Motori

Utilizzazione degli oli vegetali nei motori

L'utilizzo di oli vegetali nei motori diesel non è un'idea nuova. Proprio Rudolf Diesel iniziò lo sviluppo del motore diesel utilizzando olio di arachidi e addirittura durante l'Esibizione Universale di Parigi del 1900 la Otto Company presentò un piccolo motore capace di funzionare sia con gasolio che con olio vegetale o animale.

Nel 1925 l'ingegnere francese Gautier fece dei test approfonditi su motori diesel marini da 250/550 kW a basso numero di giri (390/420) utilizzando olio di arachidi, di palma e di ricino e studiò il diverso comportamento del motore conseguente a varie modifiche (timing,...). I risultati che ottenne non furono molto diversi da quelli attuali: prestazioni termodinamiche leggermente migliori di quelle del gasolio, aumento dei consumi (5%).

Il risultato di questi studi ebbe alcune conseguenze durante la 2^ guerra mondiale: 100 t/mese di olio di palma furono consumate nel porto di Abidjan (Costa d'Avorio) in motori da 40 a 700 kW; mentre olio di arachidi fu utilizzato come carburante per le colonne di camion adibite ai trasporti tra Dakar e Algeri (3500 km).

Dalla guerra ad oggi lo sviluppo tecnologico ha portato ad un uso quasi esclusivo dei combustibili fossili, inoltre i motori diesel sono stati migliorati enormemente, soprattutto per quanto riguarda gli iniettori e i sistemi di controllo, a tal punto da diventare poco flessibili per l'utilizzo con carburanti diversi dal gasolio.

Contemporaneamente i combustibili vegetali furono progressivamente messi da parte principalmente per due ragioni: l'alto costo produttivo e la non costanza qualitativa del prodotto. Il tutto fu fortemente influenzato dalla politica di sviluppo dei paesi industrializzati in quel periodo, basata su bassi costi del combustibile fossile e sulla massimizzazione della produzione agricola alimentare.

Solo la crisi energetica degli anni settanta (legata alla guerra del Kippur) risvegliò l'interesse sull'argomento e fece partire nuove campagne di studi in Australia e Nuova Zelanda.

Nel 1982 comparve il primo motore Elsbett.

A partire dal 1990 furono realizzati vari impianti di esterificazione degli oli vegetali, soprattutto a livello comunitario, grazie anche al surplus alimentare e alle produzioni no-food ottenute sui terreni a set-aside.

Da un punto di vista prettamente tecnico gli oli vegetali, rispetto ai corrispondenti esteri metilici, sono più facili da produrre e sono perciò interessanti per quelle realtà (paesi in via di sviluppo) dove i principali obiettivi sono l'auto-produzione di energia a bassi costi e il massimo vantaggio energetico (l'energia per estrarre l'olio è una minima parte rispetto al all'energia contenuta nell'olio).

Ma anche nei paesi industrializzati l'olio grezzo può essere utilizzato in impianti di media taglia (5-15 MWe) con motori diesel navali o turbine a gas per la produzione di calore e elettricità.

C'è da dire che al giorno d'oggi è maggiormente sviluppato l'utilizzo degli esteri dell'olio vegetale piuttosto che l'utilizzo dell'olio tal quale e ciò sostanzialmente per due ragioni: minori problemi di utilizzo (maggiore flessibilità) e elevato valore aggiunto del combustibile.

L'elevata viscosità dell'olio vegetale è sicuramente un problema importante poiché causa una combustione incompleta dovuta all'incapacità degli iniettori ad atomizzare l'olio grezzo. Le caratteristiche del motore non sono quindi costanti e nel lungo periodo i componenti più utilizzati sono gli iniettori, le valvole e le fasce elastiche. Si formano normalmente depositi di carbone nella camera di combustione e l'olio lubrificante si contamina facilmente.

In conclusione l'olio vegetale grezzo può essere utilizzato nei motori sia puro che in miscela con gasolio, ma obbliga ad eseguire alcune modifiche meccaniche e tecniche a causa della sua elevata viscosità. Esistono alcuni motori concepiti per funzionare ad olio, ma sono di difficile reperimento sul mercato, quindi allo stato attuale è conveniente:

  • utilizzare l'iniezione indiretta e iniettori autopulenti
  • prevedere un sistema di preriscaldamento del combustibile per non ostruire i filtri (attorno ai 60 °C)
  • favorire l'accensione del motore con gasolio in ambienti freddi
  • aumentare il flusso di carburante per mantenere potenza e coppia simili a quelle dell'alimentazione a gasolio
  • utilizzare olio lubrificante con alto potere detergente
  • evitare frequenti accensioni e spegnimenti che potrebbero causare problemi dovuti alla particolare curva di distillazione dell'olio.


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