratto di PariTheBest93
7 novembre 2013 - 12:06
3
Però questi carburanti sostengono di “ripulire” il motore, quindi di aumentarne la longevità...
Ritratto di giuggio
7 novembre 2013 - 12:59
infatti è per quello che li uso :-)
Ritratto di osmica
7 novembre 2013 - 21:32
Anch'io uso (a volte) la 100 ottani per "ripulire" il motore. Mentre usavo sempre la 100 ottani per una vecchia vettura a benzina (ex benzina rossa). Ad ogni modo 4 centesimi al litro ben spesi.
Ritratto di onavli§46
7 novembre 2013 - 20:10
in velocità più elevata della autovettura no, però si ottiene una miglior combustione e maggior pulizia di meno incrostazioni nelle camere di scoppio. E' un po' troppo cara però.
Ritratto di follypharma
7 novembre 2013 - 11:49
2
mamma mia che bella quella c2 del 63.... fantastica... bell'articolo complimenti...
Ritratto di asweil
7 novembre 2013 - 12:27
Complimentissimi all'autore dell'articolo, ben fatto, interessante e spiegato con parole comprensibili a tutti. Farei una petizione affinchè ci siano più articoli di questo tipo!! :-)
Ritratto di Chromeo
7 novembre 2013 - 15:29
.
Ritratto di asweil
7 novembre 2013 - 15:38
Grazie, spargiamo la voce! ;-)
Pagine

DA SAPERE PER CATEGORIA

listino
Le ultime entrate
  • Ssangyong Tivoli
    Ssangyong Tivoli
    da € 19.000 a € 30.400
  • Volkswagen Touran
    Volkswagen Touran
    da € 35.650 a € 39.350
  • Mercedes SLC
    Mercedes SLC
    da € 38.180 a € 69.079
  • Mercedes CLS
    Mercedes CLS
    da € 78.730 a € 110.310
  • Volvo V90
    Volvo V90
    da € 51.200 a € 81.500

PROVATE PER VOI

I PRIMI CONTATTI

  • Mitsubishi Eclipse Cross 2.2 Instyle S-AWC 8AT
    € 36.700
    Le forme quasi da coupé regalano una personalità decisa a questa suv, che col nuovo 2.2 diesel e il cambio automatico è comoda e si guida bene. Non enorme il baule, e in velocità si notano fruscii.
  • Tesla Model 3 Long range AWD Performance
    € 69.100
    La Model 3 è la più compatta delle elettriche della Tesla: in questa versione Performance è una vera sportiva nelle prestazioni e nella guida. Ma anche nel comfort.
  • Mercedes EQC 400 4Matic Premium
    € 80.439
    Prima suv elettrica della casa, la Mercedes EQC è comoda, scattante e promette una buona autonomia. Non convincono del tutto il bagagliaio e la prontezza dei freni.