Combustibilità

D L'alcool brucia?
Q Does alcohol burn?
R Si! E' un combustibile, molto "pulito" tra l'altro. Ossidato dal comburente (ossigeno) da origine principalmente a molecole di anidride carbonica (CO2) ed acqua (H2O). Da notare che l'ossigeno contenuto nell'ossidrile (-OH) partecipa alla combustione, migliorandola. Quindi è più corretto dire che l'alcool è si un combustibile, ma in parte è esso stesso un po' comburente. O meglio è un combustibile "ossigenante", cioè se usato insieme ad altri combustibili, quali ad esempio la benzina, apporta ossigeno, migliorando la combustione e riducendo parte delle sostanze ritenute inquinanti.

D Quindi se contiene ossigeno puo bruciare da solo? Quindi è piu pericoloso della benzina?
Q So, if it contains oxygen, does alcohol self-bourn? Is it more dangerous then gasoline?
R No! Il contenuto di ossigeno è insufficiente ad ossidare tutti gli atomi di carbonio, trasformandoli in CO2 e quelli di idrogeno, trasformandoli in H2O. Per esempio l'etilico (C2H5OH) ha bisogno di 4 atomi d'ossigeno per ossidare i 2 di carbonio e formare 2 molecole di CO2, poi ha bisogno di 3 atomi d'ossigeno per ossidare i 6 atomi d'idrogeno e formare 3 molecole di H2O. In totale servono 7 atomi d'ossigeno nella combustione per una molecola di alcool. Questa contenendo un solo atomo d'ossigeno ha bisogno quindi di altri 6 atomi d'ossigeno "esterni" (cioè tre O2....). Poi l'alcool è una molecola stabile. L'ossigeno dell'ossidrile è ben "legato" nella molecola. Non brucia da solo...

D Mi sembra di capire che l'alcool si miscela non solo con l'acqua ma anche con la benzina, non è vero?
R Beh dipende da che alcool (ne esistono di altri oltre al metilico ed etilico). Nel caso dell'etanolo questo si miscela perfettamente in ogni percentuale.

D Ma se l'alcool si miscela con l'acqua e la benzina, mentre la benzina non si miscela con l'acqua, cosa succede se miscelo acqua, alcool e benzina?
R Se la miscela alcool-benzina è fatta con alcool idrato (es. 90 gradi) avviene la stratificazione se l'alcool è "in minoranza": l'alcool con l'acqua si depositeranno sul fondo e la benzina in cima. Tuttavia una parte d'acqua può venire emulsionata con la benzina. Dipende anche da come è composta la benzina, esempio da quanto benzene contiene, ecc. e dalla temperatura. Principalmente dipende però dalla percentuale alcool-benzina, ovvero quanto il primo è prevalente nella miscela.
- PS / precisazioni, visto recenti studi/prove: probabilmente nella zona in cima c'è anche una parte d'alcool. Questo implica che l'alcool che si ritrova nella zona sul fondo probabilmente presenta gradazione diminuita (più % d'acqua) rispetto "l'originale". (Ulteriori info nelle FAQ2.)

D Quindi un carburante formato da una miscela alcool-benzina si può solo fare con alcool puro o 99,9 gradi?
R Non è detto. Come già visto dipende intanto dalla percentuale alcool-benzina. Inoltre esistono poi sostanze che unite alla miscela funzionano da emulsionatore, permettendo la piena miscibilità dei tre, anzi quattro, composti. (Ulteriori info nelle FAQ2.)

Edited by gattmes - 20/12/2007, 14:30

L'alcool come carburante

D Posso allora usare alcool come carburante: lo metto nel serbatoio con la benzina o da solo e l'auto funziona senza nessuna modifica?
R Non proprio. Sebbene l'uso di alcool o meglio ancora di miscele alcool-benzina sia molto più semplice di un adattamento all'uso di GPL o Metano, bisogna tenere conto che l'alcool o una miscela di alcool richiede una diversa carburazione. La benzina ha un rapporto stechiometrico di circa 14,5 a 1 (14,5:1), l'alcool etilico (etanolo) 9:1 e miscele alcool-benzina si piazzano a meta strada tra i due, secondo le percentuali dei due composti

D urple">Rapporto stechiometrico? Ne ho gia sentito parlare ultimamente, ma cosa significa?
R Beh in parole povere: abbiamo detto che un carburante per bruciare ha bisogno di comburente, cioè ossigeno (in pratica si usa l'aria, che lo contiene). Abbiamo visto che per bruciare ad esempio una molecole di etanolo ci vuole un preciso numero di atomi di ossigeno.
La migliore combustione/migliore rendimento e il minore inquinamento si hanno ad un preciso rapporto, detto stechiometrico, tra le quantità di carburante e comburente nella miscela.
Il rapporto stechiometrico ci indica quante parti d'aria dobbiamo miscelare ad una parte di carburante per ottenere questo equilibrio. Cosi la benzina richiede piu aria (circa 15 parti), mentre l'etanolo meno (9). In altre parole se l'aria è sempre costante possiamo dire a rovescio che con l'etanolo ci vuole più carburante.

D Quindi devo accelerare di più?
R No, è assolutamente inutile. L'acceleratore controlla quanta "miscela" (aria/carburante) entra nel motore, non come questa è composta. Anzi una buona carburazione mantiene sempre il rapporto ottimale (stechiometrico) aria/carburante in ogni condizione di funzionamento del motore.

D Ma allora da cosa dipende la carburazione?
R Dall'organo preposto a questo scopo. Nei motori più datati dal carburatore appunto. Era un meccanismo che per via di strozzature, getti, controlli, tubi di "Venturi" permetteva il risucchio e vaporizzazione di un preciso quantitativo di carburante, con una carburazione attorno al valore ottimale. In seguito è stato integrato da un iniettore a controllo elettronico. Le vetture in produzione oggi non hanno più questo meccanismo, l'aria entra direttamente nel motore e in quantità controllata dall'acceleratore, poi degli iniettori (uno per cilindro) iniettano direttamente nel motore la giusta quantità di carburante. Il tutto è controllato elettronicamente da una centralina detta ECU.

D MA allora come si puo variare la carburazione?
R Dipende dal dispositivo che monta il motore.
-Se è un vecchio carburatore occorre variare degli organi di taratura calibrati, detti getti e spilli. In genere ci sono più organi preposti alla regolazione; alcuni regolano il minimo, altri il funzionamento a meta acceleratore, altri al massimo. Poi ci sono sistemi più sofisticati, con doppio corpo, pompa di ripresa, ecc.
-Se è un sistema ad iniezione (sia esso con singolo iniettore nel carburatore o senza carburatore e un iniettore per cilindro) si agisce invece sulla centralina ECU, variando più semplicemente (si fa per dire...) il programma generalmente contenuto in una memoria.
PS Questo permette di cambiare i "tempi" di iniezione, aumentandoli. In realtà, oltre che sulla ECU, si può agire anche sulla pressione del carburante (regolata da apposito organo) aumentandola.... o un insieme delle due. In pratica aumentando i tempi aumenta il quantitativo di carburante iniettato... ma anche aumentando la pressione aumenta il quantitativo inietatto a parità di tempo...

Edited by gattmes - 28/1/2008, 12:46

Vantaggi/svantaggi - aspetti ambientali

D Ma se il rapporto stechio varia e aumenta la quantità di carburante, allora aumentano i consumi, no? Mi sembra di capire che con l'etanolo si aumenta del 40%!!!!
R Non proprio. Ogni carburante ha caratteristiche diverse. La variazione del rapporto stechio non comporta un equivalente aumento o diminuzione di consumo, in quanto puo cambiare anche il "rendimento" della miscela usata. Sebbene l'alcool etilico presenti un potere calorifico inferiore alla benzina, ha un rendimento energetico maggiore. Essendo ossigenante, permette una combustione completa, cosa che aumenta il rendimento in termini di Km al litro. Altro fattore importante è il numero di ottano elevato: oltre 110 contro i 95 della benzina verde e i 100 della benzina avio (uso aeronautico).

D Numero di ottano che cosa è??
Q Octane number: what does it mean??
R In parole povere indica la resistenza della miscela (aria/carburante) alla compressione. In un motore per avere buoni rendimenti la miscela è compressa prima di essere innescata la combustione. In genere maggiore è la compressione, migliore è il rendimento termico del motore.
Purtoppo oltre un certo limite di compressione la miscela detona spontaneamente, mentre questo deve avvenire solo su comando (motore ad accensione comandata, appunto) della candela nel cilindro.
Se la detonazione è prematura, ad esempio mentre il cilindro è ancora in fase di salita, cioè sta ancora comprimendo la miscela, viene frenato (e quindi la rotazione del motore pure) dal notevole aumento di pressione che si determina. E' il fenomeno conosciuto come "battito in testa" (si sente un gra gra gra gra....). Questo tra l'altro stressa meccanicamente il motore stesso portando a seri propblemi fino ad arrivare a rotture. Piu alto è il numero di ottano, maggiore è la compressione applicabile.
A It is a meausurement of the anti-knocking properties of the fuel. The higher the octane number, the higher a fuel's resistence to compression.

D Quindi con l'alcool il motore è piu compresso???
Higher engine compress ratio with ethanol?
R S.......hii.... Cioè dipende cosa si intende con la domanda. Generalmente il fattore di compressione non è modificabile (con rare eccezioni: esempio motore termico Prius a ciclo Aktinson) ed è scelto in fase di progetto. Mentre con la benzina ci sono problemi a superare 10:1, con l'alcool il motore puo essere "fatto" più compresso, arrivando prudentemente a 15:1 e al limite fino a 18:1.
A Yes and not. It depend on what the question means!...

D Allora se uso alcool nel mio motore senza modificare il rapporto di compressione, non potendo sfruttare il maggior rendimento ottenibile aumentandolo, consumo quel 40% in piu?
R No!. Come gia detto la combustione è piu efficiente. Inoltre l'autodetonazione dipende da vari fattori. Primi tra tutti il regime di rotazione (rpm) del motore, e il fattore di riempimento (quanto si sta accelerando). Il rapporto di compressione viene scelto con un compromesso, considerando che certe situazioni di funzionamento sono rare si tende a salire un po per far rendere meglio il motore. Cosi se a bassi regimi si da tutto gas è facile sentire in una prima fase il famoso gorgoglio. Da notare che quando "si sente" è già di una certa entità. Usando alcool (o miscele alcool benzina) l'autodetonazione non è più un problema. L'effetto "visivo" è che il tiro ai bassi aumenta. Diciamo che i consumi si attestano su 10-20% in più, secondo il modello e con uso di 100% alcool anidro.

D Il motore consumoa un 15% in piu, ma non perde potenza (quella famosa "marcia") come con il gas??
R Se il motore fosse progettato e non adattato per il combustibile alcool o gas renderebbe molto di piu sia in termini di km/litro che di potenza (il gas è oltre 120 come ottano....). Senza modifiche alla compressione, con l'alcool anidro la potenza rimane invariata o lievemente aumentata ed i consumi salgono come accennato. Con l'alcool idrato la potenza puo essere invece notevolmente aumentata.

D Come? Non capisco! Ma l'acqua non è un combustibile! Come è possibile??
R Non è combustibile ma è un ottimo "refrigerante". Evaporando sottrae calore alla miscela e alla camera di scoppio. Si puo dire semplicemente che il "volume" dei gas (miscela) dipende dalla temperatura: se questa è inferiore è possibile "stivare" piu miscela. Diciamo che in pratica è come se si aumentasse la cilindrata...

D Bene abbiamo parlato di potenze e consumi, ma da un punto di vista ambientale se questi ultimi aumentano, aumenta anche l'inquinamento, no??
R No. Al contrario nel caso dell'alcool (e del gas). La benzina è un coktail non sempre noto di idrocarburi e sostanze residue/impurità (tipo zolfo, ecc.). Con la benzina gli idrocarburi incombusti (HC) sono elevati perchè non si riesce a bruciarli completamente, mentre le impurità portano ad altri composti ritenuti inquinanti. Usando carburanti composti da una singola molecola la combustione è più "sintonizzata" e le impurità sono praticamente assenti. Inoltre per l'alcool la presenza di ossigeno ottimizza ulteriormente la combustione. In sostanza si riduce HC e Co (monossido di carbonio). Per il biossido di carbonio (anidride carbonica CO2) - gas ritenuto responsabile dell'effetto serra- questo non sparisce, ma se il carburante è di origine vegetale (contrarialmente alla benzina) è ridotto virtualmente a zero, in quanto le piante (vegetali) da cui è prodotto il combustibile lo assorbono "in anticipo" nel loro ciclo vitale.

D Quindi con l'alcool le emissioni sono zero?
R Non proprio, anche se molto ridotte. Non bisognerebbe bruciare carburante in un motore. La combustione effettuata a mezzo aria porta ai famosi ossidi di azoto come sottoprodotto. Questo è presente nell'aria e per via dell'alta temperatura in camera di scoppio forma i vari NOx (dove x è un numero). L'uso di alcool anidro puo portare ad un lieve aumento, mentre l'uso di alcool idrato (come intuibile) ad una drastica riduzione (effetto "Gecam"). Dal canto suo l'alcool produce aldeidi, primi fra tutti acetaldeide e formaldeide, sospetti cancerogeni. C'è da dire che ad esempio quest'ultima è rilasciata dal trucciolato, dal fumo di sigaretta, ecc., inoltre alcuni studi sembrano confermare che è prodotta per reazioni nell'atmosfera anche dai residui dovuti all'uso di benzina.
Va segnalato che mentre per la benzina serve un catalizzatore per diminuire le sostanze inquinanti, per le aldeidi un sistema filtrante (tipo "cappa a carboni attivi") può essere efficace....

Edited by gattmes - 20/12/2007, 14:33

D Come faccio a sapere se la mia auto è a carburatore oppure ad iniezione?

R Se la tua auto è stata immatricolata dopo il 1993 è quasi sicuramente ad iniezione; su alcuni modelli e per un breve periodo di transizione è stato installato un carburatore a controllo elettronico (a volte con un singolo iniettore al posto dei getti - "monopoint"), che però aveva comunque la possibilità di far variare il rapporto aria/benzina, anche se in maniera meno raffinata di un impianto di iniezione (standard - multipoint).
Alcune auto immatricolate prima del 1993 erano già ad iniezione, per informazioni consiglio di consultare la carta di circolazione oppure il manuale di uso e manutenzione.

In rete si trovano molte informazioni. Ad esempio un ottimo sito è il seguente: http://www.openauto.it/openauto/dati/fiat.asp

Edited by gattmes - 12/7/2005, 10:37

Domanda: nel motore si può usare alcool a 90° denaturato ? Lo chiedo perchè costa molto meno di quello al 100%.

moderazione - parziale risposta è stata data qua:

D Ma se l'alcool si miscela con l'acqua e la benzina, mentre la benzina non si miscela con l'acqua, cosa succede se miscelo acqua, alcool e benzina?
R Se la miscela alcool-benzina è fatta con alcool idrato (es. 90 gradi) avviene la stratificazione, l'alcool con l'acqua si depositeranno sul fondo e la benzina in cima. Tuttavia una parte puo venire emulsionata. Dipende anche da come è composta la benzina, esempio da quanto benzene contiene, ecc. e dalla temperatura.

Usare alcol idrato "da solo" (senza benzina) comporta problemi minori legati alla presenza d'acqua (temperatura motore/gas scarico più bassa, ecc) che vanno specificatamente risolti. Altri problemi (es temperatura ambiente x prima accensione motore) coincidono con l'uso di alcool puro (senz'acqua o 99,9 gradi) usato "da solo" (senza benzina).
Usare alcool idrato miscelato con benzina comporta invece problemi di stabilità della miscela (stratificazione), problemi che NON sussistono con l'uso di alcool puro (senz'acqua o 99,9 gradi) miscelato con benzina. In tutti e due i casi (alcool 90 o 99 + benzina) la presenza di benzina riduce i problemi legati alla temperatura (ambiente) di (prima) accensione motore, stechio, ecc.

Il numero di ottano dell'alcol idrato è però maggiore (anche 200!) rispetto a quello anidro (che si attesta sui 115-120 max); il costo (anche di produzione) dell'alcol idrato è inferiore a quello anidro.


Altra domanda: con i sistemi attuali di carburazione che usano una sonda lambda non dovrebbe essere necessaria nessuna taratura; è vero ?

moderazione:
parziale risposta è stata data qua:

D MA allora come si puo variare la carburazione?
R Dipende dal dispositivo che monta il motore.
...[cut]
Se è un sistema ad iniezione (sia esso con singolo iniettore nel carburatore o senza carburatore e un iniettore per cilindro) si agisce invece sulla centralina ECU, variando più semplicemente (si fa per dire...) il programma generalmente contenuto in una memoria.

Tuttavia, come fa notare Archangel, è meglio "affinare"

D Nei moderni sistemi ad iniezione dotati di sonda lambda, ovvero a "loop" chiuso, la carburazione ha un più ampio campo di regolazione e in funzione delle rilevazioni sull'andamento della combustione rilevate allo scarico dalla sonda citata. Quindi, se si usa l'alcool, la centralina dovrebbe automaticamente compensare e adattarsi al nuovo rapporto stechiometrico o no? Se no perchè?
R Questo è parzialmente vero: la sonda "legge" come è avvenuta la combustione e lo segnala alla centralina che varia opportunamente il rapporto stechiometrico. Tuttavia la centralina è "fatta" (programmata) per compensare principalmente due cose:
A) la variazione dovuta a fattori quale l'altitudine e lievi variazioni regionali/stagionali del carburante (oltre che a quelle "classiche" previste per temperatura, ecc.)
B) le variazioni dovute "all'invecchiamento" del propulsore.
Queste variazioni sono in genere molto contenute. È molto probabile che la centralina possa compensare un 10% in + o in meno, questo è però insufficiente per portare lo stechio da esempio 14,5:1 a 11:1 o meno...
Alcune centraline agiscono su più ampia regolazione (dipende dal "progetto"...), ovvero hanno a disposizioni "mappature" più marcate... tuttavia potrebbe essere che il cambio di mappa venga segnalato come anomalia, accendendo le opportune spie e segnalazioni!
Insomma l'ECU può non farcela... o può farcela... inoltre nella fortunata ipotesi che "ce la faccia" potrebbe però generare "codici di errore"...
Tutto ciò non accade invece con le centraline FLEX, appositamente progettate... o con sistemi modificati/integrati per l'uso di alcool.

Edited by gattmes - 17/12/2007, 11:15

Domanda:
in Italia (alla data di questo messaggio) al distributore (qua l'indirizzo) il bioetanolo costa notevolmente più della verde. Perchè comprarlo?

Risposta:
ne consiglio comunque l'acquisto, anche in modesti quantitativi, per tutti i veicoli a "benzina" (motore ad accensione comandata), specialmente se fabbricati dopo il 2000, anche se non "flexifuel".

Usato in basse percentuali (5-10%), ovvero come "additivo", non da problemi al motore (quantitativo previsto nella norma DIN EN:228).
Alla fine il maggior costo, comunque piccolo se usato in percentuale, si recupera ...addirittura si risparmia: il numero di ottano del carburante così additivato aumenta (praticamente arriva o supera quello delle benzine 99 ottani commercializzate da due famose marche...), portando alla completa eliminazione dei "battiti in testa" (udibili e non udibili..) e quindi ad un miglior rendimento del motore. Inoltre agisce da "pulitore" non solo per tutto l'impianto di alimentazione, ma anche per la camera di scoppio (usato regolarmente è in grado di sciogliere anche i residui carboniosi).. "ringiovanendo" di fatto il motore....
Detto ciò aggiungo che contribuisce a diminuire la CO2 effettivamente emessa, ovvero a ridurre l'inquinamento... nonchè la dipendenza estera (nel caso italiano trattasi di carburante "made in... Sicilia"!)

Quindi se passate da Spezia.. portatevi dietro una tanichetta...

D La mia auto per quanto etanolo è certificata dalla casa costruttrice?
Q How many ethanol (certified by manufactures) in my car?
R questo documento (purtroppo in tedesco) è la risposta alla compatibilità E10 (10% etanolo) da parte di molte marche: Volkswagen, Toyota, Skoda, Porsche, Peugeot, Opel, Ford, Chrysler, BMW...
A The following document is the answer (in german) of many brands: Volkswagen, Toyota, Skoda, Porsche, Peugeot, Opel, Ford, Chrysler, BMW...

(fonte e85.biz – Bioethanol - Super Ethanol - Biokraftstoff Ethanol Willkommen )