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Motori: è più efficiente il diesel o il benzina?

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Il nostro editorialista, Enrico De Vita, risponde al quesito di un nostro lettore scaturito dal nuovo motore diesel BlueHDi di PSA

Motori: è più efficiente il diesel o il benzina?

Il nostro editorialista, Enrico De Vita, risponde ad una domanda di un nostro lettore nata dal suo articolo in merito al nuovo propulsore diesel 1.5 BlueHDi messo a punto dal gruppo PSA. Ecco il quesito: 

subtarax, Padova (PD)

Complimenti per l'articolo interessante e competente.

Vorrei esporre alcune mie considerazioni. Con le attuali soluzioni messe in opera da PSA, il rendimento termodinamico dei motori benzina e diesel è grosso modo lo stesso. Mi domando allora, visti i vantaggi di consumo ed emissioni, perché la soluzione diesel nel futuro verrà accantonata (questo a detta di molti Manager del settore automobilistico)? Ha dei costi produttivi maggiori?

Dal mio modesto punto di vista, per il futuro a breve-medio termine, vedrei di buon occhio le soluzioni ibride. Questo perché si potrebbe migliorare ulteriormente l'efficienza del gruppo propulsore abbassando di conseguenza i consumi e le emissioni, come richiesto dalle Direttive Europee.

In questo senso le proposte attuali delle Case automobilistiche sono orientate alle soluzioni con motori a benzina, in gran parte con ciclo Atkinson, che obbliga ad orientarsi verso cilindrate più elevate. Perché non adottare i motori diesel, ancora più efficienti di quelli benzina?

É ancora una scelta dettata dai costi di produzione?

De Vita risponde

Complimenti a lei per le considerazioni esposte, tutte pertinenti e interessanti, al punto da meritare una risposta completa.

Diesel e benzina sono oggi appaiate sul filo del traguardo. A determinare le scelte delle Case non sono più i tecnici, ma il prezzo dei combustibili nei vari Paesi, le limitazioni alla circolazione, le mode o gli integralismi ambientali. E soprattutto le regole di Bruxelles sulla CO2.

Dal punto di vista squisitamente ingegneristico non v’è dubbio che il motore diesel sarebbe il miglior compromesso fra inquinamento (CO, NOx e PM10) e contenimento dell’anidride carbonica (leggi: consumi). Ma il passato ha caricato questo motore di dispositivi anacronistici (EGR, SCR, FAP), dai costi spropositati tanto da costringere gli uomini del marketing a relegarlo ai segmenti superiori del mercato e a escluderlo dalle utilitarie. Singolarmente ciò è avvenuto proprio quando il diesel si orientava verso la riduzione delle cilindrate, grazie all’impiego generalizzato del turbo (che rappresenta l’unico vero dispositivo indispensabile e necessario per questo propulsore).

Per competere con la indiscussa coppia motrice del motore a gasolio, quello a benzina ha dovuto optare per il turbo (con aumento dei costi) e scegliere l’iniezione diretta ad alta pressione (per evitare la detonazione), assumendo le connotazioni di un diesel che brucia benzina e ricorre ancora ad una scintilla per innescare la combustione. Il catalizzatore trivalente regalava al benzina il privilegio di contenere le emissioni di NOx a patto che la miscela fosse stechiometrica, cioè chimicamente esatta nel rapporto aria/carburante, cosa che il diesel non può fare perché ha una miscela decisamente povera, ovvero ricca di aria e azoto.

Ma la strada della iniezione diretta, che ha esaltato il benzina permettendo miscele povere, basso consumo e grandi coppie (grazie al turbo) ha come contropartita due fardelli: la comparsa degli NOx e soprattutto la produzione particolato. Gli rimane il minor costo di produzione e la indipendenza dalla cilindrata.

A questo punto, la vera differenza sta nel fatto che la benzina è un idrocarburo di raffinazione che si estrae dal petrolio in percentuali dal 14 al 17%. Il gasolio invece costituisce in media il 50% del greggio e non richiede particolari lavorazioni di raffineria (anche in Europa se per sfruttare la domanda viene quotato a prezzi superiori a quelli della benzina.

A vantaggio del benzina c’è ancora un punto che i regolamenti EU hanno reso cruciale: accetta l’ibrido facilmente, senza problemi tecnici e senza limiti di cilindrata, ottenendone vantaggi superiori ai meriti per quanto riguarda la produzione di CO2 e quindi i consumi legittimamente dichiarabili. Per contro deve ricorrere al ciclo Atkinson per avere un rendimento termodinamico migliore, anche se la cilindrata (e i costi) seguono di pari passo verso l’alto.

Il diesel è per costituzione lontano dalla tecnica ibrida. Primo, perché richiede particolari sistemi per la messa in moto, rapida, automatica e a basse temperature. Secondo, perché il diesel è ormai destinato alla marcia interurbana (senza accelerazioni e rilasci continui come in città) ove il suo rendimento trova la massima espressione. E a questo punto nella marcia a velocità costante l’ibrido non serve. Anzi diventa un costo,un peso supplementare e dà luogo a un maggior consumo. Potrebbe essere una soluzione accettabile solo per i diesel usati in città, ma - a parte i costi insopportabili per le piccole cilindrate - come ho detto prima i sindaci e l’autocensura delle Case lo hanno escluso.

  • subtarax, Padova (PD)

    Ing. De Vita, la ringrazio per la risposta esauriente e stimolante.
    Sono pienamente d’accordo che gli autoveicoli contribuiscono solo in parte alle emissioni di inquinanti e CO2. Riscaldamento, industrie, agricoltura, allevamenti e trasporti di altra natura, partecipano in modo decisivo a rendere l’inquinamento e l’effetto serra temi di attualità dove occorre porre rimedio. Sono altresì convinto che i provvedimenti da prendere debbano agire in tutti i settori e in tempi ragionevoli (senza la demonizzazione dell’uno a scapito degli altri). In ogni caso anche l’Automotive è giusto che faccia la sua parte, ma non deve essere additata come l’unica responsabile.
    L’auto elettrica è a mio parere una tecnologia ancora non matura (le soluzioni arriveranno), quindi non adatta alle esigenze di tutti, fra l’altro deve crescere di pari passo la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. Il passo intermedio è quindi l’ibrido, la tecnologia è disponibile e non implica stravolgimenti degli impianti produttivi esistenti (e del personale impiegato). A mio modo di vedere, i livelli delle emissioni previste dalle normative Europee, (la WLTP e la successiva RDE, che introdurrà il test su strada) sono già molto bassi e severi. Occorre intervenire anche sulle altre cause d’inquinamento, lo riscontriamo ogni volta che c’è un’ordinanza del blocco della circolazione degli autoveicoli, la misura degli agenti inquinanti nell'atmosfera rimane alta.
  • OsteoRider, Ferrara (FE)

    Banalmente, visto che una grossa parte dell'inquinamento ambientale oggi è causato dalle grosse petroliere che solcano il mediterraneo, sfruttando a pieno regime il giacimento petrolifero di tempa rossa in basilicata e il nostro gas nell'adriatico, si ridurrebbe la dipendenza dai trasporti e quindi l'inquinamento, dando in piu lavoro al nostro Paese, oltre all'agognata indipendenza energetica, e quindi economica. Se qualcuno obietta che così il terreno di estrazione andrebbe distrutto rispondo, perché per le batterie dal congo, il petrolio arabo/americano/ venezuelano va bene distruggere, ma una zona della basilicata no? E non dimentichiamoci del gas da biomasse, il problema va risolto all'origine , e non appesantendo le nostre automobili di pile elettriche.
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