Gasolina

Obtención. Petróleo. Tipos de combustible. Antidetonantes y aditivos. Tratamiento de contaminantes. Sin plomo. Medio ambiente. Combustibles

  • Enviado por: Eduardo, Rubén Y Andrés
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 7 páginas

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Introducción

E

ste trabajo no tiene el objetivo de abarcar todo sobre la gasolina, sino tratar características generales, veremos un poco qué es la gasolina, características sobre de qué está compuesta. También trataremos los problemas que acarrea sobre el medio ambiente y el consumo que supone su utilización, por eso incluiremos consejos y alternativas a las gasolinas para solucionar estos problemas. Al final del trabajo se podrá ver las conclusiones y valoraciones personales de los componentes del grupo.

Toda la información recopilada en este trabajo ha sido previamente estudiada y comprendida, todo lo que aquí aparece es un resumen o una transformación de todo lo recogido en diferentes sitios (libros, enciclopedias, Internet...), de este modo se ha conseguido un trabajo sencillo y entendible.

Obtención del Petróleo y la Gasolina

El petróleo es el combustible más importante en la historia de la humanidad, es un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje del total de la energía que se consume en el mundo.

El petróleo es un líquido negro, espeso y maloliente que se encuentra a 3 ó 4 Km de profundidad. Es una mezcla de diferentes sustancias denominadas hidrocarburos.

Una vez se extrae petróleo, ya sea en torres de extracción o por medio de balancines actuando como bombas, se transporta a las refinerías. Allí, el combustible se separa en fracciones de hidrocarburos que tienen propiedades parecidas. El proceso se denomina destilación fraccionada y se lleva a cabo en columnas de fraccionamiento. En este proceso, el petróleo se calienta de manera que los compuestos que lo forman se evaporan. Los compuestos se enfrían y se condensan a medida que suben por la columna. En primer lugar se obtienen los menos volátiles y al final, los más volátiles. Como hemos dicho, los grupos de compuestos que se van separando tienen propiedades parecidas. Las fracciones que se obtienen de la destilación se deben someter a diferentes procesos antes de ser utilizadas. Una de las fracciones obtenida es la gasolina, llamada gasolina de destilación.

La gasolina se puede obtener de más maneras, los gases naturales también contienen un porcentaje de gasolina natural que se puede obtener mediante condensación. Esto se hace pasando el gas obtenido a través de una serie de torres que contienen aceite de paja, un aceite ligero. El aceite de paja absorbe la gasolina, que se destila después.

Luego existe la gasolina de alto grado que se consigue mediante el proceso de hidrofinado, es decir, la hidrogenación de petróleo refinado a alta presión y con un catalizador, como por ejemplo el óxido de molibdeno. Este proceso no solo convierte el petróleo de bajo valor en gasolina de mayor valor, también purifica químicamente el producto eliminando elementos no deseados, como el azufre. También se puede obtener gasolina mediante la hidrogenación de carbón y alquitrán de hulla.

Así pues, la gasolina es la mezcla de hidrocarburos líquidos más ligeros que se usa como combustible en motores de combustión interna, como por ejemplo, en los motores de los automóviles. Las gasolinas obtenidas de estas maneras no se pueden emplear como combustible así como están, ya que se deben mezclar con otros compuestos que mejorarán el rendimiento

Química de la Gasolina

Como hemos dicho en el apartado anterior la gasolina es una mezcla de hidrocarburos líquidos ligeros. ¿Qué son los hidrocarburos? Los hidrocarburos son compuestos que sólo contienen dos elementos: el carbono y el hidrógeno. Hay una variedad de hidrocarburos y por eso se agrupan en familias. Una familia es la de los alcanos, que son hidrocarburos que tienen los átomos de carbono unidos por enlaces covalentes simples, la mayoría de los hidrocarburos del petróleo son de esta familia.

Como se puede observar en la figura de arriba, 1) el carbono puede formar cuatro enlaces 2) y los átomos de carbono se unen entre sí 3) formando cadenas. Después, por ejemplo, forman hidrocarburos como el de la figura de la derecha, en este caso es el octano (C8H18). Algunas propiedades de los alcanos cambian en función de la longitud de la cadena de carbono. Al crecer la cadena, la temperatura de ebullición también crece y por tanto los alcanos son cada vez menos volátiles. Así, los alcanos con cadenas cortas son gases a temperatura ambiente. Los alcanos con cadenas que contengan entre 5 y 19 átomos de carbono son líquidos y los que contengan más de 20 átomos de carbono son sólidos.

Con todo lo visto, podemos decir que la gasolina contiene alcanos con cadenas entre 5 y 19 átomos de carbono, porque la gasolina es un combustible líquido. Para concretar más, la gasolina tiene de 5 a 10 átomos de carbono en las moléculas o cadenas de hidrocarburos.

Tipos de Gasolina y sus Características

Aunque ya hemos visto las gasolinas que se pueden obtener, en este apartado vamos a ver las clases de combustibles que podemos encontrar en las gasolineras españolas en el presente. Hoy en día en una gasolinera encontramos estos tres tipos de gasolina: Super, Euro Super sin plomo y Super Plus sin plomo.

La característica distintiva de cada gasolina la constituye la resistencia a la detonación, que viene determinada por el octanaje, la gasolina Super tiene un octanaje mayor a la de la gasolina Euro Super sin plomo, sin embargo, la gasolina Super Plus sin plomo tiene mayor octanaje que la Super. Por lo tanto, el octanaje sirve para determinar el grado de resistencia a la detonación, es decir, si la gasolina tiene poco octanaje, en la cámara de combustión de un motor se producen inflamaciones espontáneas, dicho de otro modo, detonaciones a destiempo en la cámara de combustión que pueden repercutir al motor para mal. Los índices de octanaje de cada gasolina son los siguientes: la gasolina Super tiene 97 octanos, la Euro Super sin plomo tiene 95 octanos y la Super Plus sin plomo tiene 98. El índice de octanaje de una gasolina es una medida de su capacidad antidetonante, así pues, va en función del número de octanos de cada una de ellas, cuanto mayor es el número de octanos de la gasolina, mayor es el octanaje de ésta y por tanto, como hemos dicho al principio, la resistencia a la detonación o el poder antidetonante de la gasolina es mayor.

Todo lo dicho es cierto pero, ¿es necesario gastarse dinero en gasolinas de mayor índice de octanaje? La respuesta es la que se muestra ahora:

No es necesario, si un motor está diseñado y fabricado para trabajar con 95 octanos, no se puede llenar el deposito con una gasolina de menor índice de octanaje, ya que se dañaría el motor. Si el motor necesita 95 octanos y se llena el tanque con gasolina de 98 octanos es desperdiciar el dinero. Se recomienda llenar el deposito o tanque con la gasolina del octanaje que especifica el fabricante del vehículo.

Antidetonantes y Aditivos

Como sus propios nombres indican, la gasolina Euro Super sin plomo 95 y la Super Plus sin plomo 98, no tienen plomo, todo lo contrario que la gasolina Super que si tiene plomo, las otras dos gasolinas sin plomo tienen otros compuestos que actúan de manera similar al compuesto con plomo de la Super. Todos los coches fabricados actualmente consumen gasolinas sin plomo, ya que por medio de un catalizador se consigue menor contaminación en comparación a un coche que utiliza gasolina con plomo o Super, que no pueden utilizar catalizador para reducir los gases de escape (en el apartado Tratamiento para los contaminantes hablaremos más de esto).

Podemos decir, que los antidetonantes son sustancias que se añaden a las gasolinas para aumentar su resistencia a la detonación. Son compuestos orgánicos y organometálicos. Como importantes son: el benzol, octano, alcohol y tetraetilo de plomo. Relacionando este apartado con el anterior, si un antidetonante aumenta la resistencia a la detonación, quiere decir que también va a influir en el índice de octanaje de una gasolina.

Como hemos dicho al principio de este apartado, la gasolina Euro Super y la Super Plus no tienen plomo, es decir, no utilizan el tetraetilo de plomo como antidetonante, pero esto no quiere decir que no tengan antidetonante, también lo tienen pero no es el altamente tóxico tetraetilo de plomo. El tetraetilo de plomo lo tiene como antidetonante la gasolina Super, por esto los coches que utilizan gasolina Super no llevan catalizador, porque éste sufriría una “intoxicación”.

Los aditivos son sustancias que se añaden a la gasolina para modificarla después del proceso de la destilación, por lo tanto un antidetonante también es un aditivo, pero es un aditivo que ya tienen las gasolinas que nos venden en las gasolineras. ¿Sería bueno añadir, de más, aditivos que se vendan en las tiendas para el automóvil? La respuesta es la siguiente:

Los aditivos adicionales no están contemplados en ningún programa regular de mantenimiento del automóvil y por tanto quedan a riesgo del usuario y de su presupuesto.

Tratamiento de los Contaminantes

La gasolina se compone esencialmente de carbono e hidrógeno. Cuando la gasolina se quema, el carbono se une al oxígeno del aire para formar dióxido de carbono (CO2) y el hidrógeno se une con el oxigeno formando agua (H2O). Estos productos por la combustión de las gasolinas se generan siempre y cuando se cumpla la proporción óptima, 14,7 de aire por 1 de combustible (14,7:1). Como casi nunca se produce esta proporción surgen otras sustancias contaminantes. Estos son los productos contaminantes que expulsa el motor:

  • Monóxido de carbono (CO), un compuesto conocido y tóxico que en contacto con el aire libre se une rápidamente con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2).

  • Hidrocarburos no quemados.

  • Óxidos nítricos, se forman a partir del nitrógeno contenido en el aire procedente de la combustión.

Para que estos contaminantes no lleguen al exterior, por ejemplo, en los coches se colocan unos “catalizadores” en la salida de gases, en el tubo de escape. En química, un catalizador es una sustancia que provoca o acelera una reacción química. Estos gases contaminantes procedentes del motor atraviesan el catalizador antes de salir a la atmósfera. En su interior hay una sustancia, lo que denominamos catalizador (suele ser platino, rodio u óxidos de metales de transición), que facilita la transformación de los productos contaminantes procedentes de la combustión en otros que no son tan peligrosos para la atmósfera. Hay que tener mucho cuidado de no utilizar gasolina Super en los vehículos que tengan catalizador, los estropea.

Gasolina

El monóxido de carbono y los hidrocarburos se transforman en agua y dióxido de carbono por oxidación. Los óxidos nítricos se transforman, al pasar por el catalizador, en nitrógeno.

Los catalizadores son muy efectivos, logran estás reducciones: 85% del monóxido de carbono, el 80% de los hidrocarburos y el 70% de los óxidos nítricos. Hay que tener en cuenta que el catalizador pierde parte de su eficiencia a medida que se va usando el automóvil.

La Gasolina “Sin Plomo”

Antes ya hemos tratado sobre este tipo de gasolina, la gasolina sin plomo, que se le llama de esta manera, como hemos dicho antes, porque no contiene tetraetilo de plomo. Por esta razón, los vehículos que utilizan gasolinas sin plomo llevan catalizador.

En Europa, la gasolina sin plomo normal es de 95 octanos, llamada Euro Super y también existe la gasolina especial o Super Plus que contiene 98 octanos. La verdad es que gracias al catalizador que llevan los automóviles que utilizan este combustible hacen mucho por el medio ambiente y por esta razón todos los vehículos que se comercializan aquí en España necesitan gasolina sin plomo, porque de esta manera pueden reducir sus emisiones contaminantes por medio de los catalizadores.

La otra y muy importante razón por lo que es mejor la gasolina sin plomo es el precio, aunque es cierto que los precios de todas las gasolinas son muy elevados y cada vez suben más, es más barata que la gasolina con plomo o Super. Los motores que utilizan gasolina con plomo pueden llegar a funcionar con la gasolina sin plomo, es verdad que se ahorra dinero en el momento de echar la gasolina, pero el problema medio ambiental sigue existiendo allí porque estos motores no llevan catalizador en el escape, además el ahorro de dinero es relativo ya que el motor no rinde de la misma manera y puede llegar a tener problemas. No es recomendable echar gasolina sin plomo si el motor está fabricado especialmente para funcionar con gasolina Super.

La Gasolina y el Medio Ambiente

Antes en el apartado Tratamiento de los contaminantes hemos mencionado los gases contaminantes que expulsa un motor de gasolina, cada contaminante tiene una reacción distinta en el medio ambiente:

  • El monóxido de carbono es tóxico y su inhalación en lugares cerrados puede ocasionar la muerte. En contacto con el aire libre, este gas se une de forma relativamente rápida con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2), este resultado no es tóxico pero tiene otro inconveniente, este gas es uno de los causantes de la aparición del famoso “efecto invernadero”.

  • Los compuestos de hidrocarburos tienen una peculiaridad, que pasan de ser inofensivos a ser cancerígenos. Al aire libre, los hidrocarburos son responsables, junto con los óxidos nítricos, de la formación de nubes de gases de difícil disolución (“smog”).

  • Los óxidos nítricos pueden, con una determinada concentración, llegar provocar irritaciones de los órganos respiratorios.

Los combustibles con plomo, se sabe que son peligrosos para la atmósfera, por eso se está fabricando vehículos que consumen gasolina sin plomo, la contaminación atmosférica y los cambios climatológicos han dado que pensar a la sociedad y por esto se trata de eliminar todo lo que produzca estos problemas, por lo tanto en un futuro y muy cercano aquí en España se va a eliminar la gasolina que contenga plomo, en este caso la Super.

Los catalizadores transforman los gases de escape, pero se sigue produciendo CO2. Este gas es uno de los causantes de lo que se llama el “efecto invernadero”. La verdad es que el efecto invernadero de la Tierra ha existido siempre ya que ésta se calienta gracias a las radiaciones que recibe del Sol. Una parte de estas radiaciones vuelve al espacio, pero otra queda atrapada por la atmósfera y mantiene caliente la Tierra, tal y como se muestra en la figura de la derecha. Esto es en realidad el efecto invernadero.

El dióxido de carbono (CO2) es muy efectivo para la creación del efecto invernadero, si se quema mucho combustible se provoca un aumento de este gas en la atmósfera y por tanto la Tierra se calienta más de la cuenta. El correcto nombre de todos estos problemas es el de calentamiento global. Este sobrecalentamiento derrite los polos y, por tanto, aumenta también el nivel de los mares y océanos, esto puede provocar en el futuro zonas costeras inundadas.

En vista de los problemas que provoca la gasolina, no es extraño que nos preguntemos si podemos contar con algún otro combustible que no sea la gasolina. Un ejemplo apropiado para tratar este tema es el automóvil. Además de ser lo que más agota este combustible, también es la mayor fuente de contaminación. Por eso cabe preguntarse ahora:

La gasolina, ¿es el único combustible que puede hacer funcionar un automóvil?

De ninguna manera, existen otros combustibles. Los científicos están todavía experimentando con automóviles propulsados por energía solar o eléctrica, pero se tiene que avanzar mucho para que estas energías reemplacen a la gasolina.

El hidrógeno puede ser un combustible prometedor para los vehículos. Contaminaría menos y tardaría más en agotarse, es el elemento que más abunda en el universo. Hoy en día ya se han hecho pruebas con automóviles, y con gran desarrollo de potencia, así que en un futuro muy cercano se podrá circular con estos automóviles.

En estos momentos hay dos tipos de combustible que no se derivan del petróleo y que se están utilizando mucho para automóviles y camiones: el alcohol y el gas natural. Este alcohol es el etanol, se destila de la caña de azúcar y, en 1987 se utilizó para propulsar a más del 90% de los nuevos automóviles vendidos en Brasil. El etanol es más limpio que la gasolina y también se puede reponer, ya que si queremos producir más, siempre podemos cultivar más caña de azúcar, remolacha azucarera, yuca y maíz. Pero hay un problema, es la cantidad de terreno necesario para cultivar cosechas con las que se pueda producir etanol. Otro problema es el coste. Según un calculo, se pierden entre el 30% y 40% de su contenido potencial de energía en el proceso de convertirlas en combustible. Con este coste añadido del cultivo y procesamiento, algunos entendidos han llegado a la conclusión de que se gasta más energía en producir etanol que la que el propio etanol proporciona.

También existe el metanol, fabricado a partir del gas natural o del carbón, éste no es tan caro. Da mucho más brío al vehículo que otros combustibles. Los automóviles de carreras suelen funcionar con metanol como combustible, porque es menos explosivo que la gasolina. También tiene sus inconvenientes, emite menos carbono que el petróleo pero emite formaldehído, otro agente contaminante y cancerígeno. También en lugares fríos son más difíciles de poner en marcha los motores.

El gas natural, que se suele utilizar para la calefacción doméstica y la cocina, tiene notables ventajas como combustible. Está compuesto principalmente de metano y arde de manera limpia, desprende poco carbono en comparación con la gasolina y nada de humo negro y cargado de partículas que desprende el gasóleo. También necesita menos mantenimiento. Es barato y abunda. Hay muchas ventajas pero hay igualmente inconvenientes. El convertir un automóvil que quema gasolina en uno que quema gas es caro, también, aunque está comprimido, ocupa mucho espacio por lo cual hay que instalar depósitos grandes en el maletero, y aun así, el vehículo necesita repostar en las gasolineras frecuentemente. Aquí en España solo pueden utilizar este combustible los vehículos de servicios públicos (SP), taxis, autobuses, etc.

Como aquí en España todavía es muy difícil consumir estos combustibles para nuestros automóviles, vamos a dar unos consejos para una conducción más ecológica y económica:

  • Mantener una correcta presión de inflado en los neumáticos, siguiendo las especificaciones del fabricante. Una escasa presión produce un gasto innecesario de combustible, y por tanto de emisiones. Una presión elevada ocasionaría un desgaste desigual y acortaría la vida del neumático.

  • Conducir tranquilamente. La conducción “deportiva” cuesta cara: es preferible una conducción relajada. Realizar aceleraciones bruscas produce un mal uso del combustible.

  • No utilizar el vehículo para desplazamientos muy cortos. El motor en frío es cuando más consume. La utilización del estárter produce gran cantidad de hidrocarburos sin quemar en el escape. El catalizador necesita unos 3 ó 5 minutos para su temperatura de máxima eficacia.

  • El doble embrague y el golpe de acelerador antes de parar el motor son innecesarios en los coches modernos.

  • Nunca arrancar el coche empujando si este posee catalizador, ya que este se contamina a su contacto con la gasolina sin quemar e inmediatamente deja de funcionar y es necesario cambiarlo.

  • Evitar llenar el depósito hasta el borde, es una manera de desperdiciar carburante.

  • Utilizar mejor los aireadores. Circular con los cristales abiertos supone a 100 Km/h un 4% más de carburante. No llevar baca si no es necesaria; a 120 Km/h supone un 9% más de consumo.

  • Las recomendaciones o consejos que se den son pocos, así pues, si se siguen estos insignificantes consejos se puede conseguir verdaderos logros, ya sean económicos o ecológicos.

    Conclusiones y Valoraciones Personales

    La verdad es que la gasolina en el mundo es uno de los combustibles procedentes del petróleo más importante, es un buen combustible para los motores de los automóviles, máquinas, etc., pero es un mal combustible hacia el medio ambiente, por eso nos parece triste que con los avances que existen no se remplace por otros combustibles.

    El petróleo todavía abunda, pero hay que recordar que también se llegará a un punto en el que se agote, por eso es ahora el momento de pensar en otras alternativas. Pero parece que no todo el mundo está por la labor, esto es así por los beneficios que mucha gente importante consigue vendiendo este combustible.

    La Tierra por ahora es el único planeta que nos permite vivir, no es razonable que lo estemos maltratando de las maneras que lo hacemos, tendríamos que poner todos de nuestra parte para utilizar más el transporte público, de esta manera estaremos todos consiguiendo, aunque sea muy poco, reducir la contaminación de la Tierra, el sobrecalentamiento y también atascos innecesarios en nuestras ciudades.

    ¿Qué se puede decir del aumento de precios de la gasolina? Estamos llegando a un punto alarmante en cuanto a los precios de la gasolina, ni el gasóleo, que es otra alternativa, se va a poder consumir de lo elevado que es ya su precio. La gasolina se está convirtiendo en un combustible muy caro, ¿por qué no utilizar la bicicleta como medio de transporte? Son detalles que pueden hacer mucho en nuestros bolsillos y en la Tierra en la que vivimos.

    Cada persona puede hacer lo que quiera, pero hay que pensar en lo que esto puede acarrearnos, se llegará a un punto en el que habrá que vender el coche para comprar gasolina. La conclusión a la que se puede llegar es que ahora es el momento de investigar sobre otras energías alternativas que sean más baratas y ecológicas.

    Bibliografía Comentada

    La búsqueda ha sido por medio de Internet, enciclopedias, libros de texto y manuales. Lo que más ha sido utilizado es el Internet y lo más comprensible para nosotros han sido los libros de texto y los manuales de automóviles.

    El tema Obtención del petróleo y la gasolina ha sido realizado gracias a la página web www.geocities.com/mf140369/geogragía/ElPetroleo.html, la enciclopedia virtual Encarta 2000 y el libro de texto: A. Caamaño - D. Obach - E. Pérez-Rendón: Ciencias de la naturaleza, física y química 4. Editorial Teide, Barcelona, 1998.

    Química de la gasolina ha sido obtenido enteramente del mencionado libro de texto de Física y Química de 4º de la E.S.O., un libro muy claro y entendible, ha sido sin duda el que mejor ha cumplido el propósito de comprender lo que en él se decía.

    El apartado Tipos de gasolinas y sus características si obtenido por el manual: Dieter Korp: Opel Corsa. Gasolina y diesel. Desde marzo de 1993. Ediciones Ceac, Barcelona, 1996. La enciclopedia virtual Larousse nos ha ayudado a encontrar las definiciones que se muestran. También se ha conseguido información de la página web: www.automotriz.net/tecnica/gasolina.html. Todo lo mencionado ha sido comprendido.

    El siguiente apartado ha sido el de Antidetonantes y aditivos. Todo lo conseguido en este apartado es de la enciclopedia virtual Larousse, el manual de Opel mencionado antes y la página web www.automotriz.net/tecnica/gasolina.html. De esta página ha sido conseguida la respuesta que en el apartado se hace.

    Tratamiento para los contaminantes. Información obtenida del manual de Opel, en el tema Tratamiento de los gases de escape. Ha sido un manual muy importante para la realización de este trabajo. La página web que también nos ha ayudado ha sido: www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/1719/gasolina.html.

    El subtema La Gasolina “sin plomo” ha sido obtenido por medio del subtema Tipos de gasolina y sus características. El manual de Opel también ha añadido datos en este apartado o subtema.

    La gasolina y el medio ambiente ha sido el apartado más extenso pero menos complicado del trabajo, también el más importante. La información ha sido obtenida del libro de texto de Física y Química, el manual de Opel y la enciclopedia virtual Larousse.

    El que no sean muchas las informaciones citadas en la bibliografía, no quiere decir que no se hayan buscado más, hemos considerado que eran las informaciones más comprensibles para nosotros. Tampoco hemos copiado al pie de la letra lo que se decía, sino que primero lo hemos comprendido y después lo hemos escrito de la manera que se encuentra en el trabajo.

    Las imágenes han sido obtenidas del libro de Física y Química de 4º de E.S.O.

    Física y Química La Gasolina

    1º Bachillerato Tecnológico

    Pág. 8