La combustión de hidrocarburos se refiere a la reacción química en la que un hidrocarburo reacciona con oxígeno para crear dióxido de carbono, agua y calor.
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¿Qué tipo de combustión tiene la gasolina?
Los gases emitidos por un motor de combustión interna de gasolina son, principalmente, de dos tipos : inofensivos y con- taminantes. Los primeros están formados, fundamentalmente, por Nitrógeno, Oxígeno, Dióxido de Carbono, vapor de agua e Hidrógeno.
¿Qué es combustión de gasolina?
La combustión – La combustión es una reacción química que se produce cuando algunos materiales, como el papel, la madera o la gasolina, arden al combinarse con el oxígeno del aire, desprendiendo luz y calor. Como en cualquier cambio químico, tras una combustión, la materia se trasforma y aparecen sustancias nuevas como dióxido de carbono (CO 2 ), vapor de agua, cenizas y otros residuos sólidos.
- El combustible, es decir, el material que arde: madera, carbón, gas natural, etc.
- El comburente, q ue provoca o favorece la combustión, es decir, o xígeno.
- La energía de activación, necesaria para que se inicie la combustión y que puede ser una fuente de calor, una chispa, una corriente eléctrica, etc.
Joaquín Alberto Pagador Becerra, Elementos combustión ( CC BY-SA )
¿Cuál es la reacción química de la gasolina?
La noticia saltó a finales de septiembre de 2015. Una empresa automovilística puntera, Volkswagen AG, que incluye 12 marcas, casi 600.000 trabajadores, y 112 factorías repartidas por todo el mundo, admitió un engaño mayúsculo. Unos once millones de automóviles, vendidos entre 2008 y 2014, superaban los límites de emisión de uno de los gases contaminantes, la familia de óxidos de nitrógeno,
- ¿Por qué, el engaño? ¿Y por qué se habla de óxidos de nitrógeno, y no de los demás contaminantes? De ningún modo el engaño se puede considerar un simple descuido, o una negligencia en algún pequeño eslabón de la sofisticada cadena de producción. No.
- Se diseñaron e instalaron diversas versiones de un sofisticado software, que detectaba cuándo el vehículo estaba siendo sometido a test de emisión,
En esa situación, el software modificaba el régimen de inyección, para emitir menos contaminantes y superar así los requisitos oficiales. Una vez terminaba el test, el motor volvía a funcionar a régimen normal y a emitir bastante más de lo permitido. ¿Cual es el origen de los problemas que llevaron a la situación actual? No me refiero a los aspectos de política empresarial, ni a las luchas internas por el poder ejecutivo, o a la feroz competencia entre marcas.
Me refiero a los problemas técnicos, y no sólo de ingeniería, pues suelen ser la raíz de este tipo de situaciones, Sólo cuando se acude al origen fisicoquímico de los errores, se puede entender cuál fue el impedimento para conseguir algo tan aparentemente asequible, como cumplir con los límites de emisión.
Partiendo de la información divulgada, y de las características del proceso de combustión interna de los motores diésel, os analizo en el presente artículo en qué punto pudieron surgir los problemas y por qué. El motor de combustión El primer aspecto que quizá sorprenda es que sólo se hable de motores diésel y se dejen de lado los motores que queman gasolina.
También es interesante que se hable de emisión excesiva de óxidos de nitrógeno y no de dióxido de carbono, monóxido de carbono o restos de los hidrocarburos, que son los demás contaminantes habituales. Aunque ambas tecnologías, diésel y gasolina, se basan en la quema de combustibles, gracias a la acción del oxígeno del aire sobre derivados del petróleo, los detalles técnicos de cómo lo hacen difieren notablemente.
Revisemos primero los aspectos comunes. Un motor de combustión interna consigue mover un automóvil gracias al siguiente modo de funcionamiento:
Se introduce combustible vaporizado, y la cantidad de aire necesaria, dentro de una cámara cilíndrica, cuyo suelo es un pistón movible. Con el pistón comprimiendo al máximo la mezcla, la ignición del combustible libera calor y aumenta la presión, impulsando así el cilindro. El movimiento lineal del cilindro se transforma en circular, en las ruedas del automóvil, gracias a la transmisión a través del cigüeñal. Los restos de la explosión se conducen hacia el escape, dejando la cámara libre para un nuevo ciclo.
La compresión de la mezcla combustible–aire.
¿Cómo se da el proceso de combustión?
Un proceso de combustión es un tipo de reacción química exotérmica que origina un proceso de oxidación rápida de elementos combustibles que están formados, principalmente, por carbono e hidrógeno y en ocasiones, por azufre. A través de dicho proceso, se liberan grandes cantidades de energía térmica.
¿Que se libera durante la combustión?
La combustión de hidrocarburos se refiere a la reacción química en la que un hidrocarburo reacciona con oxígeno para crear dióxido de carbono, agua y calor, Los hidrocarburos son moléculas que constan de hidrógeno y carbono, Son más famosos por ser el componente principal de los combustibles fósiles, es decir, el gas natural, el petróleo y el carbón,
- Por esta razón, los recursos de combustibles fósiles a menudo se denominan recursos de hidrocarburos,
- La energía se obtiene de los combustibles fósiles mediante la combustión (quema) del combustible,
- Aunque existen impurezas en los combustibles fósiles, la combustión de hidrocarburos es el proceso principal en la quema de estos combustibles.
En la Fig.1 se ilustra un ejemplo de combustión de hidrocarburos. Consulte la simulación en la parte inferior de la página para ver más ejemplos. 
Fig.1. Combinación de metano con 2 moléculas de oxígeno para formar dióxido de carbono, agua y calor.
¿Cuál es la diferencia entre combustión y combustible?
¿QUÉ ES LA COMBUSTIÓN? – La combustión es una reacción química entre dos sustancias, combustible y comburente, en la que se libera energía, en forma de calor principalmente. Los componentes del combustible susceptibles de ser quemados (carbono, hidrógeno y azufre) se oxidan al combinarse con el oxígeno que aporta el comburente. 
El proceso de combustión se realiza en tres fases:
- En una primera fase se produce una pre-reacción en la que los hidrocarburos se descomponen para reacciones con el oxígeno, formando unos compuestos inestables,
- La segunda fase es la oxidación, en la cual se libera la mayor parte del calor.
- En la tercera fase se completa la oxidación y se forman los productos estables que serán los componentes de los gases de combustión,
¿Qué propiedades químicas tiene la gasolina?
Composiciones químicas – Normalmente se considera nafta a la fracción del petróleo cuyo punto de ebullición se encuentra aproximadamente entre 28 y 177 ºC (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 ºC) 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 1000 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).
¿Qué tipo de sustancia es la gasolina?
La gasolina es una mezcla de cientos de hidrocarburos individuales desde C 4 (butanos y butenos) hasta C 11, como, por ejemplo, el metilnaftaleno.
¿Qué sucede cuando se produce una combustión?
Un proceso de combustión es un tipo de reacción química exotérmica que origina un proceso de oxidación rápida de elementos combustibles que están formados, principalmente, por carbono e hidrógeno y en ocasiones, por azufre. A través de dicho proceso, se liberan grandes cantidades de energía térmica.
¿Que se desprende al quemar un combustible?
Las emisiones relacionadas con el uso de la energía incluyen las emisiones de CO2, CH4, N2O, óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO) y los compuestos orgánicos volátiles distintos del metano (COVDM), así como las emisiones de dióxido de azufre (SO2).
¿Qué sustancias producen energía por combustión?
Por combustión se entiende el proceso mediante el cual se produce la quema de cualquier sustancia, ya sea gaseosa, líquido o sólida. En este proceso, el combustible se oxida y desprende calor, y, con frecuencia, luz. El oxidante no es oxígeno necesariamente, ya que puede ser parte de un compuesto químico, como ácido nítrico, HNO3, o perclorato de amonio, NH4ClO4, y puede quemarse nuevamente durante una serie de pasos químicos complejos.
- Este oxidante puede también ser un material que no contenga oxígeno, como el flúor.
- Éste se combina con el hidrógeno combustible, que libera luz y calor.
- El oxígeno tiene la capacidad de combinarse con diversos elementos para producir óxidos.
- En definitiva, la oxidación es la combinación del oxígeno con otra sustancia.
Existen oxidaciones que son sumamente lentas, como por ejemplo la del hierro. Cuando la oxidación es rápida se llama combustión. Pues bien, la combustión se refiere a las reacciones químicas que se establecen entre cualquier compuesto y el oxígeno. A esto también se le llama reacciones de oxidación. El material que arde, como el queroseno, es el combustible y el que hace arder, como el oxígeno, se llama comburente. Entendemos por ignición el valor de temperatura que debe presentar el sistema fisicoquímico para que se pueda dar la combustión de manera natural.
El proceso termina cuando se consigue el equilibrio entre la energía de los compuestos que reaccionan y la de los productos de la reacción. Con el punto de ignición se alcanza la temperatura de inflamación, activado por la energía de una chispa o por la llama de un fósforo. El carbono y el hidrógeno, hidrocarburos, son elementos que entran en combustión más fácilmente.
El heptano, propano y el metano, entre otros, son sustancias que se utilizan como combustibles, es decir, como fuentes de calor proporcionados por la combustión. En síntesis, la combustión se produce cuando convergen los siguientes factores:
El combustible, es decir, el material que arde, carbón, madera, plástico. El comburente, el material que hacer arder, oxígeno. La temperatura de inflamación, la temperatura más baja a la cual el material inicia la combustión para seguir ardiendo.
Cuando el proceso de combustión se acelera, por ejemplo, aumentando la temperatura se produce una explosión. Existen ciertas situaciones en las que se produce combustión sin necesidad de un calentamiento exterior, como es el caso de los cuerpos fácilmente oxidables, en su mayoría malos conductores del calor.
