Propiedades de Combustibles y Biocarburantes: Diésel, Gasolina, Biodiésel y Bioetanol

Propiedades Fundamentales de los Combustibles

Para comprender el funcionamiento y la eficiencia de los motores, es crucial conocer ciertas propiedades clave de los combustibles que utilizan.

• Punto de inflamabilidad: Es la temperatura mínima a la cual un combustible líquido produce una cantidad de vapor suficiente para formar con el aire una mezcla inflamable.
• Límites de inflamabilidad: Definen el rango de proporciones de aire y vapor de combustible dentro del cual puede producirse una inflamación. Fuera de estos límites, la mezcla es demasiado pobre o demasiado rica para arder.
• Punto de autoinflamación: Es la temperatura a la que el combustible se enciende espontáneamente, sin necesidad de una fuente de ignición externa como una llama o una chispa.
• Número de cetano: Mide la capacidad de autoinflamación de un combustible. A mayor número de cetano, mayor es esta capacidad. Es un parámetro clave para los motores diésel, donde interesa un alto nivel de cetano para un encendido rápido y suave.
• Número de octano: Indica la resistencia de un combustible a la autoinflamación o detonación (autoencendido). A mayor número de octano, mayor es su resistencia. Es fundamental para los motores de gasolina (ciclo Otto), donde se busca evitar el autoencendido para proteger el motor y optimizar el rendimiento.

Biocarburantes: Alternativas Sostenibles

Los biocarburantes son combustibles líquidos obtenidos a partir de biomasa, principalmente de productos agrícolas, que se presentan como una alternativa a los combustibles fósiles.

Biodiésel

Se obtiene a partir de aceites vegetales (como el de colza, soja o girasol) e incluso de aceites de freír usados.

Proceso de obtención

El proceso implica depurar los ácidos grasos del aceite vegetal, los cuales reaccionan posteriormente con metanol mediante un proceso químico llamado esterificación para obtener el biodiésel.

Propiedades y Ventajas

• Compatibilidad: A diferencia del aceite vegetal crudo (que por su bajo número de cetano y alta viscosidad requeriría modificaciones en el motor), el biodiésel puede usarse en motores diésel convencionales sin necesidad de cambios significativos.
• Seguridad: Es más seguro de almacenar y manipular debido a su alta temperatura de inflamación, superior a la del gasóleo convencional.
• Sostenibilidad: Es significativamente más biodegradable que el gasóleo y se descompone casi por completo en un corto período.
• Toxicidad: Su toxicidad es muy baja, siendo incluso menos tóxico que la sal común.
• Balance de CO2: El balance de emisiones de CO₂ se considera nulo o neutro, ya que el dióxido de carbono liberado en su combustión fue previamente absorbido por las plantas de las que procede durante su crecimiento.

Desventajas

• Poder calorífico: Su poder calorífico es ligeramente inferior al del diésel fósil, lo que se traduce en un consumo levemente mayor para obtener la misma energía.

Bioetanol y ETBE

Se producen a partir de cultivos ricos en azúcares o almidón, como la caña de azúcar, la remolacha o los cereales.

Propiedades y Características

• Número de octano: Poseen un alto número de octano, lo que resulta muy beneficioso para el rendimiento de los motores de ciclo Otto (motores de gasolina).
• Poder calorífico: Su poder calorífico es menor que el de la gasolina.
• Volatilidad: El bioetanol presenta una alta volatilidad, lo que puede ser una ventaja para el arranque en frío pero una desventaja por la generación de vapores. El ETBE (Etil Tert-Butil Éter), en cambio, tiene una volatilidad más baja.
• Emisiones: La combustión del bioetanol puede producir acetaldehído, un compuesto irritante para las vías respiratorias que, además, puede reaccionar con los óxidos de nitrógeno (NOx) y afectar a la capa de ozono.

Uso y Aplicaciones

El ETBE se utiliza principalmente como aditivo en la gasolina para mejorar el índice de octano y reducir las emisiones contaminantes. Su balance de CO₂ también se considera neutro.

El bioetanol puede mezclarse con gasolina en diferentes proporciones:

• Mezclas de hasta un 10% de bioetanol (E10) no requieren modificaciones en los vehículos convencionales.
• Mezclas con mayor concentración, como el E85 (85% de bioetanol), requieren vehículos especialmente adaptados, conocidos como Flex-Fuel Vehicles (FFV).