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100 ottani sì, 100 ottani no, 100 ottani perché

de Il direttore

Quella della benzina a 100 ottani è una di quelle diatribe che forse non troveranno mai soluzione. Da quando esiste la scrittura, internet e i forum, la domanda “ma se faccio la 100 ottani cambia qualcosa? Il motore si rovinerà?” esce puntuale come un brufolo su una chiappa dopo una scorpacciata di salame. L’ignoranza è tanta, e la fastidiosa saccenza di molti non aiuta.

Quindi, per cercare di sanare una volta per tutte questa detonante questione, cerchiamo di mettere da parte le chiacchiere da bar e di dare voce alla scienza e alla meccanica, spiegando una volta per tutte cos’è, come funziona, a cosa serve la famigerata benzina a 100 ottani.

Prima di tutto, però, dobbiamo chiarire una volta per tutte il concetto di ottano, che non è una parola messa a caso da quelli che fanno la benzina, ma ha un significato ben preciso e che risale agli albori dell’era petrolifera.

Tutto iniziò nel 1859 quando in Pennsylvania venne trivellato il primo giacimento di petrolio. Con il termine petrolio (dal latino “olio di roccia”) si intende una complessa miscela di idrocarburi (ovvero molecole formate da atomi di idrogeno e carbonio) contenente anche acqua e altre impurità in percentuali variabili a seconda del giacimento e del tipo di petrolio che contiene (ne esistono di diversi). Affinché però il petrolio possa esse utilizzabile deve essere separato in frazioni e poi raffinato.

– una moderna raffineria di petrolio. Le “torri” sono colonne di distillazione –

All’epoca questo composto veniva distillato nelle sue varie frazioni (ovvero diviso nelle sue componenti sfruttando il diverso punto di ebollizione di ciascuna di queste) per ricavarne principalmente cherosene, utilizzato come olio per le lampade. Incredibile a pensarci oggi, ma al tempo la benzina veniva considerata un inutile prodotto di scarto anche a causa della proliferazione delle auto elettriche, che all’epoca erano – incredibile – più numerose di quelle con motore a combustione interna, penalizzate dalla scomodità dell’avvio a manovella.

– La Jamais Contente, prima auto della storia a superare i 100 km/h. Era elettrica, era il 1899 –

Tuttavia, dal 1859 il mondo è cambiato e oggigiorno i prodotti del petrolio sono praticamente onnipresenti attorno a noi: il gas (metano e GPL), tutta la plastica, il pc da cui vi scrivo, quasi tutto quello che ci circonda è ricavato dai vari prodotti di cui è composto il petrolio che, oggi come allora, viene diviso nei suoi vari componenti utilizzando, ovviamente su scala industriale, il metodo della distillazione frazionata.

Partendo dai componenti più volatili fino a quelli più densi e viscosi, il petrolio viene suddiviso in diverse parti principali sulla base del loro punto di ebollizione: sotto i 20°C ci sono i gas (es. metano e propano), seguono la benzina (p.e. 30-200°C), il cherosene (p.e. 175-300°C), il gasolio (p.e. 275-400°C) e a temperature ancora superiori abbiamo l’olio combustibile. Rimangono i liquidi non volatili come gli oli lubrificanti, a cui seguono i solidi non volatili come il catrame.

Già nella prima fase di distillazione del petrolio viene quindi ottenuta la benzina che è una miscela di molti idrocarburi accomunati dall’avere il punto di ebollizione compreso entro una certa forbice; tuttavia la benzina così ottenuta è di scarsa qualità e se utilizzata in un motore a combustione interna andremmo incontro al famoso “battito in testa”. Una benzina non raffinata ha infatti la tendenza ad accendersi spontaneamente al contatto con le pareti calde del cilindro anticipando l’accensione (la scintilla della candela) e provocando – oltre che prestazioni scadenti – vibrazioni incontrollate che potrebbero portare alla rottura del motore.

– animazione che mostra l’autoaccensione della benza prima dello scoccare della scintilla –

Questo effetto di autoaccensione si definisce “detonazione” e una benzina sarà tanto migliore di un’altra quanto sarà alta la sua resistenza a questo effetto, ovvero quanto sarà elevato il suo “potere antidetonante” anche definito come “numero di ottano”.

Ma che cos’è questo ottano di cui tanto si parla? Per scoprirlo bisogna scendere un po’ più nella chimica della benzina: separando quest’ultima nei singoli idrocarburi che la compongono e analizzandoli uno ad uno è stato possibile classificarli in base al potere antidetonante di ognuno di essi. Classificandoli in base a questa loro caratteristica in una scala da 0 a 100, si ottiene che il peggiore di tutti è l’eptano (epta, sette atomi di carbonio), che è un pessimo combustibile, mentre il migliore è l’isoottano (con otto atomi di carbonio), che invece è un’ottimo combustibile altamente resistente alla detonazione; proprio da questo ultimo idrocarburo prende il nome il famoso “numero di ottano” che identifica le diverse tipologie di benzine (ed il loro costo) che troviamo ai distributori.

– eptano in alto, iso-ottano sotto –

Questi due idrocarburi sono presenti in quantità variabile all’interno di ogni benzina il cui numero di ottano finale è funzione del singolo potere antidetonante delle varie sostanze che la compongono, tanto più il comportamento di una benzina si avvicinerà a quello dell’isoottano puro, tanto più alto sarà il suo numero di ottano. Approssimando, possiamo affermare che una benzina a 95 ottani si comporterà come una miscela composta al 95% da isottano e al 5% da eptano.

A questa prima trattazione, bisogna poi aggiungere che i petroli sono diversi fra loro (a seconda del giacimento e dalla profondità di estrazione) e che quindi difficilmente due benzine ottenute dalla semplice distillazione di due petroli diversi avranno lo stesso comportamento. Per questo, per ottenere quindi carburanti migliori, più prestanti e tutti uguali, le benzine vengono raffinate dopo la distillazione e il numero di ottano viene innalzato utilizzando speciali additivi utili a impedire l’autoaccensione del carburante. 

Tra questi additivi il più famoso è sicuramente il piombo tetraetile, utilizzato continuativamente fino al 2000 come antidetonante (e funzionava bene, tutti ricorderemo le impennate con il Ciao con la benzina rossa e la delusione una volta passati alla verde) poi eliminato in quanto estremamente inquinante e non utilizzabile su motori dotati di marmitta catalitica (i prodotti della combustione della benzina Super, oltre ad essere cancerogeni, disattivano il catalizzatore contenuto nella marmitta).

Eliminato il piombo, dal 2000 ad oggi sono stati studiati altri additivi per aumentare il potere antidetonante della benzina ed alcuni di essi sono molto efficaci risultando addirittura migliori dell’isoottano; proprio per questo è possibile trovare in commercio benzine con numero di ottano superiore a 100. Tra questi additivi i più utilizzati sono il benzene, il toluene (che anche lui ha un n.o. pari a 100), il metil-t-butiletere (n.o. 118 ma da poco eliminato in USA al quale si preferisce il suo simile etil-t-butiletere), il metanolo e l’etanolo.

Quindi, con una benzina ad alto numero di ottano e quindi più resistente alla detonazione, possiamo preparare un motore con un rapporto di compressione più elevato (con un maggiore R.d.C. – che non è il reddito di cittadinanza , mi spiace – si raggiungono temperature in camera di scoppio maggiori, PV=nRT docet) e con un anticipo di accensione più spinto, il tutto a vantaggio delle prestazioni.

Esempio pratico: uno dei motivi per cui i motori inglesi andavano così forte ai tempi della Coppa Schneider, è perché i motori degli aerei di Sua Maestà avevano a disposizione benzine decisamente migliori di quelle italiane (colonialismo?): i Rolls-Royce degli idrocorsa Supermarine riuscivano a girare con rapporti di compressione che noi italiani, con le benzine che avevamo a disposizione all’epoca non potevamo nemmeno sognarci: per fare un paragone, il Rossl-Royce R aveva una p.m.e. (pressione media effettiva) di 11,5 metri colonna d’acqua, con gli appena 3,5 del Fiat A.S. 6 e, in configurazione da corsa, si stima che il motore inglese potesse raggiungere un rapporto di compressione di 10:1, contro i 6:1 del motore italiano. Ecco perché il meraviglioso Macchi M.C.72 ebbe bisogno del possente Fiat A.S.6 per ottenere prestazioni simili a quelle che gli inglesi ottenevano con un motore grande la metà.

Riassumo: un motore costruito per bruciare la 100 ottani, con la “normale” verde a 95 ottani andrà peggio, perché questa non ha le proprietà chimico-fisiche per sfruttare le su caratteristiche meccaniche. Viceversa, un motore “normale”, sviluppato per bruciare la normale benzina a 95 ottani (come quasi tutti i motori delle auto stradali, anche perché c’è una normativa molto severa che impone che la benzina delle pompe sia minimo a 95 ottani) difficilmente  gioverà dall’utilizzo di una benzina con un numero di ottani maggiore (questo a meno di un motore vecchio, pensato e sviluppato all’epoca utilizzando la vecchia Super come riferimento). Ma anche su questo punto se c’è un MA: i moderni motori turbobenzina di piccola cilindrata sono quasi tutti caratterizzati da RdC piuttosto elevati – per questioni legate alle emissioni e ai consumi – e quindi questi potrebbero giovare non poco utilizzando benzine ad alto numero di ottano e quindi più resistenti alla detonazione.

Ma non tutto è perduto, perché molti motori moderni hanno diversi sensori al loro interno che hanno il compito di “registrare” l’eventuale battito in testa (si chiamano knock sensors) e di regolare di conseguenza l’anticipo di accensione per evitare questo fenomeno, i danni che comporta e di conseguenza ottimizzare la combustione. Utilizzando quindi una benzina migliore, sarà la centralina del motore stesso a regolare di conseguenza l’anticipo per sfruttare al meglio questo nuovo carburante.

– un knock sensor installato a lato di un basamento –

Ovviamente, sempre parlando di motori stock, l’anticipo non è regolabile in un range molto ampio, quindi, pur ottenendo benefici dalla 100 ottani, non si riescono ad ottenere TUTTI quelli che si potrebbero avere.

Poi ci sono auto come la Mini GP, che sul tappo del serbatoio riporta chiaramente la dicitura “MIN 98 RON”, dicendovi chiaramente “ehi, non fare la pluma, se vuoi i 306 cv che vedi sul libretto, devi darmi da bere la roba buona”. La differenza che abbiamo registrato nelle prestazioni della già clamorosa Mini GP utilizzando benzina normale e poi la 100 ottani sono semplicemente impressionanti. Non solo la potenza è rientrata nei parametri indicati dal costruttore – anzi, ne ha pure mezzo di più – ma l’aumento di coppia è impressionante, al punto che sembra di guidare una macchina diversa.

ORA ATTENZIONE: Con questa breve trattazione e con il video qui sotto non vi stiamo dicendo che la benzina a 100 ottani darà 20 cv in più A TUTTO, peacemaker della nonna compreso. No. Vi stiamo dicendo che su un motore molto spinto, come quello della Mini e per il quale la stessa casa costruttrice indica l’utilizzo di benzina ad alto numero di ottani, utilizzando benzina NORMALE il motore va di meno.

Facciamo una cosa, vi smollo dalla lettura, e vi lascio al nostro nuovo ed esaustivo video.

E questi li hai letti?

9 commenti

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Flavio 15 Febbraio 2021 - 13:02

E pensare che quando uscì la v power, avevo una uno 60s, e la mettevo sempre, nella speranza di trovare quella grinta sopita, mai avuta!:D
Domanda:sulla mia fiesta tdci 68cv, mi é capitato di mettere il diesel a non so quanti ottani, e notavo che a parità di velocità, il motore girava piu basso(di poco 200 giri/min), é possibile??

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Gianni 15 Febbraio 2021 - 17:26

No Flavio, non è possibile. Significherebbe una variazione del rapporto di trasmissione. Avevi da poco rigonfiato le gomme?
Il gasolio si misura con il numero di cetano, che ha praticamente il significato opposto al numero di ottano.

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Enky 15 Febbraio 2021 - 18:37

Ho provato una volta, incuriosito, a vedere se effettivamente la 100 ottani potesse giovare come dicevano su vari forum. Di per sè le caratteristiche principali, dicevano, erano una maggior raffinatezza e una serie di additivi che miglioravano la pulizia del motore, le differenze in potenza erano poi altalenanti a seconda delle opinioni. Morale, pensando che avendo un motore turbo un maggior numero di ottano potesse essere favorevole, ho svuotato il serbatoio della mia Giulietta tjet da 120 e ho fatto 10 litri di 100. Dopo qualche giro non sento nulla di diverso, anzi, mi sembra più smorta e non tira più come prima, quando dovevo accenderla (che va sempre in moto con 1 secondo di motorino) sembrava quasi ingolfata. Alla faccia delle prestazioni in più, qui va peggio. Finisco la benza e rimetto la solita a 95, tutti i problemi spariti. Fatalità una settimana dopo guardo una puntata di engineering explained su youtube dove guardacaso c’è un confronto tra una benza normale ammericana e una a 100 ottani, e tra le auto in test una renegade con un 1400 multiar (cioè il mio con la fasatura variabile) e guardacaso era l’unico in cui la benza a 100 faceva peggio di quella normale. Le uniche auto che giovavano erano quelle con v8 da panico tipo mustang o chevrolet. Perciò penso proprio che a meno che non sia specificato o progettato la 100 su un auto normale non serva a nulla se non ad alleggerirvi il portafoglio. Complimenti ancora per il sito

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Eugenio 15 Febbraio 2021 - 22:36

Grazie mille per la spiega. Idee ora più chiare.

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Alfio 16 Febbraio 2021 - 14:13

Qualità altissima.

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Attila 16 Febbraio 2021 - 21:18

@Ildirettore: Sicuro che un moderno motore turbo downsized per auto “tranquille” (i vari 1000 su golf ecc.) non abbia giovamenti in termini di carburazione e anticipi? È noto che quei motori sotto carico ingrassino parecchio.

Per quel che vale, ho un’aspirata con RC 12,5:1 che richiede la 98 RON. Viaggiando all’estero e passando diverse volte dalla 98 alla 102 ho notato un sensibile aumento della coppia e un miglioramento dei consumi.

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Il direttore
Il direttore 16 Febbraio 2021 - 21:45

A dire il vero, credo che tu abbia pienamente ragione: i moderni turbo benza, quasi tutti caratterizzati da un RdC particolarmente spinto potrebbero giovare non poco da una benzina resistente alla detonazione. Aggiorno l’articolo

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Marco Gallusi 17 Febbraio 2021 - 21:39

Oooh… finalmente un articolo che accende una luce in fondo al tunnel!!! Ne servirebbe un altro su BluDiesel & Co., altro argomento “scottante”…

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Paolo Broccolino
Paolo Broccolino 5 Marzo 2021 - 11:20

Director anche un articolo analogo sui superdiesel non sarebbe male, per quelli tra noi che usano il carburante agricolo

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