¿Qué es un combustible?
Químicamente se define combustible a aquellas sustancias que al oxidarse es capaz de liberar gran cantidad de energía. Es posible que recordemos nuestras primeras clases de ciencia cuando nos explicaban que, combustible es aquella sustancia que reacciona con un comburente liberando gran cantidad de energía. Vayamos más allá de lo obvio y analicemos esta definición. En ella se nos está señalando que para que sea combustible, una sustancia debe de ser capaz de oxidarse ¿Significa esto que sólo por medio de la reacción con oxígeno elemental (O2) se puede establecer una combustión?, o dicho de otra forma, ¿Sólo el elemento oxígeno puede ser comburente? Pues no, existen compuestos altamente oxidantes, que pueden permitir la reacción con un combustible, tales como el Nitrato de potasio (KNO3) y el clorato de potasio KClO3, pero observemos que, ambos compuestos tienen en su composición al elemento oxígeno, (mal que mal por algo al proceso se le puso el nombre de “oxidación”)
¿Cuál es la composición química de los combustibles?
La composición química de los combustibles es muy variada, pero los elementos que siempre están presentes en su estructura son el carbono y el hidrógeno.
Caben señalar, que también se le haya llamado combustible a sustancias que permiten las reacciones de fisión y fusión nuclear, aún cuando éstas no son reacciones de combustión (liberan energía, pero no por medio de una reacción química) y por lo mismo no son combustibles propiamente tal.
¿Qué tipos de combustibles existen?
Sobre los tipos de combustible, si quisiéramos hacer una clasificación muy simple, tendría que ser bajo el parámetro de su estado de agregación. En efecto, los combustibles los podemos encontrar en estado sólido, por ejemplo el carbón mineral, la turba (materia orgánica descompuesta) e incluso la misma madera. También lo encontramos en estado líquido, bien conocidos son el petróleo y sus derivados, como la gasolina (a la que llamamos bencina en nuestro país). En estado gaseoso tenemos al gas natural, cuyo principal componente es el metano.
Otra clasificación igual de sencilla, sería la basada en el tiempo que demora un combustible en formarse. Tenemos así los combustibles fósiles, que tal como su nombre lo indica, se han formado producto de la lenta descomposición de materia orgánica, tan lenta es esta descomposición, que ha demorado miles de años en formarse y por lo mismo son clasificados como una fuente de energía no renovable, este sería el caso del petróleo, gas natural y el carbón mineral. Por otro lado tendríamos a los biocombustibles, que se demoran un lapsus breve de tiempo en su formación, ahora bien, el nombre no es del todo correcto, porque no refleja su tiempo de formación y además el prefijo bio nos puede dar la idea de ser los únicos combustibles de origen biológico y la verdad es muy contraria a eso, porque todos los combustibles tienen ese origen. Ejemplos de biocombustibles son el bioetanol, el biodiesel y el biogás, que se forman en base a diferentes métodos, pero todos basados en la rápida descomposición de materia orgánica natural, por lo que la energía que producen es considerada renovable.
¿Cuáles son los combustibles más utilizados?
En relación a esta pregunta, la respuesta es bien conocida por todos: los combustibles fósiles. Estos mueven al mundo, ya que se utilizan para transporte, generar electricidad y muchos otros
Dentro de los combustibles fósiles tenemos el petróleo, que al ser procesado, se obtienen sus derivados, tales como la gasolina, kerossene y diesel o gasóleo, (a los que en Chile llamamos bencina, parafina y petróleo, respectivamente).
¿Qué diferencia hay entre el Diesel y la gasolina?
Antes de ver las diferencias, veamos qué tienen en común, Más allá del hecho que ambos son combustibles, también ambos son productos derivados del petróleo y por lo tanto están formados principalmente por carbono e hidrógeno. La principal diferencia está en que la gasolina es una mezcla de hidrocarburos que tienen entre 5 y 12 átomos de carbonos en su estructura, mientras que el diesel presenta entre 12 y 20.
A parte de esto, el proceso productivo del diesel hace que esta mezcla contenga una mayor cantidad de productos azufrados, que son los causantes, entre otros, de la lluvia ácida, por lo tanto son más contaminantes, pero presentan la ventaja de ser más económicos, porque se puede obtener mayor cantidad de energía por litro de combustible que la bencina.
Y por último, la bencina requiere de una detonación suave para su ignición, mientras que el diesel requiere de una detonación muy fuerte.
¿Qué es el octanaje de la bencina?
Seguramente en más de una ocasión hemos escuchado hablar del octanaje de la gasolina, pero ¿nos hemos preguntado qué es?
El octanaje es una forma de medir el nivel de detonación de una gasolina, también se le conoce como índice de octano o simplemente octanos
Como ya se mencionó, las gasolinas se utilizan en motores de combustión interna que requieren de combustibles que detonen muy suavemente al hacer ignición, porque de lo contrario sufren serios daños por descalibración. Se estableció que el compuesto 2,2,4 trimetilpentano, comúnmente llamado isooctano, tiene el poder antidetonante más adecuado para las gasolinas. Cuando, por ejemplo, la gasolina tiene un octanaje de 95, significa que el 95% de sus componentes tiene una detonación como la del isooctano, y el otro 5% presenta una detonación no adecuada, o muy fuerte.
Podríamos con lo anterior concluir que a mayor octanaje, más antidetonante es la gasolina y menor daño sufre el motor y por lo tanto lo ideal sería utilizar gasolina de alto octanaje, pero en realidad el octanaje ideal es específico para cada motor, por las características particulares de su fabricación.
¿Qué función cumple el plomo en la gasolina?
Años atrás se le agregaban compuestos orgánicos que tenían plomo en su composición para aumentar el octanaje de las gasolinas. Esto por medio de la reordenación de la estructura de los compuestos orgánicos de lineales (muy detonantes) a ramificados (menos detonantes), pero se estableció que el plomo producía serios niveles de contaminación quedando totalmente prohibida esa práctica en la actualidad, y los nuevos vehículos son incompatibles con este tipo de gasolinas. Para su reemplazo se están utilizando compuestos orgánicos como el metil-ter butil éter, además las refinerías y productoras de gasolina han encontrado técnicas que les permiten procesar gasolinas de mejor octanaje directamente desde el proceso productivo y así evitar el tener que estar agregando este tipo de aditivos.
¿Cómo se mide la detonación del diesel?
Como ya establecimos, la bencina y el diesel son mezclas diferentes y además requieren de una detonación diferente. El diesel requiere de una inflamación fuerte y por tanto de un combustible altamente detonante, esta característica se la entregan los hidrocarburos lineales y se ha demostrado que el n-hexadecano (hidrocarburo lineal de 16 átomos de carbono), también llamado cetano, es el que presenta la mejor detonación, mientras que el alfa metil naftaleno presenta la detonación más suave.
Así como en la bencinas la capacidad antidetonante se mide con el índice de octano, en el diesel la capacidad detonante se mide con el índice de cetano, asignándosele un valor 100 al diesel que posea un 100% de detonación como la del cetano y de 0% al diesel que posea una detonación semejante a la del alfa metiel naftalento, pero a diferencia de la bencina, que varía entre los 93 y 97, los valores de índice de cetano no superan el 55%
Para redondear un poco la idea sobre las diferencias entre la gasolina y el diesel leamos la tabla adjunta.
