Gpl, un futuro a… tutto gas?

DAL GASSOGENO AL BUTANO - Il Gpl ha fatto la sua comparsa tra i carburanti per autotrazione nei primi anni 50, rappresentando una radicale evoluzione rispetto allo storico “Gassogeno Ferraguti” che consentiva di produrre, a bordo dell’auto, un gas povero (ma adeguato ai motori di allora) ottenuto dalla combustione di legna. Finita la guerra e attivati nuovi impianti di raffinazione, più evoluti di quelli precedenti il conflitto, si trovò pratico utilizzare, come combustibile domestico, il butano in bombole, in attesa che venisse ricostruita una rete nazionale di distribuzione del così detto “gas di città”, visto che anche i gasometri erano stati oggetto delle “attenzioni” dei bombardieri anglo-americani. 

 

 

ALTO TENORE OTTANICO - Il butano è un prodotto gassoso che si ottiene nelle prime fasi di raffinazione, assieme agli altri idrocarburi leggeri di cui si compone la benzina. Di questo gas (C4H10) esistono due isomeri: n-butano, il più comune, ed iso-butano, la cui formula chimica è identica, ma leggermente diverse le caratteristiche fisiche. Nella “formula di struttura” della molecola di n-butano, gli atomi di carbonio sono allineati e hanno legami semplici fra loro, e a croce con quelli di idrogeno. La molecola di iso-butano, invece, presenta una struttura che possiamo a definire “a cristallo di neve”. Ma la differenza più importante si riferisce alla temperatura a cui, a pressione atmosferica, i due isomeri del butano passano dallo stato gassoso a quello liquido: 0° per il n-butano, -11° per l’isobutano. Come carburante per autotrazione, il butano è accreditato di un tenore ottanico di 93, secondo la rilevazione RON, e di 90, secondo la rilevazione MON: è interessante notare che la benzina commerciale super mostra un valore di 95 RON, ma di solo 85 MON. E questo rivaluta il butano come carburante per auto. 

 

 

MISCELA… ESPLOSIVA- Ma, come noto, esso partecipa alla composizione del Gpl commerciale non da solo, ma miscelato al propano. Anche quest’ultimo (C3H8) è un idrocarburo appartenente alla “serie aciclica” (detta anche “del metano”), e come il butano è ottenuto dalla raffinazione del petrolio. Il propano ha una temperatura di liquefazione significativamente inferiore a quella del butano (-42°), ma la convivenza fra i due nella miscela che forma il Gpl commerciale non è problematica in quanto l’isomero n-butano solidifica a -35° e l’iso-butano a -145°. Il propano ha un potere calorifico specifico (3,35 MJ/m3) leggermente inferiore a quello del butano (3,39 MJ/m3): ma, come carburante per motori a ciclo Otto, ha il rilevante vantaggio di un tenore ottanico molto elevato, ben 112 RON e 97 MON. Con numeri del genere, un rapporto di compressione di 13,5:1 o di 14:1 sarebbe assolutamente praticabile senza rischiare di incorrere in fenomeni di autoaccensione.

 

 

QUESTIONI DI QUALIFICA - In considerazione di queste positive caratteristiche “motoristiche”, negli Usa la rete di distribuzione commercializza propano puro, e non una miscela propano-butano. In passato, la flotta dei grandi camion a stelle e strisce era basata soprattutto su grossi V8 da 10 e più litri alimentati a propano; poi è venuta la riscossa del diesel, ma ora si assiste ad un deciso rilancio del gas, che può contare su una rete capillare e viene utilizzato non solo nei grossi camion, ma anche nei veicoli da lavoro, come i “muletti” sollevatori. In Italia si parla solo di Gpl, come peraltro in quasi tutta Europa. Visti i valori ottanici dei due componenti, la cosa sarebbe assolutamente “pacifica” se non fosse che la norma europea consente ai produttori di giocare su cinque diversi rapporti percentuali di propano: 59% per il grado A, 43% per il B, 33% per il C, 13% per il D e meno di 10% per il grado E (in quest’ultimo caso, si può arrivare anche a “propano zero”). In Italia, la norma nazionale richiede che nei mesi invernali (aria più fredda e più densa, per cui si richiede un più elevato tenore ottanico per non rischiare fenomeni di detonazione) sia distribuito Gpl in qualifica C, mentre in estate si può arrivare alla qualifica E. Il paese europeo che vanta il gas di più elevata qualità ottanica è la Francia, dove non si scende sotto la qualifica C, ma con la A disponibile per cinque mesi su 12. 

 

 

IERI IL “POLMONE”, OGGI L’INIEZIONE - In Italia il Gpl non è al suo meglio, ma in passato è stato ancora peggio, perchè questa miscela è stata a lungo il “lavandino” in cui molte raffinerie scaricavano gli scarti gassosi per gonfiare le forniture, con un bel danno per gli automobilisti, quanto meno in termini di resa. Per contro, gli italiani sono fra i migliori produttori di impianti per alimentazione bi-fuel benzina-Gpl. Il progresso della tecnologia del settore, dai tempi dei “polmoni” applicati ai carburatori per portare il gas dallo stato liquido a quello gassoso, è stato eccezionale: oggi abbiamo impianti di iniezione a pilotaggio elettronico, perfettamente integrati con quelli dell’alimentazione a benzina. Tali sistemi iniettano Gpl allo stato liquido, con un rilevante incremento del rendimento volumetrico. Più lontana la prospettiva di arrivare a impianti di iniezione diretta di gas, ma si sta lavorando per arrivare alla perfetta integrazione e utilizzare gli stessi iniettori del sistema a benzina. Con la crescente tendenza allo sviluppo di motorizzazioni turbo-iniezione diretta dalle potenze specifiche sempre più elevate, non sarà più possibile giocare al risparmio con le percentuali di propano perchè questi sono motori che necessitano di carburanti ad elevato tenore ottanico.