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ATTENZIONE!! Copia/incolla dal forum di Quattroruote...
riporto il lavoro di una persona che la colza la utilizza:
una premessa doverosa: io non sono altro che un fruitore di qualcosa che già è insito nel motore diesel fin dalla sua nascita, ciò che ho fatto a livello tecnico non è stato altro che verificare di persona e con strumenti attuali, moderni ed idonei, quali fossero le implicazioni date dall’uso degli oli vegetali non modificati a scopo lubrificante in questo tipo di motore, chiaramente molto più moderno e tecnicamente avanzato rispetti ai primordi. inoltre non avendo particolari doti comunicative da docente scusatemi se sarò prolisso, se non dovessi essere chiaro sarà più facile per me rispondere a domande mirate.
un’altra precisazione, tutto quanto di carattere generale e che esuli da ciò che sono le mie dirette esperienze nell’uso dell’olio vegetale come lubrificante, quindi tabelle e quant’altro relativo ai capitolati dei prodotti, sono reperibili in rete presso i produttori nazionali di gasolio e biodiesel, io stesso ne attingo per comodità e facilità di scrittura. sono dati ed informazioni uniformate e stabilite dagli organi preposti al controllo qualità che i produttori devono garantire. alla fine inserirò un elenco di link che possano facilitare da parte vostra la ricerca di informazioni più specifiche, curiosità o argomenti semplicemente non affrontati.
comincerei con una panoramica generale dei tipi di combustibili utilizzabili attualmente in motori diesel, viste le domande recenti sul gecam forse è meglio definire cosa sia bio e cosa no:
fossili:
tutti sappiamo cosa sono e da dove derivino, se non altro perché il nostro rapporto con il petrolio è praticamente quotidiano ed imposto da cent’anni universalmente come unico sistema energetico (ed economico, nel senso che l’economia mondiale ci si basa, non certo perché costi poco…..).
gasolio africano: ricco di paraffine e zolfo, dal punto di vista motoristico sicuramente migliore di quelli in uso da noi, maggior lubricità.
gasolio “occidentale”: deparaffinato e basso tenore di zolfo
gasolio tipo v power: maggior prestazione dovuta a n° di cetano più elevato, più basso zolfo;
blu: estrema riduzione dello zolfo;
gasolio bianco: gasolio tradizionale + 10% di acqua emulsionata finemente con appositi pacchetti di emulgatori, riduzione delle emissioni di particolato;
ciò che comportano a livello ambientale è noto a tutti, nonostante siano raffinati e migliorati sono sempre estremamente inquinanti e contribuiscono in maniera decisiva a generare i problemi che il nostro mondo ha. nessuno di questi è bio.
vegetali naturali:
il motore diesel è per definizione un motore generoso, è alimentabile quasi con tutto ciò che possa bruciare spontaneamente per compressione, ne esistono versioni alimentati a polvere di carbone, tuttavia se consideriamo i motori moderni, i cosiddetti diesel veloci, ci sono implicazioni dovute alle potenze, compressioni, pressioni di iniezione e n° di giri che determinano la necessità di modifiche sostanziali per poterlo alimentare con oli vegetali tal quale. le viscosità massime in gioco, fino a 10 volte superiori al gasolio (70-80 cst al 20°c contro i 2.5-7 cst del gasolio), necessiterebbero di sistemi di preriscaldamento per fluidificarlo prima dell’arrivo alla pompa di alimentazione, i serbatoi stessi dovrebbero essere riscaldabili durante le stagioni invernali perché i trigliceridi naturali che li compongono (acidi grassi esterificati con glicerina) hanno un punto di solidificazione non eccessivamente basso e la tendenza a cristallizzare in fasi diverse, ognuna tipica degli esteri che lo compongono. per avere problemi di alimentazione non è necessario che tutta la massa di olio diventi letteralmente solida ma è sufficiente una parziale e minima cristallizzazione delle parti meno solubili, che iniziano a germinare adese alle pareti dui tubi alimentazione e filtro gasolio, aggregandosi via via ed aumentando di dimensione fino ad occludere il passaggio del combustibili. provate a mettere una bottiglia di olio di oliva a temperatura inferiore a 10÷15°c e vedrete che dopo qualche tempo si formeranno sulle pareti tante parti biancastre tonde solide, dapprima piccole poi sempre più grandi che nel tempo si aggregheranno formando un corpo solido unico. con diverso meccanismo è quello che capita nei gasoli petroliferi quando contengono in quantità paraffine medio e altobollenti (punto di intasamento a freddo dei filtri - cold filter plugging point - cfpp).
vegetali derivati:
biodiesel o natural diesel:
e’ un estere, prodotto industriale derivato da olio vegetale naturale, estere anch’esso, normalmente colza (quelle belle distese campestri di fiorellini gialli) e girasole (tutti sappiamo come sia), a volte soia ma dipende da costi e disponibilità. per produrre il biodiesel è necessario modificare l’olio vegetale di partenza, rendendolo più basso bollente e meno viscoso e più infiammabile e per far questo è necessario sostituire la glicerina legata agli acidi grassi a formare il trigliceride con un altro alcool a più corta catena, quindi più leggero e volatile. si usa normalmente l’alcool metilico ma è possibile utilizzare anche l’acool etilico. ciò che si ottiene è chimicamente detto metilestere (o etilestere se usato alcool etilico) ed è utilizzabile direttamente nei motori diesel con sistemi di alimentazione tradizionali, senza alcuna modifica sostanziale di parti del motore.
i valori di viscosità s’avvicinano a quelle del gasolio:
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combustibile viscosit à
metilestere di olio di soia (valore medio) 4,01 cst
metilestere di olio di girasole 4,6 cst
metilestere di olio di colza 6 cst
gasolio 2d (valore medio) 2,6 cst
il punto di infiammabilità si riduce rispetto agli oli di partenza e, pur garantendo una totale combustione, risultano più sicuri dal punto di vista dello stoccaggio e manipolazione rispetto al gasolio:
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combustibile punto di infiammabilità
metilestere di olio di soia (valore medio) 155 °c
metilestere di olio di girasole 182 °c
metilestere di olio di colza 160 °c
gasolio 2d (valore medio 72°c
il numero di cetano, che indica il comportamento all'accensione e quindi influenza l'avviamento a freddo, la combu-stione e la rumorosità del motore, è pressochè simile a quello del gasolio. nei motori diesel è relativamente semplice misurare il tempo che intercorre tra l'iniezione del combustibile e la sua accensione, da qui viene calcolato un indice che esprime questo ritardo. più è alto il suo valore e maggiore è la prontezza del combustibile all'accensione.
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combustibile numero di cetano
metilestere di olio di soia (valori medi) 46-51
metilestere di olio di colza 54
metilestere di olio di girasole 49
gasolio 2d (valore medio) 48
le temperature di intorbidamento (nebbia) e cristallizzazione sono più basse dei relativi trigliceridi di partenza, ma più alte del gasolio petrolifero ma anche in questo caso l'uso in miscele risolve parzialmente il problema:
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combustibile punto di intorbidimento punto di scorrimento
metilestere di olio di soia (valore medio) -1 °c -3 °c
metilestere di olio di colza -2 °c -9 °c
metilestere di olio di girasole - -7 °c
gasolio 2d (valore medio) -17 °c -26 °c
vengono utilizzati additivi che migliorano le caratteristiche a freddo del biodiesel. in austria è prodotto un biodiesel derivato dalla colza che ha un cfpp compreso tra -10 °c e -15 °c.
per il suo uso bisogna tenere tuttavia in considerazione le gomme e le plastiche che fanno parte di tutto il circuito di alimentazione. servono materiali compatibili, per questo esistono precise tabelle, perché il potere solvente del biodiesel è elevatissimo rispetto a gasolio tradizionale e può portare ad infragilimento delle gomme per asportazione dei plastificanti in esse contenute fino addirittura alla dissoluzione in caso di gomme naturali. tuttavia queste parti che ne limitano l’uso normalmente in auto abbastanza recenti non sono molte. va considerato che il discorso cambierebbe usassimo il biodisel in diluizione con gasolio tradizionale, cosa in atto in italia su molti veicoli ed autobus pubblici: in funzione della diluizione apportata si modifica anche il potere solvente del biodiesel. quando viene specificato dalla casa cotruttrice sui libretti d’uso e manutenzione che l’auto in questione non è alimentabile a biodiesel il punto di riferimento sono esclusivamente le parti in gomma e plastica non compatibili, il motore in sé funzionerebbe benissmo.
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compatibilità del biodiesel tal quale, con i metalli, gomme e plastiche:
rame
acciaio alcarbonio
ottone
gomme fluorurate (teflon, viton)
gomma alto nitrilico (acrilonitrile>35%)
gomma nitrilica caricaata
copolimero nitrilica/pvc
polietilene
poliammide 11-30
e' sconsigliato l'uso dei seguenti elastomeri come materiali di contatto:
gomma basso nitrile
gomma etilene-acetato (eacm)
gomma etilene-propilene (epdm)
gomma naturale (nr)
gomma stirene-butadiene (sbr)
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compatibilità dei materiali con miscele gasolio biodiesel:
sono state controllate le variazioni di peso, rigonfiamento, permeabilità e resistenza meccanica di 12 polimeri od elastomeri elencati di seguito:
nbr-pvc elastomero
e ltex rsb 714 polietilene della solvay
11 rilsan besno p20t poliammide atochem
12 rilsan aesno p20tl poliammide atochem
pom hostaform c9021 poliacetale hoechst
orgamid rzm 30 tl poliammide 6-30% fibra di vetro atochem
orgamid technyfil rzm 30 tl poliammide 6-6 30% fibra di vetro rhòne-poulenc
trogamid 7323 (pa amorfa)
hostalen ppk 1032 (copolimero pp)
nbr 930046 mo (nitrile)
nbr pvc 920810 mo (pvc nitilico)
cr 930751 (policloroprene).
tutti questi materiali hanno subito l'invecchiamento in una miscela contenente dal 5 al 30% di biodiesel, e le conclusioni hanno permesso di definire che la presenza di biodiesel non induce effetti particolari di sorta; tra 7 materiali testati, 2 (nbr-pvc e pa6 30%) mostrano variazioni significanti in condizioni di prova molto severe (70°c) sia per il gasolio puro che per la miscela al 20%.
a livello di emissioni sono meno inquinanti rispetto ai gasoli petroliferi, non generano co2 semplicemente perché riconsegnano all’ambiente quella che ha utilizzato la pianta di partenza, da cui derivano gli oli, durante il proprio ciclo vitale, quindi è azzerata a livello di bilancio globale. si riducono gli idrocarburi incombusti (-20%), l'ossido di carbonio (co, -35%) e la fumosità (-70%). le emissioni di ossidi si azoto (nox) e di particolato (pm) si comportano diversamente in dipendenza dal tipo di motore e dal tipo di test effettuato, ma sono comunque nettamente inferiori al gasolio. le emissioni di ossidi di zolfo (sox) sono nulle.
tuttavia…………..nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si trasforma…………quindi a parte quanto sopra anche il biodiesel e l’olio vegetale naturale producono inquinamento, di tipo diverso ma in gran parte ancora incognito, sia nelle dimensioni possibile che nelle conseguenze non ancora del tutto note.
tra l’altro va tenuto conto anche dell’impatto ambientale dovuto alla lavorazione dell’olio di partenza, che genera anch’esso inquinamento, ma il discorso diventa troppo ampio, soffermiamoci all’aspetto della combustione nel motore.
prossimamente la transesterificazione
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