Ejemplo de Combustibles

Un Combustible es una sustancia que es capaz de protagonizar una Combustión, reacción química que, con la presencia de un comburente, se mantiene activa mientras el primero no se agote.

Los combustibles son en su gran mayoría compuestos orgánicos. Es indispensable que se encuentren en estado gaseoso o en fase de vapor, para que se pueda suscitar en ellos la reacción que los caracteriza, fácilmente.

También existen combustibles sólidos. En el estado sólido las moléculas se encuentran tan ordenadas que la combustión no se propaga tan fácilmente hacia el interior del material, e incluso a veces ni se manifiesta propiamente en la superficie del mismo, por lo que se hace el esfuerzo adicional de calentarlo hasta que se active.

Un combustible se degrada químicamente, comenzando todo con el estímulo de un ligero calentamiento o “chispazo” que propicie la reacción. De acuerdo con la ecuación general, que toma como ejemplo el Metano, que es el más sencillo de los Hidrocarburos, su composición orgánica va desprendiendo átomos de carbono, que se unen al comburente, que generalmente es oxígeno, ambos convertidos en moléculas de dióxido de carbono. Los átomos de Hidrógeno que completan la estructura de la materia orgánica, también se unen al oxígeno, generando moléculas de agua, que generalmente escapan como vapor.

La anterior ecuación representa a una Combustión Completa o Ideal, en la que la molécula producto es Dióxido de Carbono. Hay una reacción que suele ocurrir en la práctica, como paralela a la Combustión Completa, y es la Combustión Incompleta, cuyo producto es Monóxido de Carbono.

Propiedades de los combustibles

La característica principal de muchos combustibles, sobre todo líquidos y gaseosos, es que son inflamables. La inflamabilidad significa que al contacto con las temperaturas altas o una chispa, el material tiende a arder. Los más propensos a inflamarse son los Hidrocarburos. Entre estos, los gaseosos y los líquidos que sean volátiles, es decir, que tiendan a evaporarse a temperatura ambiente. Los de peso molecular más alto conservan cierta estabilidad.

La liberación de calor durante la combustión es la propiedad que define la calidad y utilidad de un combustible. Tal emisión de energía depende del número de carbonos que conforme la estructura orgánica y la accesibilidad de los enlaces a la hora de irse degradando durante la reacción. Por ejemplo, el Metano CH4 tiene sólo un átomo de carbono, por lo que se requiere una cantidad grande de este combustible para lograr una energía calorífica considerable. En cuanto a poder calorífico es similar el Acetileno C₂H₂, con dos átomos, unidos por un enlace triple, y acompañados por sólo dos átomos de hidrógeno en total, enlaces que al romperse generan poca energía aprovechable.

Medidas de seguridad ante combustibles

Para el manejo y transporte de grandes volúmenes de combustibles altamente inflamables, generalmente se emplea el Equipo de Protección Personal que consta de un traje de cuerpo completo, botas plásticas, guantes, protección visual por si hay salpicaduras a esa altura, y protección respiratoria, para evitar la inhalación de los vapores de la sustancia.

El almacenamiento de líquidos combustibles debe hacerse en un recinto a temperatura entre la ambiente y menor, y con un grado de humedad relativa bajo. La humedad merma la capacidad de inflamar del material cuando se requiere utilizarlo.

Categorías de Combustibles

Los Combustibles se pueden clasificar de acuerdo con la fuente de la que provienen. Los tipos de combustible entonces se enlistan, de una forma muy general como “Derivados del Petróleo” y “Carbón”.

Ejemplos de Combustibles Derivados del Petróleo

Este tipo de Combustibles son los productos de la Destilación Fraccionada del Petróleo Crudo, en la que, por la diferencia en sus puntos de ebullición, van ascendiendo por los platos y saliendo así bien distinguidos.

Metano

El más sencillo de los Hidrocarburos, consta de un átomo de Carbono, con cuatro átomos de Hidrógeno. Su poder calorífico es accesible por los enlaces simples. Es el más utilizado a nivel doméstico para alimentar las estufas. Se le llama también Gas Natural.

Acetileno

Es el más simple de los Alquinos o Acetilenos. Consta de dos átomos de carbono que están unidos por un enlace triple, y dos átomos de hidrógeno que completan la molécula. Se utiliza frecuentemente en sopletes para soldadura.

Gas LP

Se llama Gas LP por el término Gas Licuado de Petróleo. Está compuesto por Propano y Butano, los hidrocarburos de tres y cuatro carbonos, respectivamente. Generalmente es una mezcla en proporciones 70% de Propano y 30% de Butano. Es utilizado como combustible doméstico, así como el Metano, sólo que tiene un poder calorífico mayor, debido por supuesto al número de carbonos.

Gasolina o bencina

La gasolina es una mezcla de hidrocarburos de entre siete a nueve carbonos, es decir, contiene heptanos, octanos y nonanos, lineales y ramificados. Es el más reconocido combustible para motores de combustión interna, por su estabilidad y rendimiento. Los octanos ramificados brindan muchas posibilidades de ruptura de enlace que aportan fuentes de poder calorífico múltiples.

Keroseno

El Keroseno o Queroseno es una mezcla de hidrocarburos de cadenas de entre diez y dieciséis carbonos. En la Destilación que separa al petróleo en sus componentes, el Keroseno se retira entre 200 y 300°C.  

Gas-oil o gasóleo

Se le llama también aceite combustible. Separa en la destilación del petróleo a 375°C. Es una mezcla variada de hidrocarburos, que a su vez es también sometido a Cracking (Destilación fraccionada) para dar gasolina y otros productos.

Ejemplos de Combustibles de Carbón

El Carbono tiene varias maneras de manifestarse, llamadas Formas Alotrópicas, que resultan de una organización atómica diferente de este mismo elemento en los diferentes materiales. Resultan así sus dos formas cristalinas, que son el Diamante y el Grafito, y por otro lado se encuentra el Carbón amorfo, el utilizado como combustible; este tiene una diversidad de formas, citadas a continuación:

Hulla

La hulla es una materia vegetal fósil que se desarrolló durante el período carbonífero y quedó enterrada bajo agua y yacimientos térreos que la protegieron de la putrefacción. Se produjo una descomposición lenta, resultado de la cual es la formación de Turba, primera etapa de la metamorfosis del tejido vegetal en carbón.

La proporción de carbono en esta materia vegetal va incrementándose, desde el 40%  en la madera, al 60% en la Turba, 70% en el Lignito, 78% en la Hulla bituminosa, 83% en la Hulla semibituminosa, y por último, a un 90% en la Antracita.

Turba

Lignito

Hulla Bituminosa

Hulla Semibituminosa

Antracita