Fundamentos de Combustibles: Petróleo, Diésel, Lubricación e Impurezas

Combustibles

Generalmente, se conoce con el nombre de combustible a todo cuerpo capaz de combinarse con oxígeno para dar lugar a la combustión, con desprendimiento de luz y calor.

Petróleo y Refinación

El petróleo es un combustible compuesto por un gran número de elementos, donde predominan los hidrocarburos.

Además de los compuestos hidrocarburos, lleva otras sustancias (azufre, nitrógeno, arcilla, agua, oxígeno y sal). Estas se encuentran en proporciones muy pequeñas, dependiendo del lugar de su extracción.

Debido a estas impurezas, se hace necesaria la refinación del petróleo crudo para eliminarlas y obtener combustibles y demás productos derivados.

La refinación (o destilación fraccionada) consiste fundamentalmente en calentar el crudo para evaporar aquellas sustancias más volátiles. Estos vapores se llevan a enfriadores para ser condensados y son recogidos posteriormente en depósitos, obteniéndose así los distintos combustibles tales como:

• Éter de petróleo
• Nafta
• Gasolina
• Queroseno
• Gasóleo (Gas-oil)
• Etc.

Cuando el crudo deja de emanar estos vapores iniciales, es sometido a una mayor temperatura, volviendo a desprender otros vapores menos volátiles. Los combustibles obtenidos ahora son más pesados que los anteriores.

De los residuos de este proceso se obtendrán aceites bases para elaborar lubricantes.

Combustibles Usados en Motores Diésel: Características

Las principales características que definen la calidad de un combustible para motores diésel son:

• Índice de cetano: Mide la calidad de encendido, es decir, la facilidad que tiene un combustible para autoencenderse. Un combustible de buena calidad para diésel enciende por sí mismo a bajas presiones y temperaturas. Para los motores diésel hará falta un combustible que presente una buena capacidad de autoencendido.
• Volatilidad: Es la capacidad de un líquido para evaporarse. Si su volatilidad es adecuada (ni muy alta ni muy baja), se facilita la homogeneización en la mezcla con el aire comprimido, mejorándose la combustión.
• Poder calorífico: Es la energía que puede liberar un combustible. Se mide como las kilocalorías (o megajulios) que desprende un kilogramo de combustible al arder completamente.
• Viscosidad: Es la resistencia de un líquido a fluir, relacionada con la fuerza con que están unidas sus moléculas. Afecta a la pulverización del combustible en los inyectores. Se mide por el tiempo que tarda una cantidad determinada de líquido en fluir por un conducto de diámetro específico.

Lubricación y Refrigeración en Motores

La función principal de la lubricación es interponer una película de aceite entre las superficies rozantes, haciendo que el rozamiento se produzca sobre el aceite y no sobre el metal, reduciendo el desgaste y el calor.

La lubricación forzada consiste en comunicar al aceite, mediante una bomba, la presión suficiente para que acceda a todos los puntos que precisen lubricación.

En los sistemas de inyección diésel, tanto los émbolos de las bombas de inyección como la válvula de aguja del inyector presentan un rozamiento contra sus respectivos alojamientos. Para evitar un excesivo desgaste, el mismo combustible que pueda escapar a través de estos ajustes actúa como lubricante.

Contenido en Impurezas

Las impurezas en el combustible son sustancias que dificultan el funcionamiento del motor y pueden deteriorar el aceite lubricante. Las más relevantes son:

• Azufre: Una vez producida la combustión y junto con el agua contenida entre los gases originados, se producen ácidos (como el ácido sulfúrico) altamente corrosivos para el material metálico de los componentes de la cámara de combustión y los conductos de escape.
• Agua: No solo dificulta la combustión, sino que provoca emulsión y oxidación del aceite lubricante. Además, contribuye a la formación de herrumbre y puede causar desgastes y corrosiones en las bombas de combustible e inyectores.
• Ceniza y Coque: Son productos sólidos no combustibles o residuos carbonosos que quedan tras la combustión incompleta del combustible. Pueden acumularse en la cámara de combustión y en los inyectores, afectando el rendimiento y causando desgaste abrasivo.