En ésta publicación analizaremos los diferentes tipos de combustibles fósiles derivados del petróleo existentes. Es importante poder comprender las diferencias y cómo se obtienen para luego poder estudiar los tipos de motores de combustión interna existentes.
El petróleo y el destilado.
Un hidrocarburo es un compuesto orgánico formado únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. En el petróleo natural encontramos estos hidrocarburos mezclados con otras sustancias como nitrógeno, azufre, oxígeno, níquel, cobalto, etc.
El "destilado", es un proceso mediante el cual por efecto de evaporación y condensación, se descompone un elemento complejo, en varios más simples.
El primer paso es calentar el petróleo hasta alcanzar la temperatura de destilación (unos 370ºC), luego la mezcla pasa a lo que se denomina "torre de topping"; una estructura alta formada de varias bandejas en forma de pisos, en donde comienza el fraccionamiento.
Cuando el petróleo entra en la torre, la temperatura hace que los hidrocarburos más livianos se evaporen y asciendan, mientras que los más pesados quedan abajo. Al ascender los vapores se van enfriando y cuando entran en contacto con la bandeja de cada piso van pasando a estado líquido, así cada componente según su temperatura de condensación es recolectado por separado.
Los más livianos son el propano y el butano, utilizados en garrafas.
Las naftas.
Queroseno. El "Kerosene Jet A1", por ejemplo es el combustible que utilizan los aviones.
El Diesel liviano, al que aún hay que quitarle el azufre.
El Diesel pesado, el cual aún se puede descomponer.
Grasas, aceites lubricantes, ceras.
Y finalmente en el fondo tenemos residuos, como el asfalto y los alquitranes.
Llegado este punto para seguir descomponiendo los elementos obtenidos no se los puede seguir calentando, ya que esto haría que se consumieran. Es necesario pasarlos a una cámara de vacío, en la cual debido a la baja presión, con calentarlos a poca temperatura se puede obtener el resultado deseado sin que se degraden.
Del denominado "Diesel pesado" se puede obtener metano y etano (generalmente usados como combustibles para alimentar la refinería). Más propano y butano. Nafta, pero de menor calidad, la cual necesitará de tratamientos extras para poder ser utilizada. Diesel liviano (el que se comercializa). Fuel Oil (combustible que se usa en los barcos y centrales de energía eléctrica).
Finalmente ahora que comprendemos el diferente proceso que lleva cada combustible, podemos llegar a uno de los puntos que más nos interesa, y saber las diferencias fundamentales entre la nafta común y el "GasOil" ó "Diesel".
Emisiones.
Ahora que comprendemos el proceso de obtención de cada combustible podemos ver claramente que a la nafta se le han extraído más elementos que al Diesel, debido a ésto al momento de quemarlos obtenemos más gases contaminantes en el Diesel que en la nafta, (pues estamos consumiendo más elementos y generando más gases contaminantes en consecuencia). De hecho, según estudios realizados por las agencias medioambientales europeas, causan cuatro veces más contaminación atmosférica al emitir niveles muy superiores de dióxido de nitrógeno (NO2) y partículas en suspensión.
Debido a esto varias marcas de vehículos han implementado en los últimos años la utilización del sistema "AdBlue". AdBlue es una marca registrada por la "Asociación Alemana de la Industria del Automóvil". Consiste de un mecanismo mediante el cual se rocía úrea (el componente principal de la orina), en la salida del caño/s de escape, ayudando a la descomposición de los óxidos de nitrógeno (NOX).
Nafta (Gasolina) Vs Diesel.
Ambos motores poseen los cuatros ciclos básicos: admisión, compresión, ignición y escape. Pero hay diferencias en el funcionamiento de cada motor, debido a que los combustibles se consumen de forma diferente.
La nafta es muy volátil: se evapora fácilmente, se mezcla muy bien con el aire. En un motor del tipo Otto la nafta se pre-mezcla con el aire y la combustión comienza por una chispa que da la bujía. La chispa siempre ocurre en el mismo lugar, obtenemos así una explosión muy controlada ya que toda la mezcla tiene proporciones de aire y combustible muy homogéneas en todo el cilindro.
El Diesel no se mezcla bien con el aire. Pero si es rociado en aire caliente explota.
Una forma muy sencilla de calentar el aire es comprimiéndolo.
Durante el ciclo de compresión del motor Diesel, se comprime unicamente el aire que entró al cilindro, éste alcanza altas temperaturas y es ahí cuando se inyecta un rocío de combustible, éste entra en forma de remolino (el diseño de la cabeza del pistón ayuda a esto) y se encuentra con la alta temperatura mientras ingresa, por ello la combustión puede originarse en cualquier punto de la mezcla, o en varios a la vez... esto sucede en cada cilindro y cada ciclo de forma diferente e incontrolable, de allí que si comparamos ambos tipos de motores el Diesel es siempre más ruidoso y vibrante.
La relación de compresión en cada motor es distinta. Mientras en el motor Otto se comprime nafta y aire en el Diesel solo aire, al tener más elementos es que nunca lograremos comprimir tanto en un nafta como en un Diesel. A mayor relación de compresión, mayor eficiencia del ciclo; por ésto es que el motor Diesel goza de mayor economía de consumo en comparación a su par a nafta.
La pregunta del millón.
¿Qué sucede si ponemos Diesel en un motor Nafta ó viceversa?
El Diesel, como dijimos, no se mezcla bien con el aire, así que si se lo ponemos a un motor nafta la compresión no logrará que se mezclen, el aire no se calentará ni cerca de los necesario, y la chispa tampoco servirá para comenzar ninguna combustión. No habrá siquiera encendido.
¿Nafta en un motor Diesel? Estariamos inyectando un líquido muy explosivo, en una cámara con mucha presión y a altísima temperatura: en vez de darse una combustión uniforme detonará inmediatamente dañando todos los componentes del motor.
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