Gasolina
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Gasolina. Es una mezcla de hidrocarburos derivada del petróleo que se utiliza como combustible en motores de combustión interna con encendido a chispa convencional o por compresión (DiesOtto), así como aplicaciones en estufas, lámparas, limpieza con solventes y otras más. La gasolina, en Argentina, Paraguay y Uruguay se conoce como nafta (del árabe naft), en Chile como bencina.
Tiene una densidad de 680 g/L (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.
Sumario
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, enero de 2011, su precio en España es de 1,32 € el litro de 95 octanos y 1,43 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.
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 puestos 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 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 por 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 del planeta y su impacto sobre los seres humanos que lo habitan, los gobiernos de los países iniciaron una serie de acciones para detener y prevenir esta problemática ambiental. Se impusieron leyes cuyo fin consistió en reducir paulatinamente el uso de aditivos basados en plomo y manganeso de las gasolinas. Las empresas petroleras se vieron obligadas a desarrollar nuevas gasolinas de mayor octanaje sin el uso del plomo o el 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, los cuales se destruyen rápida e irremediablemente con el plomo haciéndolos incompatibles. La Unión Europea fijó que a cierto un plazo para la retirada de los combustibles con plomo del mercado, l 1 de enero de 2000, 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.
Historia de las gasolinas
España
La primera gasolina comercializada en España no tuvo ninguna denominación particular. Ésta era con plomo y de 85 octanos. En los años 80 y con la evolución de los motores se aumentó el octanaje a 91, y a su vez se comenzó a comercializar una gasolina con plomo de mayor octanaje, de 97, que la denominaron Gasolina Súper. Así, la anterior gasolina comenzó a denominarse paulatinamente como Gasolina Normal. De este modo las gasolineras ofrecieron durante muchos años Gasolina Normal 91 Octanos y Gasolina Súper 97 Octanos.
En 1988 se empezaron a comercializar en masa los motores que utilizaban Gasolina Sin Plomo, con lo que comenzó la comercialización de las gasolinas denominadas Sin Plomo 95 y Sin Plomo 98. A mediados y finales de los años 90 el uso de gasolinas sin plomo comenzó a ser notablemente superior que el de las gasolinas con plomo (a finales de 1999 un 40% de todos los coches que circulaban por las carreteras españolas usaban gasolinas con plomo), por lo que lo largo de la década fueron retirando del mercado la Gasolina Normal 91, con menos demanda cada vez, quedando únicamente la Gasolina Súper 97 como gasolina con plomo.
Cuando la Unión Europea aprobó la normativa por la que se retirarían todas las gasolinas con plomo del mercado antes de enero de 2001, a España le concedieron una prórroga, dada la cantidad de vehículos que consumían este tipo de combustibles con plomo que aún existían en territorio nacional. A partir de agosto de 2001 se comenzaron a retirar paulatinamente la Gasolina Súper 97 con plomo, para finalmente, en enero de 2002, prohibir por ley la comercialización de cualquier tipo de gasolina con plomo. En abril de 2001, el consumo de gasolina súper representaba el 28,5% del total de las gasolinas.
Por otra parte, las petroleras ofrecieron un sustituto a la Gasolina Súper 97 con plomo que introdujeron en su mercado a la par que retiraban ésta. Según la petrolera su denominación era distinta: Repsol YPF "Nueva Súper 97"; Cepsa, "Nueva súper"; y BP, "BP Ecosúper 97 con sustitutivo del plomo". Estas nuevas gasolinas, ligeramente más caras, incluían un aditivo basado en potasio (K) que reemplaza al plomo. Aun así y pese a ser menos contaminante que el plomo, el Gobierno ordenó su retirada para finales de 2005.
El objetivo fundamental consistía en la retirada masiva de vehículos que consumían en exceso y producían mucha polución, debido en gran parte a no poseer catalizador (únicamente posible de usar en motores de combustible sin plomo). También el alto precio de este sustitutivo motivó su retirada. En 2004, el consumo de gasolina súper representaba el 12% del total de las gasolinas.
A partir de 2006 en las gasolineras sólo existían Sin Plomo 95 y Sin plomo 98. Quienes quisieran utilizar motores que no soportan gasolinas sin plomo ni sustitutivos, podrían adquirir el sustitutivo de potasio aparte y mezclarlo con la gasolina, aunque se recomendaba en la medida de lo posible acondicionar el motor para poder usarlo con gasolina sin plomo, y dotarlo de un catalizador.
México
La gasolina en México no tiene una historia muy nutrida antes de 1940, pero dos años después del nacimiento de PEMEX tras la expropiación del 18 de marzo de 1938, apareció la primera gasolina mexicana, denominada Mexolina, con un octanaje de 70.
Diez años después, obligados por los requerimientos automotrices, se mejoró la gasolina para ofrecer la Supermexolina de 80 octanos. Le siguieron, en 1956, Gasolmex de 90 octanos y Pemex 100, de 100 octanos, una década después.
Hasta 1973 se mantuvieron en el mercado estas cuatro gasolinas, todas conteniendo tetraetilo de plomo (componente químico utilizado para incrementar el número de octanos). Gracias a estudios de mercado realizados en ese mismo año, se definió que el promedio de octanaje que el país requería era de 85, por lo que todas las gasolinas anteriores fueron sustituidas por la Nova, con 81 octanos y la Extra con Plomo de 94 octanos, las cuales, según la sugerencia que les daban a los consumidores de aquellos años, debían ser combinadas para satisfacer las necesidades de sus autos; sin embargo, el público prefirió utilizar la Nova.
Por eso, a partir de 1982, la gasolina Nova experimentó cambios en su composición básica para disminuir el uso de tetraetilo de plomo, lo que permitió un avance significativo en contra del impacto ambiental. Y es que la década de los ochenta estuvo marcada por la preocupación sobre el daño que estábamos produciendo a la atmósfera: el hecho de que en 1985 una estación de sondeo británica detectara que en la Antártida la concentración del manto de ozono prácticamente había desaparecido, fue una evidencia que no se pudo soslayar más.
Así entonces, en 1986, como resultado de los estudios hechos para reducir la contaminación ambiental, se crearon las gasolinas Nova Plus y Extra Plus. De forma gradual, las gasolinas fueron disminuyendo sus niveles de plomo hasta que en 1990 apareció la gasolina Magna Sin, un combustible sin plomo.
Los convertidores catalíticos, introducidos en 1991, fueron parte importante para reducir los daños al medio ambiente causados por los autos (ver recuadro). El plomo es un "veneno" para el catalizador de los convertidores, llegando a estropearlos, por lo que se hizo indispensable el uso de gasolinas libres de plomo. Así fue como desapareció la gasolina Nova para dar paso a una nueva generación de gasolinas: Pemex Magna y Pemex Premium.
Con cada auto que sale de las agencias automotrices, el consumo de gasolinas aumenta. Tan sólo en el periodo de 1990 al 2002, las ventas de gasolina pasaron de 362 mil a 565 mil barriles por día, y se espera que alcancen los 720 mil barriles hacia el 2010. Hoy en día en el país se consumen alrededor de 640 mil barriles diarios, esto es, un aproximado de 103 millones de litros de gasolina, una cantidad tan grande que nuestro país se ve en la necesidad de importar cerca del 20% de las gasolinas que consumimos.
Al pensar en una gasolinera en seguida nos vienen a la mente los colores que predominan en éstas: rojo y verde, pero en México existen tres tipos de gasolina, la gasolina que está en bombas verdes (Pemex Magna), la gasolina que está en rojas (Pemex Premium) y una tercera gasolina denominada Magna Oxigenada, que se vende en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, Guadalajara y Monterrey; lugares que, por su congestionamiento vehicular, requieren de una gasolina con un mayor número de oxidantes para que al quemarse en la cámara de combustión de los automóviles genere menor cantidad de contaminantes.
Las gasolinas Magna y Premium no se diferencian sólo por el color de las bombas, su principal característica es su nivel de octanaje: la Premium cuenta con 92 octanos, mientras que la Magna tiene 87. Dentro de las `Sustancia|sustancias]] que conforman la gasolina podemos encontrar moléculas de distintos tamaños como los heptanos (compuestos de siete carbonos), los octanos (ocho carbonos), nonanos (9 carbonos), etcétera. Por ejemplo, la gasolina Magna tiene 87 octanos, esto es, que en su comportamiento antidetonante equivale al de una mezcla formada por un por 87% de octano y un 13% de nonano.
Ahora bien, el índice de octanos requerido por un motor está directamente asociado con su nivel de compresión, que es la relación que existe entre el volumen de la cámara de combustión y el volumen del cilindro, más la suma del volumen de la propia cámara. En términos sencillos, basta con decir que a mayor octanaje (siempre que el automóvil así lo requiera) es mejor la combustión, lo que previene el desgaste prematuro del motor.
No todos los vehículos trabajan con niveles de compresión iguales. Los autos más sofisticados, de alto desempeño y alta compresión requieren de gasolina de alto octanaje (en el caso de nuestro país, Pemex Premium); el no utilizar este tipo de combustible ocasionaría cascabeleo, pérdida de potencia y daños al motor a largo plazo. En cambio, un consumidor que tiene un vehículo común y acostumbra a utilizar gasolina Premium, desperdicia su dinero porque no le traerá ningún beneficio adicional.
Así entonces, la gasolina Pemex Magna está recomendada para todo tipo de automóviles, mientras que la Pemex Premium es para automóviles de lujo o deportivos. En el mundo, la relación de los automóviles que necesitan de gasolina de 87 y 92 octanos es de 90% y 10% respectivamente. Verifique el manual de propietario de su auto o recurra a la agencia automotriz para saber qué tipo de gasolina requiere el motor.
Ahorro de gasolina
- 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).
- Repostar por la mañana: Es mucho más eficiente llenar el depósito o tanque de gasolina por la mañana, ya que el frío hace que la densidad de la gasolina sea ligeramente mayor. Así podrá ahorrar gasolina. Debido a que la densidad es inversamente proporcional al volumen, de esta forma logrará depositar más gasolina. El punto numero 2 no está demostrado, para empezar un depósito subterráneo no altera su temperatura a lo largo del día. Así que su densidad no se vea variada. Además, teniendo en cuenta el cambio relativo a la temperatura en la densidad del combustible, su oscilación en el volumen es mínima.
- Evite altas velocidades: Por ejemplo, conducir a 100 km/h frente a 130 km/h le permite ahorrar un 15% en el consumo de gasolina.
- No acelere o frene bruscamente: Acelerar y frenar suavemente le permite ahorrar hasta un 20% de gasolina.
- Revise la presión de los neumáticos: Vigile la presión del aire de los neumáticos, 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.
- 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 petroleo, se han propuesto variadas alternativas energéticas que pueden ser capaces de reemplazar a la gasolina en un futuro en donde los precios del petroleo 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 combustion 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 metodos 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 tambien es una opcion interesante ya que se trata de producir gasolina tradicional con un mejor contenido energetico y menos contaminante que su contraparte proveniente del refino de petroleo.al igual que el biobutanol puede usarse en motores de combustion interna con encendido a chispa sin modificar.aunque aun sus procesos estan en una etapa de prototipo hay algunas compañias que apoyan esta alternativa pensando en el precio del petroleo cada dia 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 de 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 produccion de insumos y equilibrarla con la de los alimentos podria ser una buena alternativa.incluso su indice cetano mayor al del Diesel comun y su indice libre de azufre contribuirian a reducir la contaminacion y aumentarian su eficiencia.
