¿Qué es la Gasolina?
La gasolina es una mezcla de hidrocarburos alifáticos derivada del petróleo que se utiliza como combustible en motores de combustión interna con encendido por chispa convencional o por compresión (DiesOtto), así como en estufas, lámparas, limpieza con solventes y otras aplicaciones. En Argentina, Paraguay y Uruguay, la gasolina se conoce como «nafta» (del árabe «naft»), y en Chile, como «bencina».
Tiene una densidad de 680 g/L[1] (un 20% menos que el gasoil, que tiene 850 g/L). Un litro de gasolina tiene una energía de 34,78 megajulios, aproximadamente un 10% menos que el gasoil, que posee una energía de 38,65 megajulios por litro de carburante. Sin embargo, en términos de masa, la gasolina tiene 3,5% más de energía.
Pistola despachadora surtiendo gasolina para un automóvil
Componentes
La gasolina se obtiene del petróleo en una refinería. En general se obtiene a partir de la nafta de destilación directa, que es la fracción líquida más ligera del petróleo (exceptuando los gases). La nafta también se obtiene a partir de la conversión de fracciones pesadas del petróleo (gasoil de vacío) en unidades de proceso denominadas FCC (craqueo catalítico fluidizado) o hidrocraqueo. La gasolina es una mezcla de cientos de hidrocarbonos individuales desde C4 (butanos y butenos) hasta C11 como, por ejemplo, el metilnaftaleno.
Gasolina de Destilación Directa: Ausencia de hidrocarburos no saturados, de moléculas complejas aromáticas- nafténicas. El contenido aromático se encuentra entre 10-20%.
Características
Deben cumplirse una serie de condiciones, unas requeridas para que el motor funcione bien y otras de tipo ambiental, ambas reguladas por ley en la mayoría de los países. La especificación más característica es el índice de octano ( MON, "motor octane number", RON "research octane number" o el promedio de los anteriores que se llama PON "pump octane number") que indica la resistencia que presenta el combustible a producir el fenómeno de la detonación.
En España, en 2008, se comercializaban dos tipos de gasolina sin plomo de diferente octanaje cada una denominadas Sin Plomo 95 y Sin Plomo 98, aunque las petroleras realizaban distintas modificaciones en su composición para mejorar el rendimiento, y ofrecer productos ligeramente distintos que la competencia. Sus precios, en octubre de 2010, rondaban los 1,15 €/litro para Sin Plomo 95 y el 1,27 €/litro para Sin Plomo 98, según la petrolera. Actualmente, abril de 2012, su precio en España es de 1,52 € el litro de 95 octanos y 1,67 de 98 octanos.
Índice de octanos
El octanaje indica la presión y temperatura a que puede ser sometido un combustible carburado mezclado con aire antes de auto-detonarse al alcanzar su temperatura de autoignición debido a la ley de los gases ideales. Hay distintos tipos de gasolinas comerciales, clasificadas en función de su número de octano. La gasolina más vendida en Europa (2004) tiene un MON mínimo de 85 y un RON mínimo de 90.
Composiciones químicas
Normalmente se considera nafta a la fracción del petróleo cuyo punto de ebullición se encuentra aproximadamente entre 28 y 177 °C (umbral que varía en función de las necesidades comerciales de la refinería). A su vez, este subproducto se subdivide en nafta ligera (hasta unos 100 °C) y nafta pesada (el resto). La nafta ligera es uno de los componentes de la gasolina, con unos números de octano en torno a 70. La nafta pesada no tiene la calidad suficiente como para ser utilizada para ese fin, y su destino es la transformación mediante reformado catalítico, proceso químico por el cual se obtiene también hidrógeno, a la vez que se aumenta el octanaje de dicha nafta.
Además de la nafta reformada y la nafta ligera, otros componentes que se usan en la formulación de una gasolina comercial son la nafta de FCC, la nafta ligera isomerizada, la gasolina de pirólisis desbencenizada, butano, butenos, MTBE, ETBE, alquilato y etanol. Las fórmulas de cada refinería suelen ser distintas (incluso perteneciendo a las mismas compañías), en función de las unidades de proceso de que dispongan y según sea verano o invierno.
La nafta se obtiene por un proceso llamado fluid catalytic cracking FCC (a veces denominada gasolina de FCC) de gasoil pesado. Si no está refinada puede tener hasta 1.000 ppm de azufre. Tiene alrededor de un 40% de aromáticos y 20% de olefinas. Sus números de octano (MON/RON) están en torno a 80/93.
La nafta ligera isomerizada (isomerato) se obtiene a partir de la nafta ligera de destilación directa, mediante un proceso que usa catalizadores sólidos en base platino/aluminio o zeolíticos . Es un componente libre de azufre, benceno, aromáticos y olefinas, con unos números de octano (MON/RON) en torno a 87/89.
La gasolina de pirólisis desbencenizada se obtiene como subproducto de la fabricación de etileno a partir de nafta ligera. Está compuesta aproximadamente por un 50% de aromáticos (tolueno y xilenos) y un 50% de olefinas (isobuteno, hexenos). Tiene en torno a 200 ppm de azufre. El benceno que contiene en origen suele ser purificado y vendido como materia prima petroquímica. Sus números de octano (MON/RON) están en torno a 85/105.
El alquilato se obtiene a partir de isobutano y butenos, mediante un proceso que usa catalizadores ácidos (bien ácido sulfúrico bien ácido fluorhídrico). Tampoco tiene azufre, benceno, aromáticos ni olefinas. Sus números de octano (MON/RON) están en torno a 94/95.
Comparaciones
32 MJ/L
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14.6
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2.9 MJ/kg air
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0.36 MJ/kg
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91–99
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81–89
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29.2 MJ/L
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11.1
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3.2 MJ/kg air
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0.43 MJ/kg
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96
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78
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19.6 MJ/L
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9.0
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3.0 MJ/kg air
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0.92 MJ/kg
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107
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89
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16 MJ/L
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6.4
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3.1 MJ/kg air
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1.2 MJ/kg
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106
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92
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Gasolina con plomo
A partir de los años 20 y como consecuencia de los mayores requerimientos de los motores de explosión, derivados del aumento de compresión para mejorar su rendimiento, se inicia el uso de compuestos para aumentar su octanaje a base de plomo (Pb) y manganeso (Mn) en las gasolinas. El uso de antidetonantes a base de plomo y manganeso en las gasolinas obedece principalmente a que no hay forma más barata de incrementar el octanaje en las gasolinas que usando compuestos de ellos (Tetraetilo de Plomo -TMP- y a base de manganeso conocido por sus siglas en inglés como MMT) comparando con los costos que conllevan las instalaciones que producen componentes de alto octanaje (reformación de naftas, desintegración catalítica, isomerización, alqui-lación, producción de eteres-MTBE, TAME-, etc.).
A partir de los años 70, el uso de compuestos de plomo en las gasolinas tenía dos razones: la primera era la comentada de alcanzar el octanaje requerido por los motores con mayor relación de compresión y la segunda la de proteger los motores contra el fenómeno denominado Recesión del Asiento de las Válvulas de Escape (Exhaust Valve Seat Recession, EVSR) junto a la labor lubricante que el plomo ejerce en la parte alta del cilindro (pistón, camisa, segmentos y asientos de válvula).
Efectos negativos del plomo en la gasolina
Los metales pesados (plomo, manganeso, mercurio, cadmio, etc.) resultan perniciosos tanto para el medio ambiente como para la salud humana. Se fijan en los tejidos llegando a desencadenar procesos mutagénicos en las células.
Desde el punto de vista de la salud, la presencia de plomo en el aire que respiramos tiene diferentes efectos en función de la concentración presente y del tiempo a que se esté expuesto. Algunos de sus principales efectos clínicos, detectados en el envenenamiento agudo con plomo, son interferencia en la síntesis de la hemoglobina, anemia, problemas en el riñón, bazo e hígado, así como afectación del sistema nervioso, los cuales se pueden manifestar cuando se detectan concentraciones por encima de 60 mg de Pb por cada 100 mililitros de sangre.
En los años 70, ante los graves problemas de deterioro ambiental y su impacto sobre los seres humanos, los gobiernos de los países iniciaron una serie de acciones para detener y prevenir esta problemática ambiental. Se impusieron leyes a fin de reducir paulatinamente el uso de aditivos con plomo y manganeso de las gasolinas.
Las empresas petroleras se vieron obligadas a desarrollar nuevas gasolinas de mayor octanaje sin plomo o manganeso. Por otro lado, los fabricantes de motores tuvieron que empezar a utilizar materiales más resistentes que no dependiesen de la lubricación del plomo para su mejor conservación (en concreto, la mejora de la resistencia de los asientos de las válvulas).
Además, para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera se empezaron a utilizar catalizadores que se destruyen rápida e irremediablemente con el plomo, haciéndolos incompatibles con éste.
La Unión Europea fijó como límite el 1 de enero de 2000 para la retirada de los combustibles con plomo del mercado; pero, ante la situación de algunos mercados, la Comisión Europea concedió una moratoria a España, Italia y Grecia hasta el 1 de enero de 2002.
Cómo ahorrar gasolina
1. Gasolina más barata. Encuentre la estación de gasolina con la gasolina más barata(aunque esto no se aplica en mercados donde la industria es estatal y fuertemente controlada por el gobierno como México, Uruguay, Venezuela y Rusia, entre otros países).
2. Evite altas velocidades. Conducir a 100 km/h en lugar de a 130 km/h le permite ahorrar un 60% en el consumo de gasolina en el mismo trayecto.
3. No acelere o frene bruscamente. Acelerar y frenar suavemente le permite ahorrar hasta un 20% de gasolina.
4. Revise la presión de los neumáticos. Vigile la presión del aire de los neumáticos y manténgalos inflados a la presión correcta. Un solo neumático de su coche inflado 2 PSI menos de lo recomendado, puede incrementar un 1% el consumo de gasolina.
5. Buen estado del vehículo. La revisión periódica y el buen mantenimiento del automóvil contribuyen al ahorro de combustible.
Alternativas a la gasolina
En tiempos actuales en los cuales se ve un incremento en el precio del petróleo, se han propuesto variadas alternativas energéticas que pueden ser capaces de reemplazar a la gasolina en un futuro en donde los precios del petróleo aumentaran y la demanda fuera superior a la oferta que todas las compañías petroleras puedan ofrecer. Algunas de ellas requerirán que adaptemos y fabriquemos nuevos tipos de vehículos que puedan usar este tipo de combustibles. Sin embargo estas alternativas requieren de un esfuerzo que a la larga puede resultarnos beneficioso para poder optimizar el uso de la energía usada por nuestros vehículos o los que usarán las próximas generaciones
- Etanol: El etanol se ha convertido en una opción muy popular para mezclarlo con la gasolina ,y como combustible en mercados como el de Brasil, Estados Unidos, Suecia, Tailandia y otros, con la ventaja de que su combustión es menos contaminante y altamente oxigenada. Sin embargo requiere adaptaciones a los vehículos existentes o el desarrollo de motores con capacidad multicombustible para poder aprovecharlo al máximo, además de que se necesita un porcentaje de tierra cultivable importante para generar el combustible que puede usarse en mezclas E20, E85, E98 O E100.
- Metanol: También se ha difundido pero debido a su toxicidad recibe menos atención.
- Butanol: Éste es de investigación reciente. Es un alcohol tiene una composición más similar a la gasolina, lo que le permite tolerar mejor la contaminación por agua y poder utilizarse en vehículos con encendido a chispa sin modificar, pero los métodos para producirlo aún necesitan perfeccionarse para llevarse a una escala mayor. Los creadores BP y DuPont abogan por su uso, ya que también puede producirse a partir de plantas y algas.
- Gas natural: Es una de las opciones también populares pero que tiene un limitado alcance ya que el número de estaciones de servicio que lo suministran es bajo. No obstante se puede aumentar su número y comenzar a investigar la generación de biogas para poder ser usado en los vehículos.
- Biogasolina esta también es una opción interesante ya que se trata de producir gasolina tradicional con un mejor contenido energetico y menos contaminante que su contraparte proveniente del refinamiento de petróleo. Al igual que el biobutanol puede usarse en motores de combustion interna con encendido a chispa sin modificar, aunque aún sus procesos están en una etapa de prototipo hay algunas compañias que apoyan esta alternativa pensando en el precio del petróleo cada día mas alto.
- Electricidad: Los vehículos eléctricos pueden ser una opción interesante pero sus tiempos de recarga y capacidad limitada no podrían satisfacer al principio los requerimientos. No obstante la tecnología se va actualizando para poder brindar un coche eléctrico que sea capaz de cubrir un trayecto largo. Asimismo existen los automóviles híbridos que combinan este tipo de motores con los convencionales para ahorrar energía eléctrica todo lo posible.
- Hidrógeno: Se ha convertido en la promesa del futuro al tratarse de un combustible más limpio y que puede ser usado de manera convencional, en celdas de combustible o para generar electricidad, pero el alto costo energetico en su obtención, almacenamiento, transporte y repostaje ha despertado controversias importantes. Es un buen medio de promoción para los fabricantes de coches.
- Biodiésel: También se ha convertido en una opción popular para los vehículos propulsados por un motor diésel aunque también sufre los embates de la limitada capacidad de producción, sea cual sea el procedimiento de fabricación,no obstante si se logra aumentar la producción de insumos y equilibrarla con la de los alimentos podria ser una buena alternativa. Incluso su índice cetano mayor al del Diesel común y su índice libre de azufre contribuirían a reducir la contaminación y aumentarían su eficiencia.
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