Tutti i combustibili che utilizziamo sono in buona sostanza appartenenti alla famiglia degli Alcani, composti organici di formula generica CnH2n+2 dove C è il carbonio, H è l’idrogeno e n è il numero di atomi di carbonio della molecola. Oltre agli alcani sono presenti anche altri tipi di molecole, come cicloalcani, areni…
La molecola più piccola di questa famiglia è il metano, che ha un solo atomo di carbonio e 4 di idrogeno; altri componenti sono etano (2 atomi di carbonio e 6 di idrogeno), propano (3 C), butano (4 C), pentano (5 C) e così via.
Il GPL, acronimo che sta per "Gas di Petrolio Liquefatti" è un sottoprodotto della lavorazione del petrolio ed è costituito principalmente di propano e butano
Per gli altri combustibili indicativamente abbiamo:
- benzine: costituita dai componenti compresi tra C6 e C12;
- gasoli: formati dai C16 – C30;
- ….
Da questa classificazione sommaria si vede innanzitutto che nella sequenza metano -> GPL -> benzine -> gasoli aumentano gli atomi costituenti le molecole, quindi aumenta il peso molecolare e di conseguenza variano le caratteristiche fisiche
Infatti, il metano e l’etano sono gas difficilmente liquefacibili, propano e butano sono gas condensabili, mentre i successivi sono liquidi sempre più pesanti, con densità via via maggiori.
Aumentando il peso delle molecole, aumenta la difficoltà della combustione, a causa della imperfetta miscibilità tra combustibile e comburente (l'ossigeno dell'aria) tanto che per i più pesanti sono necessari dispositivi particolari come gli iniettori dei motori diesel per ottenere risultati migliori (in sostanza questi rendono molto fini e leggere le gocce di gasolio, in modo che esso si mescoli meglio con l’aria e dia una combustione più omogenea)
La presenza di molti atomi di carbonio nella molecola, accompagnata a una non perfetta combustione, è responsabile dell’elevata fumosità dei gasoli.
Dal punto di vista economico, bisogna dire che il metano per autotrazione non deriva dal petrolio, bensì deriva da giacimenti presenti in varie aree del pianeta; per questo motivo il metano risente meno degli altri combustibili delle variazioni di prezzo del petrolio
Il GPL, le benzine e i gasoli invece sono prodotti mediante alcune lavorazioni del petrolio, quindi sono più soggetti a fluttuazioni di prezzo
Per quanto riguarda il rendimento dei motori, va detto che tutti i combustibili possono dare ottimi risultati, a patto che i motori siano ottimizzati per funzionare con un combustibile o con un altro; certo è che maggiore è la densità del combustibile, maggiori sono la complessità del motore per ottenere buoni risultati (vedi presenza di turbine, iniettori sofisticati…)
Piccola curiosità:
l'utilizzo del petrolio come combustibile iniziò per motivi "nobili": con il suo uso nelle lampade a petrolio al posto dell'olio di balena, si evitò di estinguere i cetacei
Sicuramente ho tralasciato tante cose, ma l'argomento è vastissimo...