Análisis de los combustibles
Este será un razonamiento muy sencillo en el que se valorará la aportación de carbono que tienen los diferentes tipos de combustibles que empleamos según su clasificación general del mercado. Como el carbono es el responsable de la producción de dióxido de carbono (CO2 ) durante el proceso de combustión de los motores, su valoración nos dará idea del grado de contaminación que aporta cada uno de los combustibles que veremos al calentamiento de la atmósfera por este gas.
Lo primero que debemos indicar es que el CO2 o dióxido de carbono es un gas que tiene ningún efecto para la salud porque no es tóxico, el mismo cuerpo humano lo desprende en la respiración, pero su producción en cantidades importantes en la atmósfera produce el efecto invernadero provocando un calentamiento global. El efecto invernadero se produce porque los rayos del Sol entran pero no pueden salir, hecho que provoca un aumento de temperatura del sistema
Las materias primeras utilizadas para obtener los combustibles actuales pueden ser de diversa procedencia como petroleo, biocombustibles (aceites, caña de azucar, etanol, etc), el gas natural o el metano obtenido en el compostaje.
El 98% de los combustibles que utilizamos vienen del petroleo. Este es un liquido negro más o menos pastoso de apariencia similar a un barro negro. Y en el proceso de destilación al que se somete se obtienen los productos que se indican en el gráfico.
Las gasolinas, gasóleo y queroseno que son los combustibles habituales de los vehículos y se obtienen en un porcentaje muy bajo. Después es necesario que los productos pesados se sometan a un proceso llamado Craqueo para obtener combustibles de las fracciones más pesadas como aceites y alquitranes.
https://es.wikipedia.org/wiki/Cracking
La última etapa de la refinación de petróleo es el reformado catalítico (reforming), en el que, como su nombre indica, el propósito es "reformar o reestructurar" las moléculas, transformando las cadenas de hidrocarburos normales en cadenas ramificadas, cíclicas y aromáticas. Esto se hace principalmente para aumentar el indice de octano de la gasolina y aprovechar la fracciones más ligeras.
Los principales combustibles que podemos utilizar en para los vehículos serían:
Gas natural
Es un combustible actualmente utilizado para las casas y centrales eléctricas de ciclo combinado, su composición mayoritaria tiene como base de gas metano (CH4).
La reacción de combustión que se produce seria:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 3H2O
La proporción carbono Hidrógeno es 1 a 4 por cada átomo de carbono quemado se queman 4 de hidrógeno; es decir, un 25 % de Carbono por un 75% de hidrógeno. Así en la combustión del metano el 25 % produce dióxido de carbono y el 75 % produce vapor de agua.
Gasolina
Es un combustible actualmente utilizado en los vehículos, su composición aproximada seria:
C8H18
la reacción de combustión seria:
C8H18 + 7,5 O2 → 8 CO2 + 9 H20
Tiene un 44,45 % de carbono y un 55,55 % de hidrógeno; por tanto, quemamos un 44,45 % de carbono que produce dióxido de carbono y un 55% produce vapor de agua.
Se ha puesto el octano pero en realidad la gasolina es una mezcla de hidrocarburos (nafta ligera, nafta media y nafta pesada).
Gasoil
Es un combustible utilizado actualmente en vehículos medios y pesados del tipo diésel, su composición aproximada sería:
C14 H30
C14 H30 +43/2 O2 -> 14 CO2 + 15 H2O
Tiene un 46,67 % de Carbono y un 53,33% de Hidrógeno ; es decir, un 46,67 % de Carbono por un 53,33% de hidrógeno. Su combustión produce el 46,67% produce dióxido de carbono y el 53,33 % produce vapor de agua.
Biodiesel
Es un combustible actualmente utilizado por vehículos medios y pesados del tipos diésel.
Para este combustible no comentamos la proporción carbono hidrógeno porqué como se trata de un ciclo cerrado no tiene impacto sobre el medio ambiente, solo decir que a nadie se le ocurriría utilizar aceite virgen como combustible pues seria una barbaridad, ahora bien utilizar el aceite usado es una muy buena solución para nada desdeñable.
El Hidrógeno
Sería el combustible perfecto
4 H2 +O2 --> 2 H2O
No hay producción Dióxido de carbono solo produce vapor de agua. Pero cuidado, el hidrógeno se obtiene por la electrolisis del Agua y esto se hace con energía eléctrica. Mientras tengamos el perfil que se indica en el artículo el coche eléctrico, pienso que aproximadamente ha de tener el mismo impacto ambiental que el gas natural, no sería este el caso si toda la energía eléctrica producida fuera de origen renovable que no es nuestro caso, ni lo será en unos años porqué la inversión necesaria sería monumental, además que las centrales de ciclo combinado con gas natural son una excelente y muy ecológica forma de producción de energía eléctrica y consumen generalmente gas natural o deberían.
Por tanto, con la obtención de hidrógeno lo único que hacemos es trasladar la contaminación desde el sitio donde se produce el hidrógeno hasta la central eléctrica pero el volumen global de contaminación no varía.
Vehículos eléctricos
Está claro que en este caso es el mismo razonamiento que tenemos con el hidrógeno que he comentado en el apartado anterior. No producimos dióxido de carbono en nuestro vehículo pero la electricidad que consumimos de las centrales eléctricas si que lo producen.
Comparación de combustibles
Está claro que el combustible que menos impacto tiene es el gas natural tanto para la producción de energía eléctrica como para su uso en nuestros vehículos pues es el que produce una cantidad inferior de dióxido de carbono (CO2), ya que es el que tiene en su composición molecular menos porcentaje de carbono y más hidrógeno y con diferencia. Tiene un 45 % menos de carbono que los otros combustibles que podamos utilizar. Es decir quemando gas natural vamos a producir casi a la mitad de dióxido de carbono (CO2), con prácticamente los mismos vehículos que tenemos ahora. Esta claro que es una solución excepcionalmente buena tanto para producir energía como usar como combustible para vehículos.
Este análisis es muy sencillo y aproximado para que se comprenda por la gente no entendida en combustibles. Hubiéramos podido hacer un calculo exhaustivo pero no hubiera aportado información significativa.
En caso de que estén interesados en un calculo más a exhaustivo, aquí pongo un estudio de un alumno o alumna de la Escuela de Ingenieros Industriales de Barcelona, el cual parece un trabajo de final de carrera del que no puedo, desgraciadamente, precisar el nombre del autor porque no hay ninguna información al respecto, pero que después de leerlo con atención me ha parecido muy interesante y correcto.
Trabajo de comparación de combustibles