¿Alguna vez te has preguntado ¿Qué tipo de energía tiene la gasolina? La respuesta puede sorprenderte.
Aunque muchas personas pueden pensar en la gasolina como un material energéticamente inerte, en realidad contiene una gran cantidad de energía potencial esperando ser liberada, y esta energía es responsable de mucho más que proporcionar energía para los motores de combustión interna en los automóviles.
Si se utiliza correctamente, también puede actuar como fuente de fenómenos eléctricos. En este artículo analizaremos en detalle qué partículas componen la gasolina, cómo producen diferentes tipos de energía y por qué conocer sus propiedades es tan importante para desarrollar nuevas fuentes de energía renovables.
Entonces, si desea obtener más información sobre los conceptos detrás de los combustibles domésticos como la gasolina, ¡siga leyendo!
¿Que tipo de energia tiene la gasolina?
Los combustibles son materiales que pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos, y liberan energía a través de la combustión, generando tanto energía luminosa como calorífica. Entre ellos, podemos encontrar los siguientes tipos:
Combustibles gaseosos: incluyen hidrocarburos como metano, etano, butano, entre otros.
Combustibles líquidos: derivados del petróleo, como gasóleo, gasolina, queroseno, y también alcoholes como metanol, etanol, entre otros.
Combustibles sólidos: incluyen carbón (tanto mineral como vegetal), coque y biomasa.
Además, también se consideran combustibles el uranio 235 y el plutonio 239, los cuales son utilizados en reacciones nucleares.
Existe otra clasificación de los combustibles, que se divide de la siguiente manera:
Combustibles fósiles: son materiales formados en épocas muy antiguas y se consideran fuentes de energía no renovables. Los principales combustibles fósiles son el carbón, el petróleo y el gas natural.
Biocombustibles: son materiales obtenidos de seres vivos y se consideran una alternativa más sostenible.
¿Qué tipo de energía es la gasolina?
La gasolina, conocida también como nafta y bencina, es un combustible altamente energético que desempeña un papel crucial como medio de intercambio energético.
Se utiliza ampliamente como combustible en numerosos motores de combustión interna, especialmente en automóviles.
La gasolina se obtiene mediante un proceso de destilación fraccionada del petróleo crudo, que lo descompone en varios productos derivados. Posteriormente, el producto final se distribuye a través de tuberías hasta las estaciones de servicio.
La gasolina es esencial para el funcionamiento de la mayoría de los vehículos de motor. De hecho, es uno de los productos derivados del petróleo más ampliamente utilizados, representando aproximadamente la mitad de todos los productos petrolíferos.
Por otro lado, el diésel constituye aproximadamente el 20%, mientras que el queroseno (utilizado como combustible para aviones) representa alrededor del 8%.
El precio de la gasolina puede variar significativamente en diferentes partes del mundo, lo que afecta el costo de operación de un vehículo.
Además, la economía mundial está cada vez más vinculada a la producción y los precios del petróleo, lo que tiene un impacto directo en nuestro nivel de vida.
¿Qué tipo de energía tiene la gasolina de un coche?
En relación a los motores térmicos, conocidos como ICE en inglés, me gustaría abordar algunos aspectos, aunque espero que cualquier experto en el tema me corrija si me equivoco en algún punto. Aquí hay algunos puntos a considerar:
La energía del vehículo se almacena en el depósito de combustible en forma de energía química. Para extraer esta energía, se requiere su combustión, ya que la mayoría de los combustibles fósiles funcionan de esta manera.
Sin embargo, esta primera transformación de energía química a térmica no tiene un rendimiento del 100%. La cantidad de CO2 generado se puede equiparar al rendimiento de la combustión, ya que el CO2 se produce en combustiones incompletas.
La energía térmica generada durante la combustión se utiliza como fuente de calor, mientras que la temperatura ambiente se considera como fuente de frío.
Siguiendo el ciclo termodinámico de Carnot, es posible calcular el rendimiento máximo de los motores térmicos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que los rendimientos de los motores varían según la época y la ubicación geográfica, ya que la temperatura en Alaska no es la misma que en Arizona.
Menciono dos lugares del mismo país para ilustrar esta variación. Los fabricantes suelen especificar un rendimiento fijo para los motores, pero es importante tener en cuenta las condiciones reales de operación.
En resumen, la energía térmica de la combustión se transforma en energía mecánica mediante una máquina térmica con un rendimiento determinado.
Esta energía mecánica, en todos los casos excepto en el ciclo Wankel, se presenta como un movimiento alternativo que debe ser convertido en movimiento rotativo mediante el sistema biela-manivela.
Me gustaría destacar esta transformación porque considero que es un punto de inflexión que a menudo se pasa por alto. Aunque la conversión del movimiento lineal de los pistones al movimiento rotativo del cigüeñal puede ser satisfactoria, es poco probable que el rendimiento sea del 100%.
Por lo tanto, existen pérdidas de energía (por pequeñas que sean) que no se presentan en el ciclo Wankel (aunque este último tenga otras desventajas).
Por último, la energía mecánica rotativa se transfiere a las ruedas a través del sistema de transmisión, con una eficiencia que varía según la marcha engranada. Al igual que en los puntos anteriores, a pesar de la calidad de la transmisión, siempre habrá pérdidas inevitables de energía.
De manera esquemática, estos “flujos de energía” se pueden representar como se muestra en la siguiente imagen.
En esta ilustración, he supuesto que todas las pérdidas son iguales (aunque sabemos que no lo son) y he agrupado las pérdidas mecánicas (los dos últimos puntos mencionados) para simplificar.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que los rendimientos de la combustión y de la mecánica no alcanzan el 100%, por lo que el rendimiento global se asemejaría a un ciclo térmico que, según los fabricantes, en muchos casos no supera el 50%.
¿Qué tipo de energía posee la gasolina cinética o potencial?
La energía contenida en los combustibles es energía potencial. Todos los componentes químicos presentes en los alimentos que consumes, en las pilas y en el combustible utilizado para los vehículos, contienen esta forma de energía.
Cuando ingieres alimentos y pasan por tu sistema digestivo, tu cuerpo convierte la energía potencial de la comida en energía cinética, la cual utilizas para mover tus músculos.
Cuando se quema combustible, como la gasolina en un motor, la energía potencial química del mismo se transforma en energía cinética en el motor, lo que hace que el vehículo se ponga en marcha.
La energía potencial también puede convertirse en energía eléctrica. Por ejemplo, una presa hidroeléctrica retiene agua a cierta altura sobre la superficie de la Tierra, almacenando así energía potencial gravitacional en el agua retenida por la presa.
Cuando el agua se libera, su energía potencial se convierte en energía cinética, la cual hace girar las aspas de una turbina de agua en un generador.
De esta manera, la energía potencial original almacenada en el agua de la presa se transforma en energía mecánica y luego se convierte en energía eléctrica.
¿Qué tipo de energía se transforma en la combustión de la gasolina?
En todo motor de combustión, ya sea de gasolina o diésel, se requiere una serie de piezas o componentes para convertir la energía química en energía mecánica. Algunos de estos componentes son:
Bloque del motor: esta es la pieza principal y determinante para establecer la cilindrada de un vehículo. Dentro del bloque se encuentran los cilindros, por donde se desplazan los pistones hacia arriba y hacia abajo.
Pistones: su función es mover los gases. Están fabricados en una sola pieza y se les añaden segmentos en su perímetro. La cabeza de los cilindros suele tener diferentes formas para permitir el cambio de compresión contra la culata o dejar espacio para las válvulas abiertas. Su movimiento vertical impulsa el cigüeñal a través de las bielas, convirtiendo así el fluido en energía mecánica.
Cigüeñal: es el punto de unión donde convergen las bielas, las cuales se conectan a los pistones mediante bulones. Tiene una forma irregular y se encarga de sincronizar el movimiento de los pistones. La energía generada se transfiere al cigüeñal y luego se envía a la cadena cinemática.
Cárter: se encuentra en la parte inferior del motor y tiene forma de bañera. Es donde se acumula el aceite que lubrica y enfría los diversos componentes internos del motor.
Culata: a diferencia del cárter, se encuentra en la parte superior del motor. Aquí se alojan otros componentes como la válvula de admisión, la válvula de escape, los muelles y la cámara de combustión.
¿Cómo se clasifica la gasolina?
La clasificación de este combustible se basa en su nivel de octanaje. Para determinar dicho valor, se realizan pruebas en un motor monocilíndrico, de las cuales se obtienen dos parámetros diferentes.
El método de medición de octanaje más utilizado a nivel mundial es el “Research Octane Number” (RON), que se determina mediante una prueba a una velocidad de 600 revoluciones por minuto (rpm) y a una temperatura de entrada de aire de 51.7 °C.
El octanaje se refiere a la capacidad antidetonante, es decir, al control que se tiene sobre la combustión dentro de un motor para aprovechar al máximo la energía liberada.
Por otro lado, el MON (Motor Octane Number), o simplemente M, se obtiene mediante una prueba en una máquina operada a una velocidad de 900 rpm y con una temperatura de entrada de aire de 149 °C.
Para fines de comercialización y distribución de las gasolinas, los productores determinan el octanaje comercial (NOC) como el promedio de los números de octano de investigación (RON) y de octano del motor (MON), de la siguiente manera:
En la actualidad, en México se comercializan productos sin plomo, como la Gasolina Magna, que es equivalente a la Regular Unleaded, y la Gasolina Premium, que tiene características similares a la conocida como Premium en el mercado internacional.
Su característica principal es su nivel de octanaje: la Gasolina Premium tiene un octanaje de 92 y la Gasolina Magna de 87. El octanaje también se refiere a la medida de la capacidad de arder de manera uniforme, sin detonación.
El índice de octanos requerido por un motor está directamente relacionado con su nivel de compresión, que es la relación entre el volumen de la cámara de combustión y el del cilindro, sumado al volumen de la propia cámara.
Conclusión:
En conclusión, la gasolina es un tipo de combustible fósil que contiene energía química. Cuando se quema, la energía se libera en forma de calor y luz. Esta energía puede ser aprovechada y utilizada para alimentar vehículos y otras máquinas.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que la gasolina es un recurso no renovable y su uso tiene impactos ambientales negativos.
Por lo tanto, es esencial explorar fuentes alternativas de energía que sean sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Si deseas más información visita el sitio web Elpoderestuyo.mx.