el Combustible (20379)

Combustible
Combustible, sustancia que reacciona químicamente con otra sustancia para
producir calor, o que produce calor por procesos nucleares. El término
combustible se limita por lo general a aquellas sustancias que arden fácilmente
en aire u oxígeno emitiendo grandes cantidades de calor. Los combustibles se
utilizan para calentar, para producir vapor con el fin de obtener calor y
energía, para proporcionar energía a los motores de combustión interna, y
como fuente directa de energía en aviones y cohetes a propulsión. En los casos
en que el combustible debe proporcionar su propio oxígeno, como ocurre en
ciertos cohetes y en la propulsión a chorro, se le añade a la mezcla de
combustible un agente oxidante como el peróxido de hidrógeno o el ácido
nítrico.
Las reacciones químicas de la combustión suponen la combinación del oxígeno
con el carbono, hidrógeno o azufre presentes en los combustibles. Los
productos finales son dióxido de carbono, agua y dióxido de azufre. Las demás
sustancias presentes en los combustibles no contribuyen a la combustión, pero
salen en forma de vapor o permanecen después de la combustión en forma de
ceniza.
La eficacia del combustible, o capacidad calorífica, se mide normalmente en
términos de energía térmica (calor) desarrollada cuando una cantidad dada del
combustible se quema bajo condiciones estándar o patrón. Las capacidades
caloríficas de los combustibles sólidos y líquidos se miden en julios por
kilogramo o metro cúbico. A veces se hace una distinción entre capacidad
calorífica superior, que es el calor total desarrollado durante la combustión, y
capacidad calorífica inferior, que es el calor neto desarrollado, descontando el
calor perdido en la evaporación del agua durante la combustión. Las
capacidades caloríficas superiores aproximadas de los combustibles sólidos
comunes son (J/kg): carbón, de 28 a 35 millones; lignito, de 14 a 17 millones;
coque, 29 millones, y madera seca, 20 millones. Para los combustibles líquidos
comunes son: alcohol, 25 millones; aceite combustible, 44 millones; petróleo,
48 millones, y parafina, 46 millones. Para los combustibles gaseosos son:
acetileno, 55 millones; gas de altos hornos, 3,5 millones; monóxido de
carbono, 12 millones; gas de horno de coque o gas de hulla, unos 22 millones;
hidrógeno, 12 millones; gas natural, de 39 a 82 millones; gas de petróleo, 19
millones, y gas pobre, 5 millones. (Véanse artículos individuales sobre la
mayoría de estos combustibles).
Véase también Recursos energéticos; Combustible gaseoso; Gaseo; Energía
nuclear; Petróleo; Energía solar.
Combustible gaseoso
Combustible gaseoso, cualquier mezcla gaseosa empleada como combustible para proporcionar
energía en usos domésticos o industriales (véase Combustión).
Los combustibles gaseosos están formados principalmente por hidrocarburos, es decir, compuestos
moleculares de carbono e hidrógeno. Las propiedades de los diferentes gases dependen del número
y disposición de los átomos de carbono e hidrógeno de sus moléculas. Todos estos gases son
inodoros en estado puro, igual que ocurre con el monóxido de carbono (tóxico) que a veces
contienen. Por eso es corriente añadir compuestos de azufre al gas comercial; estos compuestos, que
a veces están presentes de forma natural en el gas, tienen un olor desagradable y sirven para advertir
un escape en las tuberías o en los aparatos de gas. Además de sus componentes combustibles, la
mayoría de los combustibles gaseosos contienen cantidades variables de nitrógeno y agua.
Los dispositivos empleados para quemar gas y producir calor o iluminación constan de una tobera
de combustión y de algún sistema para mezclar aire con el gas antes de llegar a la tobera, como
sucede por ejemplo en el mechero Bunsen, inventado por el químico alemán Robert Wilhelm
Bunsen (véase Lámpara).
Los combustibles gaseosos empleados en la actualidad son el gas de hulla, obtenido por destilación
destructiva del carbón (véase Coque), los gases de productor y de alto horno, resultado de la
interacción de vapor de agua, aire y carbón, el gas natural, extraído de yacimientos subterráneos de
gas, y los gases embotellados, compuestos por los hidrocarburos más ligeros.
2.
GAS DE HULLA
Los procesos de gasificación de hulla más importantes están destinados sobre todo a la producción
del gas denominado 'de tipo gasoducto', cuyas propiedades son más o menos equivalentes a las del
gas natural. El gas procedente de la hulla, además de cumplir las especificaciones de bombeo y
calentado, debe satisfacer límites estrictos en cuanto al contenido de monóxido de carbono, azufre,
gases inertes y agua. Para cumplir estas normas, la mayoría de los procesos de gasificación de hulla
culminan con operaciones de limpieza y meta nación del gas. En la actualidad se utilizan diversos
métodos de hidrogasificación en los que el hidrógeno reacciona directamente con carbón para
formar metano; estos procesos evitan el paso intermedio consistente en producir gas de síntesis,
hidrógeno y monóxido de carbono antes de producir metano. Otros métodos son el proceso de
aceptores de dióxido de carbono, que emplea dolo mita¸ un material calizo, y el proceso de sal
fundida. Otros gases fabricados en el pasado a partir de carbón y coque, como el gas del alumbrado
o el gas de horno de coque, apenas tienen importancia hoy día.
3.
GAS DE PRODUCTOR Y DE ALTO HORNO
El gas de productor es un tipo de gas de agua, un término que se aplica a los gases obtenidos
mediante procesos de vapor de agua. Se produce quemando combustible de baja calidad (como
lignito o carbón bituminoso) en un recipiente cerrado denominado productor por el que se hace
pasar al mismo tiempo un flujo continuo de vapor de agua y aire. El gas resultante contiene
alrededor de un 50% de nitrógeno, derivado del aire presente en el productor, y su poder calorífico
es aproximadamente el 30% del correspondiente al gas de horno de coque.
El gas de alto horno, producido por la interacción de caliza, mineral de hierro y carbono en los altos
hornos, tiene un cierto poder calorífico debido a su contenido en monóxido de carbono, pero
contiene un 60% de nitrógeno. Durante el funcionamiento de los hornos se producen cantidades
enormes de este gas; la mayoría se emplea para calentar el chorro de aire para el horno y hacer
funcionar los compresores que impulsan dicho chorro. El poder calorífico del gas de alto horno es
un 16% del correspondiente al gas de horno de coque.
4.
GAS NATURAL
Los yacimientos de petróleo casi siempre llevan asociados una cierta cantidad de gas natural, que
sale a la superficie junto con él cuando se perfora un pozo. Sin embargo, hay pozos que
proporcionan solamente gas natural.
Éste contiene elementos orgánicos importantes como materias primas para la industria petrolera y
química. Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos más
pesados, como el butano y el propano. El gas que queda, el llamado gas seco, se distribuye a
usuarios domésticos e industriales como combustible. Este gas, libre de butano y propano, también
se encuentra en la naturaleza. Está compuesto por los hidrocarburos más ligeros, metano y etano, y
también se emplea para fabricar plásticos, fármacos y tintes.
5.
GAS
EMBOTELLADO
Varios hidrocarburos como el propano, el butano y el pentano, o mezclas de esos gases, se licúan
para emplearlos como combustible. Gracias a los llamados gases embotellados, que suelen
almacenarse en bombonas o tanques metálicos, pueden utilizarse cocinas o estufas en localidades
carentes de suministro centralizado de gas. Estos gases embotellados se producen a partir del gas
natural y el petróleo.
Véase también Recursos energéticos; Combustible sintético.
Combustible sintético, combustible gaseoso o líquido producido a partir de carbón, formaciones de
esquisto micáceo, arenas de alquitrán o recursos renovables de biomasa (como cosechas agrícolas o
residuos animales), que se emplea como sustituto del petróleo o el gas natural (véase Combustible
gaseoso). Por ejemplo, existen cuatro métodos para convertir carbón en gas o petróleo: 1) la síntesis
de gas, mediante un proceso inventado en la década de 1870, en el que el carbón se pulveriza y se
mezcla con oxígeno y vapor de agua a altas temperaturas y a continuación se purifica; 2) la
carbonización o calentamiento del carbón en ausencia de aire; 3) la extracción, que consiste en
disolver el carbón en un líquido orgánico y exponerlo a hidrógeno; y 4) la hidrogenación, en la que
se combina el carbón con hidrógeno a alta presión, generalmente por la acción de un catalizador.
Una tonelada de carbón puede producir 340 metros cúbicos de gas mediante el método de síntesis;
con los otros métodos puede producir tres barriles de petróleo. Puede extraerse petróleo de algunos
tipos de esquisto micáceo calentando el mineral en ausencia de aire, por un proceso llamado
pirolisis; también puede extraerse petróleo de arenas de alquitrán mezclando la arena con agua
caliente y vapor de agua. El gaseo es una mezcla de gasolina con etanol o metanol; estos alcoholes
pueden destilarse a partir de desechos de madera o de cosechas agrícolas. Todos estos procesos son
todavía demasiado caros para competir comercialmente con los combustibles obtenidos por los
métodos habituales, pero es posible que en el futuro haya que utilizarlos para satisfacer el aumento
de la demanda de energía.
Combustible sintético, combustible gaseoso o líquido producido a partir de carbón, formaciones de
esquisto micáceo, arenas de alquitrán o recursos renovables de biomasa (como cosechas agrícolas o
residuos animales), que se emplea como sustituto del petróleo o el gas natural (véase Combustible
gaseoso). Por ejemplo, existen cuatro métodos para convertir carbón en gas o petróleo: 1) la síntesis
de gas, mediante un proceso inventado en la década de 1870, en el que el carbón se pulveriza y se
mezcla con oxígeno y vapor de agua a altas temperaturas y a continuación se purifica; 2) la
carbonización o calentamiento del carbón en ausencia de aire; 3) la extracción, que consiste en
disolver el carbón en un líquido orgánico y exponerlo a hidrógeno; y 4) la hidrogenación, en la que
se combina el carbón con hidrógeno a alta presión, generalmente por la acción de un catalizador.
Una tonelada de carbón puede producir 340 metros cúbicos de gas mediante el método de síntesis;
con los otros métodos puede producir tres barriles de petróleo. Puede extraerse petróleo de algunos
tipos de esquisto micáceo calentando el mineral en ausencia de aire, por un proceso llamado
pirolisis; también puede extraerse petróleo de arenas de alquitrán mezclando la arena con agua
caliente y vapor de agua. El gaseo es una mezcla de gasolina con etanol o metanol; estos alcoholes
pueden destilarse a partir de desechos de madera o de cosechas agrícolas. Todos estos procesos son
todavía demasiado caros para competir comercialmente con los combustibles obtenidos por los
métodos habituales, pero es posible que en el futuro haya que utilizarlos para satisfacer el aumento
de la demanda de energía.
Par que es útil el combustible
Para nosotros, también para las motos y carros.