Gasolina

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Pistola despachadora surtiendo gasolina para un automóvil

La gasolina es una mezcla de hidrocarburos alifáticos obtenida del petróleo por destilación fraccionada, 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 760 g/L[1] (un 20 % menos que el gasoil, que tiene 850 g/L. El gasoil A tiene una densidad de 845 g/L, es amarillento y se usa para turismos, el gasoil B tiene una densidad de 855 g/L, es rojizo y es para uso agrícola, y el gasoil C es azulado y tiene un uso doméstico). Un litro de gasolina proporciona, al arder, una energía de 34,78 megajulios, aproximadamente un 10 % menos que el gasoil, que proporciona 38,65 megajulios por litro de carburante. Sin embargo, en términos de masa, la gasolina proporciona un 3,5 % más de energía.

En general se obtiene a partir de la gasolina 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[editar]

Debe de cumplir una serie de condiciones, unas 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 (en inglés: 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 la sin plomo 95 y los 1,27 €/litro para la 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 octano[editar]

Tarro con gasolina.

El Índice de octano o, vulgarmente, octanaje, indica la presión y temperatura a que puede ser sometido un combustible carburado mezclado con aire antes de auto-detonar al alcanzar su temperatura de ignición 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[editar]

NFPA 704

NFPA 704.svg

3
1
0
 
Diamante de fuego de la gasolina

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[editar]

Combustible Densidad
Energética
Proporción de Mezcla
Aire - Combustible
Energía
Específica
Calor de
Vaporización
RON MON
Gasolina y Biogasolina 32 MJ/L 14.6 2.9 MJ/kg air 0.36 MJ/kg   91–99   81–89
Butanol 29.2 MJ/L 11.1 3.2 MJ/kg air 0.43 MJ/kg   96   78
Etanol 19.6 MJ/L   9.0 3.0 MJ/kg air 0.92 MJ/kg 107   89
Metanol 16 MJ/L   6.4 3.1 MJ/kg air 1.2 MJ/kg 106 92

Gasolina con plomo[editar]

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, alquilación, 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[editar]

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 NOx y de CO 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.

Historia de las gasolinas en España[editar]

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 se denominó «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 1989 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 a 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.[3] 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.[4] Aun así, y pese a ser menos contaminante que el plomo, el Gobierno ordenó su retirada para finales de 2005.[5] El objetivo fundamental consistía en la retirada masiva de vehículos que consumían en exceso y producían mucha contaminación, 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.

Historia de las gasolinas en México[editar]

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 de México, 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 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.[6]

Cómo ahorrar gasolina[editar]

1. Evite altas velocidades. Conducir a 100 km/h en lugar de a 120 km/h le permite ahorrar un 60 % en el consumo de gasolina en el mismo trayecto.[cita requerida]

2. No acelere o frene bruscamente. Acelerar y frenar suavemente le permite ahorrar hasta un 20 % de gasolina.

3. 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 0,14 kp/cm2 (2 PSI) menos de lo recomendado, puede incrementar un 1 % el consumo de gasolina.

4. Buen estado del vehículo. La revisión periódica y el buen mantenimiento del automóvil contribuyen al ahorro de combustible.

Alternativas a la gasolina[editar]

Véase también: Vehículo eléctrico, Vehículo híbrido eléctrico, Vehículo de combustible flexible, Vehículo de combustible alternativo y Vehículo de hidrógeno. 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 aumentarán 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 energético y menos contaminante que su contraparte proveniente del refinamiento de petróleo. Al igual que el biobutanol puede usarse en motores de combustión interna con encendido a chispa sin modificar, aunque aún sus procesos están en una etapa de prototipo hay algunas compañías que apoyan esta alternativa pensando en el precio del petróleo cada día más 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 energético 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 podría ser una buena alternativa. Incluso su índice cetano mayor al del Diésel común y su índice libre de azufre contribuirían a reducir la contaminación y aumentarían su eficiencia.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Tabla de densidades de varias sustancias, incluida la gasolina — Físicanet.com.ar
  2. Internal Combustion Engines, Edward F. Obert, 1973
  3. «El Gobierno prohibirá la comercialización de la gasolina 'súper' desde el próximo 1 de agosto». El País (06/07/2001). Consultado el 1 de febrero de 2008.
  4. «Un nuevo combustible sin plomo sustituye a partir de hoy a la gasolina 'súper'». El País (01/08/2001). Consultado el 1 de febrero de 2008.
  5. «El Gobierno suprimirá la gasolina 'súper' de 97 octanos a final de año». El País (03/05/2005). Consultado el 1 de febrero de 2008.
  6. http://www.ref.pemex.com/octanaje/13gas.htm

Enlaces externos[editar]