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  • Il Gpl


    Il GPL, o Gas di Petrolio Liquefatto è una miscela di idrocarburi paraffinici, o alcani, a basso peso molecolare.

    Il nome deriva dal fatto che i componenti sono in forma gassosa a temperatura ambiente ed a pressione atmosferica, mentre sono liquidi a pressioni relativamente alte, dell'ordine di 1 MPa, sempre a temperatura ambiente.

    Il vantaggio che così si ottiene è di aumentare la densità del gas di quasi 1000 volte, riducendo così l'ingombro a parità di energia producibile, pur utilizzando recipienti piuttosto semplici.

    Per dare un esempio, una bombola da 40 dm3 di metano contiene circa 6 kg di gas, compresso a oltre 20 MPa; una bombola di pari volume di GPL ne contiene oltre 40; diconseguenza l'energia fornibile è tra le 5 e le 6 volte superiore.

    La composizione del GPL non è definita esattamente, e le specifiche di fornitura hanno dei margini per quanto riguarda la composizione e la densità stessa, per il propano commerciale è compresa tra i 505 e i 530 kg/m3 con un potere calorifico che non deve essere inferiore a 10950 kcal/kg, con un contenuto di zolfo massimo di 50 ppm.

    I componenti sono comunque compresi tra C3 e C5, in quanto C2H6 (etano) avrebbe temperatura critica troppo bassa, e sarebbe quindi in forma gassosa, mentre C6H14 (esano) l'avrebbe troppo alta e lascerebbe residui liquidi incombusti nella bombola.

    I componenti sono quindi scelti tra butano, propano e pentano, essendo il propano il componente principale.

    Data l'elevatissima purezza degli alcani impiegati, che derivano normalmente da processi di cracking e successive distillazioni, il GPL brucia integralmente producendo (se l'ossigenazione è sufficiente) CO2 eH2O, lasciando pochissime scorie, analogamente agli alcani più leggeri, quali il metano.

    Il GPL quindi, per tutte le caratteristiche descritte, quali l'uso di cucina, in cui rappresenta l'unica alternativa valida al metano, che però richiede infrastrutture complesse, e nella trazione individuale (automobile) in cui, nei motori a ciclo Otto è l'alternativa più valida alla benzina, avendo potere calorifico maggiore del metano a parità di peso caricato (anche se il metano inquina meno), senza i problemi di corrosione che sono dati da metanolo ed etanolo.

    Per queste sue proprietà, il GPL ha assunto una rilevante valenza economica con moltissimi addetti impiegati nelle fasi a valle della raffinazione - imbottigliamento, distribuzione, produzione di serbatoi e valvole.
  • Vantaggi

    Il risparmio economico a parità di percorrenza ottenibile con un'auto a GPL è di circa il 50/55% rispetto alla benzina e di quasi il 50% rispetto al gasolio.


    Inoltre il GPL dal lato consumi, ha un aumento di circa il 10% (a causa della minor quantità di energia disponibile rispetto alla benzina a parità di volume) mentre con 1 kg di metano, grazie a un contenuto energetico di 11600 kcal/kg, si percorrono gli stessi chilometri che si percorrerebbero con 1,7 litri di benzina o 2 litri di GPL.
  • Storia

    Il GPL è l’acronimo di Gas di Petrolio Liquefatto (e non, come alcuni dicono, di Gas Propano Liquido) in quanto è una miscela formata, in proporzioni variabili, essenzialmente da propano e butano, e come dice il nome deriva dal petrolio, pertanto non può essere considerato una fonte energetica rinnovabile.


    Entrambi presentano interessanti aspetti per applicazioni automobilistiche: la loro combustione è “pulita” sia perché non contengono sostanze estranee e nocive (come lo zolfo, composti del piombo, idrocarburi aromatici), sia perché si miscelano molto bene con l’aria, essendo già in forma gassosa e non dovendo passare, quindi, attraverso la fase intermedia di evaporazione, come accade per i combustibili liquidi (benzina e gasolio); consentono una forte riduzione di tutte le sostanze inquinanti, sia di quelle già regolamentate che non, e limitano la formazione del cosiddetto “smog estivo” che causa la produzione di ozono; infine, hanno un basso costo e, nel caso del metano, può essere approvvigionato da fonti diverse e rinnovabili.

    Diversa è l’unità di misura adottata: litri per il GPL, chilogrammi per il metano.

    Il maggior ostacolo alla diffusione di questi combustibili gassosi, senza scomodare, in questa sede, gli interessi delle “solite” lobby, è dovuto, dal punto di vista tecnico, a problemi relativi all’immagazzinamento e al trasporto.

    Sotto questo aspetto, la natura gassosa è uno svantaggio: infatti un gas ha una densità molto inferiore a quella di un liquido, cioè a parità di volume occupato c’è meno “materia” (ad esempio, un litro di benzina pesa circa 740 grammi, un litro di metano o GPL circa mille volte meno) e quindi anche meno “energia” da utilizzare in un motore, ed è pure sensibile alla temperatura (riscaldandolo si espande e la sua densità diminuisce ancora, e perciò in estate si riesce a caricarne meno).

    Per poter garantire un’autonomia ragionevole ad una automobile (almeno 300 km), bisogna far entrare tanto gas in volume di circa 100 litri (come quello delle normali bombole) e il modo più efficacie è quello di comprimerlo: nel caso del metano, si arriva ad una pressione molto elevata, fino a 200 atmosfere, che necessita di robuste e pesanti bombole (realizzate in acciaio o in costosi materiali compositi), ed anche così l’”energia” disponibile è la metà rispetto a quella ottenibile dallo stesso volume di benzina.

    In teoria è possibile portare il metano allo stato liquido e a pressioni molto più basse, ma sarebbe necessario raffreddarlo fino ad una temperatura di –160 °C, il che implica difficoltà tecniche anche superiori.

    Sotto questo punto di vista, il GPL si trova in una situazione di vantaggio: infatti, può essere facilmente liquefatto a pressioni relativamente basse (8-10 atmosfere), sempre a temperatura ambiente, e immagazzinato in serbatoi più semplici e leggeri, e quindi meno costosi, che possono assumere forme tali da non sottrarre spazio al bagagliaio, come nel caso delle bombole toroidali (cosi dette a “ciambella”) alloggiate al posto della ruota di scorta.

    I serbatoi per il metano, invece, per ragioni di sicurezza sono di forma cilindrica.

    Un altro aspetto negativo, soprattutto per gli automobilisti, è la carenza di distributori, ancora piuttosto pochi, specie per il metano; il GPL, invece, essendo presente da molti anni sul mercato italiano (chi non ha mai sentito la classica “puzza” di gas?), può contare su una rete di distribuzione che, sebbene ancora limitata, è senz’altro più estesa di quella del metano (il numero di stazioni di servizio è, ad oggi, quattro volte maggiore, e lo squilibrio cresce sulle autostrade).
  • Tecnologia

    Per quanto riguarda la tipologia più classica e diffusa di auto bifuel GPL-benzina, l'installazione dell'impianto a posteriori consente di avere un'auto ibrida che si muove a benzina, oppure a GPL (attivando un apposito pulsante).


    Il GPL è commercializzato allo stato liquido e viene erogato compresso alla pressione di 12 bar nominali con cui vengono riempite le bombole installate sulla vettura (solitamente nel vano ruota).

    Il sistema misura la massa del gas che viene erogato e per questo il prezzo del carburante è espresso in funzione non del volume ma della massa.

    Attualmente (dicembre 2012) il prezzo medio al distributore è di circa 0,865 centesimi di euro al litro.

    L'autonomia della vettura dipende dalla capacità della bombola installata nel vano ruota (è maggiore se si installa la classica bombola a cilindro e può variare considerevolmente, mediamente per un'auto di segmento "B" con carrozzeria a 2 volumi la capacità in litri installabile varia da 32 a 50 litri (per il cilindrico fino a 90 litri), con una capacità di carica espressa in litri di circa 26/40 (per il cilindrico fino a 72 litri) di GPL compresso, e un'autonomia intorno ai 330/500 km.

    Le auto di taglia maggiore (SW-monovolume) possono arrivare a caricare molto più litri di GPL compresso per un'autonomia superiore che può variare a seconda del consumo, del percorso e dello stile di guida dell'autista.

    Siccome il GPL è un gas che viene erogato allo stato liquido, tra un pieno e l'altro ci possono essere differenze considerevoli di carica in litri: ciò dipende dalla temperatura, dalla densità del GPL stesso e dalla taratura della pressione di stacco dell'erogatore, maggiore è la temperatura e minore sarà la carica in litri in quanto il gas tende ad essere meno denso.

    D'estate perciò si carica tendenzialmente di meno e d'inverno si carica tendenzialmente di più, con variazioni però minime.

    A tutto ciò si aggiunge il costo dell'impianto che è di circa 1000/1200 € per il tradizionale (aspirato) per salire a circa 1500/2000 € per il sequenziale ad iniezione gassosa.

    Al cambio macchina si può recuperare una parte dell'impianto (ad esclusione della bombola e la valvola della stessa) con un risparmio fino al 30/45% sulle nuove installazioni; per questo in teoria il costo maggiore si avverte al primo montaggio, ma questo solo fino ad un certo punto, infatti le auto più recenti (Euro3/Euro4) richiedono quasi obbligatoriamente l'installazione di impianti sequenziali fasati per evitare conflitti con l'elettronica di bordo e relativi malfunzionamenti dell'impianto gas.

    Esistono anche vetture alimentate a solo GPL, dette "monovalenti" o con una piccolo serbatoio di riserva di benzina di capacità inferiore a 15 litri, in effetti bivalenti ma che per la normativa europea vengono ugualmente classificate come "monovalenti".

    Questa soluzione è stata introdotta da molte case automobilistiche tra cui Opel, Fiat, Volkswagen ecc. per poter classificare la vettura come monovalente pur lasciando la praticità di viaggiare a benzina anche in zone poco servite dalla rete di distribuzione GPL.

    Infatti le vetture monovalenti godono di esenzioni fiscali: in Italia viene scontato del 75% il bollo auto.

    Le vetture "bivalenti" invece vengono fiscalmente trattate come i corrispondenti modelli a benzina, in quanto per il fisco italiano fa fede la potenza massima dichiarata, che è quella con alimentazione a benzina, appunto.
  • Prestazioni e sicurezza

    Un'auto alimentata a GPL raggiunge quasi la stessa velocità di una alimentata a benzina.


    Il GPL è leggermente penalizzante nelle prestazioni di una guida sportiva nel tempo che impiega l'auto a passare da 0 a 100 km/h.

    Infatti, la ripresa da fermo o cambiando marcia è leggermente più lenta.

    Teoricamente il GPL potrebbe dare prestazioni quasi simili a quelle della benzina.

    Un altro problema sono le basse temperature: il diesel a temperature inferiori -10° diventa denso in una misura da rendere difficile la partenza dell'auto.

    Una cosa simile accade ad altri gas combustibili che diventano più densi e liquidi alle basse temperature (la loro stessa decompressione dalla bombola è accompagnata da una discesa di temperatura).

    I vantaggi che un alimentazione a GPL offre sono un costo inferiore del 50-55% a quello della benzina (contro un risparmio del 30% del gasolio).

    Con un litro di GPL si percorrono di media 13 km contro 15 km per un litro di benzina.

    La perdita è evidente in ripresa soprattutto con motori piccoli (1000-1200 cc).

    Ogni 10 anni dalla data di installazione è obbligatoria la sostituzione della bombola e, in caso di danneggiamento, la sostituzione della bombola deve avvenire immediatamente.

    Rispetto al Metano sono differenti il miscelatore e il tipo di bombola.

    Perciò, per i due combustibili occorrono impianti diversi, tra loro incompatibili.

    Il GPL è compresso a 6-7 atmosfere; il Metano a 220 atmosfere.

    Il GPL ha una penalizzazione sulle prestazioni quasi nulla, mentre è quasi nulla l'usura del motore e si allungano i cambi olio anche dopo 40000 km.

    Non è raro vedere macchine circolanti a GPL con 350.000 - 400.000 km, arrivando addirittura a 500.000 km.

    Viceversa sono da tenere sotto controllo le parti elettriche (candele, fili, bobina, batteria) in quanto il GPL brucia assai meno rapidamente della benzina e necessita quindi che dette parti siano sempre in ottimo stato.

    Il riduttore di pressione del GPL necessita di essere riscaldato durante il funzionamento in quanto il gas riducendo la propria pressione si raffredda, e alle basse temperature si potrebbe congelare il riduttore di pressione stesso.

    Allo scopo di evitare questo inconveniente esso viene collegato al circuito di raffreddamento del motore per mezzo di una derivazione.

    Questo collegamento - se non eseguito a regola d'arte - aumenta la possibilità di perdite di liquido di raffreddamento, con possibili conseguenze negative sulla guarnizione della testata (che può bruciarsi) in caso di esaurimento del liquido stesso.

    Nella manutenzione periodica occorre pertanto verificare con cura questa parte del motore.
  • Informazioni generali sull'utilizzo degli impianti a GPL in Europa


    I distributori dei paesi europei sono quasi sempre dotati di mandrini con attacco "europeo", mentre quelli italiani hanno l'attacco "italiano".

    Può capitare, specie in zone di confine, che l'adattatore sia disponibile al distributore, ma è meglio non contarci troppo e premunirsene prima di partire.

    Non ci risulta che ci sia chi noleggia adattatori, mentre si possono acquistare presso installatori ben forniti, centri ricambi delle case che hanno in listino vetture a GPL con attacco italiano e qualche distributore (specie in zona di confine).






 

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