Biodiesel

L'olio di Colza al posto del gasolio

Sembra che già Rudolf Diesel, sul finire del secolo scorso, avesse valutato la possibilità di far funzionare il motore che da lui prese il nome con oli vegetali. In effetti, tutti gli oli vegetali (colza, soia, girasole, ecc.) possono dare origine a carburanti da utilizzare nei motori diesel; sono impiegabili perfino oli esotici come l'olio di noce di Jatropha del Nicaragua o l'olio delle bacche dell'albero di Guang-Pi.

Come se non bastasse si sta sperimentando la possibilità di riciclare gli oli vegetali esausti dei ristoranti e dei fast food e ci sono, infine, vari siti in rete che descrivono come farsi il proprio Biodiesel in casa o in fattoria dall’olio di canapa (provare per credere!)

La colza, pianta erbacea utilizzata come foraggio per il bestiame, dai cui fiori gialli maturano semi neri e tondi ricchi di sostanze grasse, dalle nostre parti è probabilmente la coltivazione con miglior resa per la destinazione ad usi energetici invece che alimentari. Da una superficie di un ettaro di terreno coltivato a colza si ottengono 2,5 tonnellate di semi la cui spremitura fornisce circa una tonnellata d’olio. E’ da quest’olio che si può ricavare una quantità quasi equivalente di combustibile, utile sia per il riscaldamento che per l'autotrazione.

Come sottoprodotto della macinazione della colza si ottengono circa 2 t di mangime ad alto valore proteico, e dal processo che porta al biodiesel altri 100 kg di glicerina e circa 30 kg di concime potassico.

E rieccoci alle testimonianze: un mio amico dice che suo fratello va normalmente al supermercato, non quelli ‘ufficiali’, ma gli Hard Discount, acquista olio di semi vari al prezzo più basso che trova e senza pensarci due volte lo miscela al 50% con il gasolio. L’auto che regge questo esperimento già da qualche mese è una vecchia Fiat Uno Turbodiesel.

‘Piano’ suggerisce un esperto in un Newsgroup ‘non puoi usare l'olio di colza grezzo per ricavarne biodiesel, conviene transesterificarlo (ricavarne molecole più piccole), altrimenti rischi di rovinare il motore.’

Come ci viene confermato dalla Estereco di Umbertine (PG)  una delle 7 imprese in Italia che producono Biodiesel - gli oli vegetali sono caratterizzati da un’eccessiva viscosità il cui effetto è quello di provocare incrostazioni al motore e ‘non vanno utilizzati puri come carburanti.’

Il processo che porta al carburante vero e proprio si chiama ‘Esterificazione’.

In pratica vengono fatte reagire le molecole degli oli vegetali con un catalizzatore e con metanolo, ottenendo biodiesel (metilestere biodiesel) e, come sottoprodotto, glicerina ‘grado tecnico’ e ‘grado farmaceutico’ che, adeguatamente depurati, sono altrettanto commerciabili. Le sostanze ausiliarie residue, compresa l'acqua di produzione e il metanolo, vengono re-immesse nel ciclo.

Sfumata, a meno di rischi di incrostazioni sul motore (che ognuno può valutare se correre), la possibilità di un folle risparmio, perché utilizzare biodiesel?

La risposta sta nella riduzione di emissioni inquinanti.Non è un carburante a emissione zero, ma rispetto al gasolio riduce di circa l’80% le emissioni di idrocarburi incombusti (HC) e del 40% l’ossido di carbonio (CO). Riassumendo, i vantaggi sono: 

ha un bassissimo contenuto di zolfo (< 0,001% contro lo 0,035% del gasolio) dunque non contribuisce al fenomeno delle piogge acide;

riduce le emissioni di particolato (le polveri altamente sospettate di essere cancerogene) fino al 50% non contiene benzolo o altri componenti cancerogeni;

ha un alto punto di infiammabilità (>110 °C) ed è quindi facile e sicuro da manipolare;

è altamente biodegradabile (99,6% dopo 21 giorni) e in caso di dispersione accidentale non inquina né suoli né acque;

ha un alto potere lubrificante e diminuisce l'usura del motore;

ha un ciclo chiuso di C02. La sua combustione nel motore produce un'emissione di C02 in quantità uguale a quella che le piante assorbono dall'aria nel loro processo di crescita.

In sostanza il biodiesel è l'unico carburante che non contribuisce all'aumento di C02 nell'atmosfera e che non accelera pertanto l'effetto serra. Ovvero: se utilizziamo 1 Kg di biodiesel al posto del gasolio, riduciamo di circa 3 Kg l’emissione di CO2 in atmosfera. Di seguito le tabelle che ci ha inviato la Estereco sulla comparazione delle caratteristichee delle principali emissioni tra biodiesel e gasolio:

CARATTERISTICHE BIODIESEL  ESTERECO  COMPARATE  CON  GASOLIO
PARAMETRI	BIODIESEL	GASOLIO
Metilestere	> 96,5 %
Densità a 15°	min. 0.86 - max 0.90 g/cc	min. 0.82 - max 0.845 g/cc
Viscosità a 40°	min. 3.5 - max 5.0 mm^2/s	min. 2.00 - max 4.5 mm^2/s
Punto di infiammabilità	> 110 °C	> 55°C
Numero di Cetano	> 51	> 51
C.F.P.P. (da aprile a ottobre)	< 0°C	< -2°C
C.F.P.P. (da novembre a marzo)	< -15°C	< -12°C
Residuo carbonioso	< 0.3%	< 0.15%
Contenuto di zolfo	< 0.001%	< 0.035%
Contenuto di fosforo	< 0.001%
Contenuto di acqua	< 0.05%	<0.02%
Contenuto di metanolo	< 0.2%
Glicerolo libero	< 0.02%
Monogliceridi	< 0.8%
Digliceridi	< 0.2%
Trigliceridi	< 0.2%
Acidità totale (mg KOH/g)	< 0.5%	<0.3%
Potere calorifico inf.	33175 Kj/l	35700 Kj/l

COMPARAZIONE  DELLE  PRINCIPALI  EMISSIONI  INQUINANTI
INQUINANTI	BIODIESEL VS GASOLIO	MISCELA BIODIESEL/GASOLIO 20%-80% VS GASOLIO
Idrocarburi incombusti (HC)	da - 80% a -90%	da - 20% a - 30%
Ossido di Carbonio (CO)	- 40%	da - 10% a - 20%
Particolato	da - 30% a -50%	da - 5% a - 15%
Particolato con marmitta catalitica	da - 50% a -60%	da - 10% a - 22%
Ossidi di Azoto (NOx)	da +4% a +12%	da + 2% a + 4%

E la resa? Nella "4 ore di Vallelunga" la VW Bora Diesel- nel cui serbatoio non veniva versato gasolio ma un oleoso liquido vegetale - ha vinto a mani basse infliggendo ben otto giri di distacco a tutte le rivali a benzina. La Estereco e la VW Motorsport Italia hanno deciso di utilizzare il biodiesel sulle vetture ufficiali schierate nell'European Super-dieselChallenge, un campionato al quale la casa tedesca è presente con un Golf IV Tdi e la Bora Variant Tdi. Il motore che equipaggia le due vetture è un cinque cilindri turbo diesel opportunamente elaborato in grado di sviluppare quasi 300 cavalli e con il biodiesel puro al posto del gasolio la potenza espressa è rimasta immutata, tanto che nelle gare di durata a cui hanno partecipato entrambe le vetture hanno collezionato una serie innumerevole di successi. In Italia, si riporta l’utilizzo in 19 città (tra le quali Ravenna, Milano, Cremona, Genova e Roma) di 72 bus funzionanti a biodiesel. Il test è cominciato nel 1991 e fino ad ora ha portato a percorrere 520000 Km. I risultati finora raccolti indicano che la potenza espressa e i costi sono comparabili con quelli del diesel. Si osserva una marcata riduzione nelle emissioni di fumi, idrocarburi incombusti e particolato, ed una leggera diluizione dell’olio lubrificante del motore. 

In Germania, in seguito ai favorevoli risultati ottenuti sia con motori mono che multicilibndri, la Mercedes-Benz ha condotto una serie di test sul campo sul biodiesel da olio di colza in camion, bus e taxi dal gennaio 1991 a ottobre 1992. I consumi di combustibili e oli lubrificanti sono comparabili con quelli del diesel e i guidatori intervistati si sono dichiarati soddisfatti delle prestazioni dei veicoli.

Negli Stati Uniti miscele di biodiesel da olio di semi di soia e diesel in rapporto 20:80 o 30:70 sono stati utilizzati per far funzionare 1200 veicoli in 400 città, per un chilometraggio totale di cinque milioni di chilometri tra il 1992 e il 1993.Le osservazioni sono state simili a quelle ottenute nei test europei. Si è infatti osservato che il biodiesel non presenta problemi tecnici e offre vantaggi ambientali, particolarmente nelle aree urbane, quali la riduzione dell’anidride solforosa. I risultati delle prove su strada hanno confermato che il biodiesel ed il gasolio si comportano nella stessa maniera, e che l’uso del primo non comporta la necessità di modificazioni nella struttura dei motori.

Per quanto riguarda l'utilizzo, il biodiesel può essere utilizzato nella maggior parte dei motori diesel senza sostanziali modifiche. Vi sono alcuni inconvenienti facilmente risolvibili: 1) la dissoluzione delle gomme naturali, 2) il trafilamento del carburante e 3) l’odore di patatine fritte.

1) Il biodiesel, come del resto altri olii vegetali, sono ottimi solventi delle gomme naturali, pertanto eventuali tubi di collegamento in questo materiale presenti nel circuito di alimentazione dal carburante alla pompa di iniezione tendono ad essere rapidamente dissolte se non sostituite con idonei materiali resistenti a questa azione.

Per la risoluzione di questo problema la Estereco consiglia un proprio kit che effettua una semplice modifica al sistema di alimentazione/pompa di iniezione.

3) L’odore di patatine fritte, o di pop corn, che in alcuni casi possono emettere la autovetture alimentate con biediesel, può essere eliminato secondo la Novaol con l’adozione di una marmitta catalitica. Viene comunque sottolineato che è più un problema psicologico, e che se siamo riusciti ad abituarci all’odore tossico del gasolio?