El octanaje es una medida de la resistencia de la gasolina y otros combustibles a la detonación (golpeteo del motor) en los motores de combustión interna de encendido por chispa. Los motores de alto rendimiento suelen tener relaciones de compresión más altas y, por lo tanto, son más propensos a la detonación, por lo que requieren un combustible de mayor octanaje. Un motor de menor rendimiento no suele funcionar mejor con combustible de alto octanaje, ya que la relación de compresión está fijada por el diseño del motor.
El octanaje de un combustible se mide en un motor de prueba, y se define por comparación con la mezcla de iso-octano y heptano normal que tendría la misma capacidad antidetonante que el combustible sometido a prueba: el porcentaje, en volumen, de iso-octano en esa mezcla es el octanaje del combustible. Por ejemplo, una gasolina con las mismas características antidetonantes que una mezcla de 90% de isooctano y 10% de heptano tendría un octanaje de 90. Dado que algunos combustibles son más resistentes al golpeteo que el iso-octano, la definición se ha ampliado para permitir números de octano superiores a 100.
El octanaje de un combustible para motores de encendido por chispa es la resistencia a la detonación (índice antidetonante) en comparación con una mezcla de iso-octano (2,2,4-trimetilpentano, un isómero del octano) y n-heptano. Por definición, al iso-octano se le asigna un octanaje de 100 y al heptano un octanaje de cero. Una gasolina de 87 octanos, por ejemplo, posee el mismo índice antidetonante que una mezcla de 87% (en volumen) de iso-octano y 13% (en volumen) de n-heptano. Sin embargo, esto no significa que la gasolina contenga realmente estos hidrocarburos en estas proporciones. Simplemente significa que tiene la misma resistencia a la detonación que la mezcla descrita.
El índice de octano no está relacionado con el contenido energético del combustible. Sólo es una medida de la tendencia del combustible a arder y no a explotar.
Métodos de medición
El tipo de octanaje más común en todo el mundo es el Research Octane Number. El RON se determina haciendo funcionar el combustible en un motor de prueba con una relación de compresión variable en condiciones controladas, y comparando los resultados con los de las mezclas de iso-octano y n-heptano.
Hay otro tipo de índice de octano, llamado Índice de Octano Motor o índice de octano pobre de aviación, que es una mejor medida de cómo se comporta el combustible bajo carga. En las pruebas MON se utiliza un motor de prueba similar al utilizado en las pruebas RON, pero con una mezcla de combustible precalentada, un mayor número de revoluciones del motor y una sincronización de encendido variable para estresar aún más la resistencia al golpeteo del combustible. Dependiendo de la composición del combustible, el MON de una gasolina moderna será entre 8 y 10 puntos inferior al RON. En la mayoría de los países (incluyendo toda Europa y Australia) el octanaje «principal», mostrado en el surtidor, es el RON, pero en Estados Unidos, Canadá y algunos otros países el número principal es la media del RON y el MON, a veces llamado Índice Antidetonante (AKI), Número de Octano en Carretera (RdON), Número de Octano en Bomba (PON), o (R+M)/2. Debido a la diferencia de 8 a 10 puntos señalada anteriormente, el octanaje indicado en Estados Unidos es de 4 a 5 puntos inferior al del mismo combustible en otros lugares: El combustible de 87 octanos, la gasolina «normal» en Estados Unidos y Canadá, es de 91-92 en Europa. Sin embargo, la mayoría de los surtidores europeos suministran 95 (RON) como «regular», lo que equivale a 90-91 US (R+M)/2, y algunos incluso suministran 98 (RON) o 100 (RON).
Es posible que un combustible tenga un RON superior a 100, porque el iso-octano no es la sustancia más resistente a los golpes disponible. Los carburantes de competición, el AvGas, el GLP y los carburantes con alcohol, como el metanol o el etanol, pueden tener un octanaje de 110 o bastante más -el RON del etanol es de 129 (MON 102, AKI 116). Los aditivos típicos de la gasolina para aumentar el octanaje son el tetraetilo de plomo, el MTBE y el tolueno. El tetraetilo de plomo (el aditivo utilizado en la gasolina con plomo) se descompone fácilmente en los radicales que lo componen, que reaccionan con los radicales del combustible y el oxígeno que inician la combustión, retrasando así el encendido y provocando un aumento del octanaje. Sin embargo, el tetraetilo de plomo y sus subproductos son peligrosos y el uso del tetraetilo de plomo crea un riesgo medioambiental. A partir de los años 70, se restringió su uso en Estados Unidos y en la mayor parte del mundo industrializado. Actualmente su uso se limita a ser un aditivo de la gasolina de aviación.