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Ciencia: ¿qué significa el octanaje de los combustibles?

De los productos derivados del petróleo, la gasolina es con el que tenemos más contacto en nuestra vida diaria

La gasolina es uno de los combustibles de uso más extendido y hace posible que todos los días por el planeta se muevan millones de vehículos.

Aunque su composición varía, principalmente está compuesta de hidrocarburos: compuestos que están formados por la unión de átomos de carbono e hidrógeno.

Además de los hidrocarburos que contiene se le añaden aditivos que la hacen un combustible más eficiente: es decir que aumentan su octanaje, pero, ¿qué quiere decir eso?

Dame más gasolina

En los motores de combustión interna, la energía química de las moléculas del combustible, se convierte en energía mecánica.

Esta transformación de la reacción química de combustión en movimiento sucede a partir de varios pasos dentro del motor.

Primero la gasolina pasa de estado líquido a gaseoso, luego ese vapor de gasolina se mezcla con el oxígeno del aire, necesario para la combustión.

Esta mezcla de gasolina y aire se comprime, entonces una chispa, producida en las bujías del motor, hace que se inicie la combustión. 

Los gases producidos en la combustión hacen que la mezcla de reacción se expanda; así los pistones producen energía mecánica y se mueven.

Alto octanaje

En el proceso de compresión los gases, gasolina y oxígeno, aumentan su temperatura: mientras más se comprimen, más se calientan y eso puede causar que se incendien, incluso sin la chispa de la bujía.

Esto se llama autoignición y aunque el objetivo del motor es la combustión, también queremos que se produzca de la forma más controlada posible, para evitar que se dañe el mecanismo o tenga una potencia menor.

Justamente para esto es que se busca que los combustibles sean mezclas de compuestos de alto octanaje.

El octanaje o número de octanos de un combustible, mide su tendencia a presentar detonaciones: mientras mayor sea el número de octanos, tiene más capacidad antidetonante y por lo tanto mayor eficiencia.

La medida del octanaje está hecha a partir de una escala en la que se usan dos hidrocarburos como referencia de los extremos más alto y más bajo del octanaje: el heptano y el isooctano.

El heptano tiene una alta tendencia a la detonación, por lo que se le asigna el valor de cero octanos, a diferencia del isooctano, en el que es difícil que ocurra esa autoignición y se le asignan 100 octanos.

Tanque lleno

Podemos entender al octanaje como una descripción de la mezcla de hidrocarburos que contiene la gasolina: una mezcla de 95% de isooctano y 5% de heptano, tendrá un octanaje de 95.

Pero las medidas de octanaje no siempre indican la composición: explican cómo se comporta la gasolina en términos de detonación, considerando esos hidrocarburos de referencia. 

Como la escala se estableció con límites arbitrarios, pueden existir combustibles con un octanaje mayor a 100: si su tendencia a la detonación es mucho menor que la del isooctano.

Además, la eficiencia de las gasolinas no solamente se logra con los hidrocarburos de la gasolina: existen aditivos que se usan para aumentar su capacidad antidetonante.

Durante mucho tiempo el antidetonante más usado fue el tetraetilo de plomo: se descontinuó su uso cuando se conocieron los efectos dañinos del plomo, en el ambiente y la salud.

Ahora usamos antidetonantes sin plomo, como el metil-tert-butil-éter o el etanol: estos compuestos favorecen el mezclado de la gasolina con el oxígeno del aire, lo que propicia una combustión más completa y eficiente.

Y aunque se siguen buscando aditivos que hagan gasolinas más eficientes, quizá es tiempo de que empecemos a voltear a ver otras alternativas para generar energía, que no dependan de la combustión.

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