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"Diesel oil" vuelve a dirigir aquí. No debe confundirse con aceite lubricante para motores diésel.
Un tanque de combustible diesel en un camión.

El combustible diesel / d i z əl / en general es cualquier combustible líquido diseñado específicamente para su uso en motores diesel , cuya ignición del combustible tiene lugar, sin ninguna chispa, como resultado de la compresión de la mezcla de aire de entrada y, a continuación de la inyección de combustible. Por lo tanto, el combustible diesel necesita buenas características de encendido por compresión.

El tipo más común de combustible diesel es un destilado fraccionado específico de fuel oil de petróleo , pero cada vez se desarrollan más alternativas que no se derivan del petróleo, como el biodiesel , biomasa a líquido (BTL) o gas a líquido (GTL) diesel. adoptado. Para distinguir estos tipos, el diesel derivado del petróleo se llama cada vez más petrodiesel en algunos círculos académicos. [1]

En muchos países, el combustible diesel está estandarizado. Por ejemplo, en la Unión Europea, el estándar para combustible diesel es EN 590 . El combustible diesel tiene muchos nombres coloquiales, más comúnmente, simplemente se lo conoce como diesel . En el Reino Unido, el combustible diesel para uso en carretera se abrevia comúnmente DERV , que significa vehículo de carretera con motor diesel , que conlleva una prima fiscal sobre el combustible equivalente para uso no vial . [2] En Australia , el combustible diesel también se conoce como destilado , [3] y en Indonesia , se conoce como Solar , un nombre registrado por la compañía petrolera local Pertamina..

El diésel con contenido ultrabajo de azufre (ULSD) es un combustible diésel con un contenido de azufre sustancialmente reducido . A partir de 2016, casi todo el combustible diesel a base de petróleo disponible en el Reino Unido, Europa continental y América del Norte es de tipo ULSD.

Antes de que se estandarizara el combustible diesel, la mayoría de los motores diesel funcionaban típicamente con fuelóleos baratos; estos fuelóleos todavía se utilizan en motores diésel de embarcaciones. A pesar de estar diseñado específicamente para motores diésel, el combustible diésel también se puede utilizar como combustible para varios motores que no son diésel, por ejemplo, el motor Akroyd , el motor Stirling o calderas para motores de vapor .

Historia [ editar ]

Orígenes [ editar ]

El combustible diesel se originó a partir de experimentos realizados por el científico e inventor alemán Rudolf Diesel para su motor de encendido por compresión que inventó en 1892. Originalmente, Diesel no consideró el uso de ningún tipo específico de combustible, sino que afirmó que el principio de funcionamiento de su motor térmico racional funcionaría con cualquier tipo de combustible en cualquier estado de la materia. [4] Sin embargo, tanto el primer prototipo de motor diesel como el primer motor diesel funcional fueron diseñados únicamente para combustibles líquidos. [5]

Al principio, Diesel probó el petróleo crudo de Pechelbronn , pero pronto lo reemplazó con gasolina y queroseno , porque el petróleo crudo resultó ser demasiado viscoso, [6] siendo el principal combustible de prueba para el motor Diesel el queroseno. [7] Además de eso, Diesel experimentó con diferentes tipos de aceite para lámparas de diversas fuentes, así como con diferentes tipos de gasolina y ligroína , que funcionaron bien como combustibles para motores diesel. Posteriormente, Diesel también probó la creosota de alquitrán de hulla , [8] aceite de parafina , petróleo crudo, gasoil y fuel oil., que finalmente funcionó también. [9] En Escocia y Francia, el aceite de esquisto se utilizó como combustible para los primeros motores diesel de producción de 1898 porque otros combustibles eran demasiado caros. [10] En 1900, la sociedad francesa Otto construyó un motor diesel para su uso con petróleo crudo, que se exhibió en la Exposición de París de 1900 [11] y la Exposición Universal de 1911 en París. [12] El motor en realidad funcionaba con aceite de cacahuete en lugar de aceite crudo, y no fue necesario realizar modificaciones para el funcionamiento con aceite de cacahuete. [11]

Durante sus primeras pruebas de motores Diesel, Diesel también utilizó gas de iluminación como combustible y logró construir diseños funcionales, tanto con inyección piloto como sin ella. [13] Según Diesel, no existía ni una industria productora de polvo de carbón, ni el polvo de carbón fino de alta calidad disponible comercialmente a fines de la década de 1890. Esta es la razón por la que el motor diesel nunca fue diseñado o planeado como un motor de polvo de carbón. [14] Solo en diciembre de 1899, Diesel probó un prototipo de polvo de carbón, que usaba formación de mezcla externa e inyección piloto de combustible líquido. [15] Este motor demostró ser funcional, pero sufrió una falla en el segmento del pistón después de solo unos minutos debido a la deposición de polvo de carbón. [dieciséis]

Desde el siglo XX [ editar ]

Antes de que se estandarizara el combustible diésel, los motores diésel funcionaban normalmente con fuelóleos baratos. En los Estados Unidos, estos se destilaron a partir del petróleo, mientras que en Europa se utilizó aceite de creosota de alquitrán de hulla. Algunos motores diesel incluso se alimentaban con mezclas de varios combustibles diferentes, como gasolina, queroseno, aceite de colza o aceite lubricante, porque no estaban gravados y, por lo tanto, eran baratos. [17] La introducción de motores diésel para vehículos de motor, como el Mercedes-Benz OM 138, en la década de 1930 significó que se necesitaban combustibles de mayor calidad con características de ignición adecuadas. Sin embargo, al principio, no se realizaron mejoras en la calidad del combustible diesel de los vehículos de motor. Finalmente, después de la Segunda Guerra Mundial, se estandarizaron los primeros combustibles diesel modernos de alta calidad. Estos estándares fueron, por ejemplo, los estándares DIN 51601, VTL 9140-001 y NATO F 54. [18] En 1993, la DIN 51601 quedó obsoleta por la nueva norma EN 590, que se ha utilizado en la Unión Europea desde entonces. En las embarcaciones de alta mar, donde la propulsión diésel había ganado preponderancia a fines de la década de 1970 debido al aumento de los costos del combustible causado por la crisis energética de la década de 1970 , los fueloiles pesados baratostodavía se utilizan en lugar del combustible diesel convencional para vehículos de motor. Estos fuelóleos pesados ​​(a menudo llamados Bunker C ) no solo se pueden utilizar en embarcaciones con motor diésel, sino también con vapor. [19]

Tipos [ editar ]

El combustible diesel se produce a partir de diversas fuentes, siendo la más común el petróleo . Otras fuentes incluyen biomasa , grasa animal , biogás , gas natural y licuefacción de carbón .

Diesel de petróleo [ editar ]

Un dispensador de diésel moderno

El diesel de petróleo, también llamado petrodiesel , [20] o diesel fósil es el tipo más común de combustible diesel. Se produce a partir de la destilación fraccionada de petróleo crudo entre 200 y 350 ° C (392 y 662 ° F) a presión atmosférica , lo que da como resultado una mezcla de cadenas de carbono que normalmente contienen entre 9 y 25 átomos de carbono por molécula . [21]

Diésel sintético [ editar ]

Artículo principal: combustible sintético
Ver también: Electrocombustible

El diesel sintético se puede producir a partir de cualquier material carbonoso, incluida la biomasa, el biogás, el gas natural, el carbón y muchos otros. La materia prima se gasifica en gas de síntesis , que después de la purificación se convierte mediante el proceso de Fischer-Tropsch en un diesel sintético. [22]

El proceso generalmente se denomina biomasa a líquido (BTL), gas a líquido (GTL) o carbón a líquido (CTL), según la materia prima utilizada.

El diesel sintético parafínico generalmente tiene un contenido casi nulo de azufre y muy bajo contenido de aromáticos, lo que reduce las emisiones no reguladas [se necesita clarificación ] de hidrocarburos tóxicos, óxidos nitrosos [se necesita clarificación ] y materia particulada (PM). [23]

Biodiesel [ editar ]

Artículo principal: Biodiesel
Biodiesel hecha de soja aceite de

El biodiésel se obtiene a partir de aceites vegetales o grasas animales ( biolípidos ) que son principalmente ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME), y se transesterifica con metanol . Puede ser producido a partir de muchos tipos de aceites, el más común ser de colza (éster metílico de colza, RME) de aceite en Europa y aceite de soja(éster metílico de soja, SME) en EE. UU. El metanol también se puede reemplazar con etanol para el proceso de transesterificación, que da como resultado la producción de ésteres etílicos. Los procesos de transesterificación utilizan catalizadores, como hidróxido de sodio o potasio, para convertir el aceite vegetal y el metanol en biodiésel y los subproductos indeseables glicerina y agua, que deberán eliminarse del combustible junto con las trazas de metanol. El biodiesel se puede usar puro (B100) en motores donde el fabricante aprueba dicho uso, pero se usa más a menudo como una mezcla con diesel, BXX donde XX es el contenido de biodiesel en porcentaje. [24] [25]

El FAME utilizado como combustible se especifica en las normas DIN EN 14214 [26] y ASTM D6751 . [27]

Los fabricantes de equipos de combustible (FIE) han planteado varias preocupaciones con respecto al biodiésel, identificando a FAME como la causa de los siguientes problemas: corrosión de los componentes de inyección de combustible, bloqueo del sistema de combustible de baja presión, mayor dilución y polimerización del aceite del cárter del motor, incautación de la bomba debido a alta viscosidad del combustible a baja temperatura, aumento de la presión de inyección, fallas en los sellos elastoméricos y bloqueo del rociado del inyector de combustible. [28] El biodiésel puro tiene un contenido energético entre un 5% y un 10% inferior al del diésel de petróleo. [29] La pérdida de potencia cuando se utiliza biodiésel puro es del 5 al 7%. [25]

Los ácidos grasos insaturados son la fuente de la menor estabilidad a la oxidación; reaccionan con el oxígeno y forman peróxidos y dan como resultado subproductos de degradación, que pueden causar lodos y lacas en el sistema de combustible. [30]

Como el biodiésel contiene niveles bajos de azufre, las emisiones de óxidos y sulfatos de azufre , componentes principales de la lluvia ácida , son bajas. El uso de biodiesel también resulta en reducciones de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono (CO) y material particulado. Las emisiones de CO utilizando biodiesel se reducen sustancialmente, del orden del 50% en comparación con la mayoría de los combustibles petrodiésel. Se ha descubierto que las emisiones de escape de material particulado del biodiésel son un 30% más bajas que las emisiones totales de material particulado del petrodiésel. Las emisiones de escape de los hidrocarburos totales (un factor que contribuye a la formación localizada de smog y ozono) son hasta un 93% más bajas para el biodiésel que para el combustible diésel.

El biodiésel también puede reducir los riesgos para la salud asociados con el diésel de petróleo. Las emisiones de biodiesel mostraron niveles reducidos de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y compuestos de HAP nitrados, que han sido identificados como carcinógenos potenciales . En pruebas recientes, los compuestos de PAH se redujeron entre un 75% y un 85%, excepto el benz (a) antraceno , que se redujo aproximadamente en un 50%. Los compuestos de nPAH específicos también se redujeron drásticamente con combustible biodiesel, con 2-nitrofluoreno y 1-nitropireno reducidos en un 90%, y el resto de los compuestos de nPAH reducidos a solo niveles traza. [31]

Aceites y grasas hidrogenados [ editar ]

Esta categoría de combustibles diesel implica convertir los triglicéridos del aceite vegetal y las grasas animales en alcanos mediante refinación e hidrogenación , como el H-Bio . El combustible producido tiene muchas propiedades que son similares al diesel sintético y están libres de las muchas desventajas de FAME.

DME [ editar ]

El dimetiléter , DME, es un combustible diésel gaseoso sintético que produce una combustión limpia con muy poco hollín y una reducción de las emisiones de NOx. [24]

Almacenamiento [ editar ]

En los EE. UU., Se recomienda almacenar el diésel en un recipiente amarillo para diferenciarlo del queroseno , que normalmente se guarda en recipientes azules, y de la gasolina (= gasolina), que normalmente se guarda en recipientes rojos. [32] En el Reino Unido, el diesel se almacena normalmente en un contenedor negro, para diferenciarlo de la gasolina sin plomo (que normalmente se almacena en un contenedor verde) y la gasolina con plomo (que se almacena en un contenedor rojo). [33]

Estándares [ editar ]

El motor diesel es un motor de múltiples combustibles y puede funcionar con una gran variedad de combustibles. Sin embargo, el desarrollo de motores diésel de alto rendimiento y alta velocidad para automóviles y camiones en la década de 1930 significó que se necesitaba un combustible adecuado diseñado específicamente para tales motores: el combustible diésel. Para garantizar una calidad constante, el combustible diesel está estandarizado; los primeros estándares se introdujeron después de la Segunda Guerra Mundial. [18] Normalmente, una norma define ciertas propiedades del combustible, como el índice de cetano , la densidad , el punto de inflamación , el contenido de azufre o el contenido de biodiésel. Los estándares de combustible diesel incluyen:

Combustible diesel
  • EN 590 (Unión Europea)
  • ASTM D975 (Estados Unidos)
  • GOST R 52368 (Rusia; equivalente a EN 590)
  • NATO F 54 (OTAN; equivalente a EN 590)
  • DIN 51601 (Alemania Occidental; obsoleto)
Combustible biodiesel
  • EN 14214 (Unión Europea)
  • ASTM D6751 (Estados Unidos)
  • CAN / CGSB-3.524 (Canadá)

Medidas y precios [ editar ]

Número de cetano [ editar ]

Artículo principal: número de cetano

La principal medida de la calidad del combustible diesel es su índice de cetano . Un número de cetano es una medida del retraso de encendido de un combustible diesel. [34] Un índice de cetano más alto indica que el combustible se enciende más fácilmente cuando se rocía en aire comprimido caliente. [34] El diésel de carretera europeo (norma EN 590) tiene un índice de cetano mínimo de 51. En algunos mercados se encuentran disponibles combustibles con índices de cetano más altos, normalmente combustibles diésel "premium" con agentes de limpieza adicionales y algún contenido sintético.

Valor y precio del combustible [ editar ]

Más información: uso y precio de la gasolina y el diésel

Aproximadamente el 86,1% de la masa de combustible diesel es carbono y, cuando se quema, ofrece un poder calorífico neto de 43,1 MJ / kg en comparación con 43,2 MJ / kg de la gasolina. Sin embargo, debido a la mayor densidad, el combustible diesel ofrece una densidad de energía volumétrica más alta: la densidad del combustible diesel EN 590 se define como 0,820 a 0,845 kg / L (6,84 a 7,05 lb / US gal) a 15 ° C (59 ° F ), aproximadamente 9,0-13,9% más que 0,720–0,775 kg / L (6,01–6,47 lb / US gal) de EN 228 gasolina (gasolina) a 15 ° C, lo que debe tenerse en cuenta al comparar precios volumétricos de combustible. El CO
2las emisiones del diésel son de 73,25 g / MJ, un poco más bajas que las de la gasolina con 73,38 g / MJ. [35]

El combustible diesel es generalmente más fácil de refinar a partir del petróleo que la gasolina y contiene hidrocarburos que tienen un punto de ebullición en el rango de 180–360 ° C (356–680 ° F). Se requiere un refinado adicional para eliminar el azufre, lo que contribuye a un costo a veces más alto. En muchas partes de los Estados Unidos y en todo el Reino Unido y Australia, [36] el combustible diesel puede tener un precio más alto que la gasolina. [37] [ aclaración necesaria ] Las razones para el diésel de mayor precio incluyen el cierre de algunas refinerías en el Golfo de México , el desvío de la capacidad de refinación masiva hacia la producción de gasolina y una reciente transferencia a diésel ultrabajo en azufre (ULSD), que causa complicaciones de infraestructura. [38]En Suecia, también se vende un combustible diesel designado como MK-1 (diesel ambiental de clase 1); este es un ULSD que también tiene un contenido de aromáticos más bajo, con un límite del 5%. [39] Este combustible es un poco más caro de producir que el ULSD normal. En Alemania, el impuesto al combustible sobre el combustible diesel es aproximadamente un 28% más bajo que el impuesto al combustible de gasolina.

Fiscalidad [ editar ]

El combustible diesel es muy similar al aceite de calefacción , que se utiliza en la calefacción central . En Europa, Estados Unidos y Canadá, los impuestos sobre el combustible diesel son más altos que sobre el combustible para calefacción debido al impuesto al combustible , y en esas áreas, el aceite para calefacción está marcado con colorantes para combustible y trazas de químicos para prevenir y detectar el fraude fiscal . El diésel "no tributable" (a veces llamado "diésel para todo terreno" o "diésel rojo" debido a su tinte rojo) está disponible en algunos países para su uso principalmente en aplicaciones agrícolas, como combustible para tractores, vehículos recreativos y utilitarios u otros vehículos no comerciales que no utilizan la vía pública. Este combustible puede tener niveles de azufre que exceden los límites para el uso en carreteras en algunos países (por ejemplo, EE. UU.).

Este diesel libre de impuestos se tiñe de rojo para su identificación, [40] y el uso de este combustible diesel libre de impuestos para un propósito típicamente gravado (como conducir), el usuario puede ser multado (por ejemplo, US $ 10,000 en los EE. UU.). En el Reino Unido, Bélgica y los Países Bajos, se conoce como diesel rojo (o gasóleo) y también se utiliza en agricultura.vehículos, tanques de calefacción doméstica, unidades de refrigeración en furgonetas / camiones que contienen artículos perecederos como alimentos y medicinas y para embarcaciones marinas. El combustible diesel o gasóleo marcado se tiñe de verde en la República de Irlanda y Noruega. El término "vehículo de carretera con motor diesel" (DERV) se utiliza en el Reino Unido como sinónimo de combustible diesel de carretera sin marcar. En India, los impuestos sobre el combustible diesel son más bajos que sobre la gasolina, ya que la mayor parte del transporte de cereales y otros productos básicos esenciales en todo el país se realiza con diesel.

Los impuestos sobre el biodiésel en los EE. UU. Varían entre los estados; algunos estados (Texas, por ejemplo) no tienen impuestos sobre el biodiésel y un impuesto reducido sobre las mezclas de biodiésel equivalente a la cantidad de biodiésel en la mezcla, de modo que el combustible B20 se grava un 20% menos que el petrodiésel puro. [41] Otros estados, como Carolina del Norte, gravan el biodiésel (en cualquier configuración mezclada) igual que el petrodiesel, aunque han introducido nuevos incentivos para los productores y usuarios de todos los biocombustibles. [42]

Usos [ editar ]

El combustible diesel se utiliza principalmente en motores diesel de alta velocidad, especialmente motores diesel de vehículos de motor (por ejemplo, automóviles, camiones), pero no todos los motores diesel funcionan con combustible diesel. Por ejemplo, los motores grandes de dos tiempos para embarcaciones suelen utilizar fuelóleos pesados ​​en lugar de diesel, [19] y ciertos tipos de motores diesel, como los motores MAN M-System , están diseñados para funcionar con gasolina con resistencias a golpes de hasta 86 RON. [43] Por otro lado, las turbinas de gas y algunos otros tipos de motores de combustión interna y los motores de combustión externa también pueden diseñarse para tomar combustible diesel.

El requisito de viscosidad del combustible diesel generalmente se especifica a 40 ° C. [34] Una desventaja del combustible diesel en climas fríos es que su viscosidad aumenta a medida que disminuye la temperatura, transformándolo en un gel (ver Ignición por compresión - Gelificación ) que no puede fluir en los sistemas de combustible. El diesel especial de baja temperatura contiene aditivos para mantenerlo líquido a temperaturas más bajas.

Vehículos de carretera [ editar ]

Los camiones y autobuses , que a menudo eran de propulsión automática desde la década de 1920 hasta la de 1950, ahora funcionan casi exclusivamente con motores diésel. Debido a sus características de encendido, el combustible diesel se usa ampliamente en estos vehículos. Dado que el combustible diesel no es adecuado para los motores otto, los automóviles de pasajeros, que a menudo usan motores otto o derivados de otto, generalmente funcionan con gasolina en lugar de combustible diesel. Sin embargo, especialmente en Europa e India, muchos automóviles de pasajeros tienen, debido a una mejor eficiencia del motor, [44] motores diesel y, por lo tanto, funcionan con combustible diesel regular.

Ferrocarril [ editar ]

Ver también: Dieselización y locomotora diésel

El diesel desplazó el carbón y el fuel oil para los vehículos de vapor en la segunda mitad del siglo XX y ahora se utiliza casi exclusivamente para los motores de combustión de los vehículos ferroviarios autopropulsados ​​(locomotoras y vagones). [45] [46]

Aeronaves [ editar ]

Motor de avión diesel Packard DR-980 de 9 cilindros, utilizado en el primer avión con motor diesel

En general, los motores diésel no son adecuados para aviones y helicópteros. Esto se debe a la relación potencia-masa comparativamente baja del motor diesel , lo que significa que los motores diesel suelen ser bastante pesados, lo cual es una desventaja en los aviones. Por lo tanto, hay poca necesidad de usar combustible diesel en aviones, y el combustible diesel no se usa comercialmente como combustible de aviación. En cambio, gasolina ( Avgas ) y combustible para aviones(por ejemplo, Jet A-1). Sin embargo, especialmente en las décadas de 1920 y 1930, se fabricaron numerosos motores diésel de aviones de producción en serie que funcionaban con fuelóleo, porque tenían varias ventajas: su consumo de combustible era bajo, eran confiables, no propensos a incendiarse y requerían un mantenimiento mínimo. . La introducción de la inyección directa de gasolina en la década de 1930 superó estas ventajas y los motores diésel de los aviones dejaron de utilizarse rápidamente. [47] Con las mejoras en las relaciones de potencia a masa de los motores diésel, varios motores diésel de carretera se han convertido y certificado para su uso en aviones desde principios del siglo XXI. Estos motores normalmente funcionan con Jet A-1combustible para aviones (pero también puede funcionar con combustible diesel). Jet A-1 tiene características de encendido similares al combustible diesel y, por lo tanto, es adecuado para ciertos (pero no todos) motores diesel. [48]

Vehículos militares [ editar ]

Hasta la Segunda Guerra Mundial, varios vehículos militares, especialmente aquellos que requerían un alto rendimiento del motor ( vehículos de combate blindados , por ejemplo, los tanques M26 Pershing o Panther ), usaban motores otto convencionales y, por lo tanto, funcionaban con gasolina. Desde la Segunda Guerra Mundial, se han fabricado varios vehículos militares con motores diésel, capaces de funcionar con combustible diésel. Esto se debe a que los motores diésel consumen menos combustible y el combustible diésel es menos propenso a incendiarse. [49] Sin embargo, algunos de estos vehículos diésel (como el Leopard 1 o el MAN 630 ) todavía funcionaban con gasolina, y algunos vehículos militares todavía se fabricaban con motores otto (p. Ej., Ural-375 oUnimog 404 ), incapaz de funcionar con combustible diesel.

Tractores y equipo pesado [ editar ]

Los tractores y equipos pesados ​​de hoy en día funcionan en su mayoría con motores diésel. Entre los tractores, solo las clases más pequeñas también pueden ofrecer motores de gasolina. La dieselización de tractores y equipo pesado comenzó en Alemania antes de la Segunda Guerra Mundial, pero fue inusual en los Estados Unidos hasta después de esa guerra. Durante las décadas de 1950 y 1960, también progresó en los EE. UU. El combustible diesel se usa comúnmente en equipos de extracción de petróleo y gas, aunque en algunos lugares se utilizan equipos eléctricos o de gas natural.

Tractores y equipos pesados a menudo se multicombustible en los años 1920 a través de los años 1940, que ejecuta los motores de encendido y de baja compresión, motores akryod, o motores diesel. Por lo tanto, muchos tractores agrícolas de la época podían quemar gasolina, alcohol , queroseno y cualquier grado ligero de fueloil , como el aceite para calefacción o el aceite para vaporización del tractor., según lo que sea más asequible en cualquier región en un momento dado. En las granjas estadounidenses durante esta era, el nombre "destilado" a menudo se refería a cualquiera de los fuelóleos ligeros antes mencionados. Los motores de encendido por chispa no arrancaban tan bien con destilado, por lo que normalmente se usaba un pequeño tanque de gasolina auxiliar para el arranque en frío, y las válvulas de combustible se ajustaban varios minutos más tarde, después del calentamiento, para cambiar a destilado. Accesorios de motor como vaporizadores y cubiertas de radiadorTambién se utilizaron, ambos con el objetivo de capturar calor, porque cuando un motor de este tipo funcionaba con destilado, funcionaba mejor cuando tanto él como el aire que inhalaba eran más cálidos que a temperatura ambiente. La diésel con motores diésel dedicados (alta compresión con inyección de combustible mecánica y encendido por compresión) sustituyó a dichos sistemas e hizo un uso más eficiente del combustible diésel que se quemaba.

Otros usos [ editar ]

Se ha utilizado combustible diesel de mala calidad como agente de extracción para la extracción líquido-líquido de paladio a partir de mezclas de ácido nítrico . [50] Este uso se ha propuesto como un medio para separar el paladio, producto de fisión, del refinado PUREX, que procede del combustible nuclear usado . [50] En este sistema de extracción por solvente, los hidrocarburos del diesel actúan como diluyentes mientras que los di alquil sulfuros actúan como extractantes. [50] Esta extracción funciona mediante un mecanismo de solvatación . [50] Hasta ahora, nose ha construidoni una planta piloto ni una planta a gran escala para recuperar paladio, rodio o rutenio de los desechos nucleares creados por el uso de combustible nuclear . [51]

El combustible diesel también se usa a menudo como ingrediente principal en el fluido de perforación de lodo a base de aceite. [52] La ventaja de usar diesel es su bajo costo y su capacidad para perforar una amplia variedad de estratos difíciles, incluidas las formaciones de esquisto, sal y yeso. [52] El lodo de diesel-oil se mezcla típicamente con hasta un 40% de agua salada. [53] Debido a preocupaciones por la salud, la seguridad y el medio ambiente, el lodo de aceite diesel a menudo se reemplaza con fluidos de perforación a base de aceite de grado alimenticio vegetal, mineral o sintético, aunque el lodo de aceite diesel todavía se usa ampliamente en ciertas regiones. [54]

Durante el desarrollo de motores de cohetes en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial , el combustible diesel J-2 se utilizó como componente de combustible en varios motores, incluido el BMW 109-718 . [55] El combustible diesel J-2 también se utilizó como combustible para motores de turbina de gas. [55]

Análisis químico [ editar ]

Composición química [ editar ]

El diesel no se mezcla con agua.

En los Estados Unidos, el diesel derivado del petróleo está compuesto por aproximadamente un 75% de hidrocarburos saturados (principalmente parafinas, incluidas n , iso y cicloparafinas ) y un 25% de hidrocarburos aromáticos (incluidos naftalenos y alquilbencenos ). [56] La fórmula química promedio para el combustible diesel común es C 12 H 23 , que varía aproximadamente entre C 10 H 20 y C 15 H 28 . [57]

Propiedades químicas [ editar ]

Más información: Escape de diésel y Gel point (petróleo)

La mayoría de los combustibles diesel se congelan a temperaturas invernales comunes, mientras que las temperaturas varían mucho. [58] El petrodiesel típicamente se congela a temperaturas de −8,1 ° C (17,5 ° F), mientras que el biodiesel se congela a temperaturas de 2 ° a 15 ° C (35 ° a 60 ° F). [58] La viscosidad del diesel aumenta notablemente a medida que disminuye la temperatura, transformándolo en un gel a temperaturas de -19 ° C (-2.2 ° F) a -15 ° C (5 ° F), que no puede fluir en los sistemas de combustible. Los combustibles diesel convencionales se vaporizan a temperaturas entre 149 ° C y 371 ° C. [34]

Los puntos de inflamación del diesel convencional varían entre 52 y 96 ° C, lo que lo hace más seguro que la gasolina e inadecuado para motores de encendido por chispa. [59] A diferencia de la gasolina, el punto de inflamación de un combustible diesel no tiene relación con su desempeño en un motor ni con sus cualidades de encendido automático. [34]

Peligros [ editar ]

Ver también: escape diesel

Partículas [ editar ]

Más información: PM10 / PM2.5

Los motores diésel utilizan una mezcla global pobre (λ> 1) pero heterogénea, que puede provocar la formación de mezclas locales ricas (λ <1). Si las mezclas locales se vuelven tan ricas como λ <0.6, y la temperatura está entre 1.600–1.800 K (1.330–1.530 ° C; 2.420–2.780 ° F), el hollín se forma ampliamente. Luego, el hollín se mezcla con los hidrocarburos para formar partículas . [60] Este proceso funciona con prácticamente cualquier combustible líquido que contenga carbono, incluido el combustible diesel.

Peligros ambientales del azufre [ editar ]

En el pasado, el combustible diesel contenía mayores cantidades de azufre . Las normas de emisión europeas y los impuestos preferenciales han obligado a las refinerías de petróleo a reducir drásticamente el nivel de azufre en los combustibles diesel. En la Unión Europea, el contenido de azufre se ha reducido drásticamente durante los últimos 20 años. El combustible diesel para automóviles está cubierto en la Unión Europea por la norma EN 590 . En la década de 1990, las especificaciones permitían un contenido máximo de azufre de 2000 ppm, que se redujo a un límite de 350 ppm a principios del siglo XXI con la introducción de las especificaciones Euro 3. El límite se redujo con la introducción de Euro 4 en 2006 a 50 ppm ( ULSD, Diésel de azufre ultrabajo). El estándar para gasóleo vigente en Europa a partir de 2009 es el Euro 5, con un contenido máximo de 10 ppm. [61]

Estándar de emisiónPor últimoContenido sulfurosoNúmero de cetano
Euro 11 de enero de 1993máx. 2000 ppmmin. 49
Euro 21 de enero de 1996máx. 500 ppmmin. 49
Euro 31º de enero de 2001máx. 350 ppmmin. 51
Euro 41. Enero de 2006máx. 50 ppmmin. 51
Euro 51 de enero de 2009máx. 10 ppmmin. 51

En los Estados Unidos, se han adoptado normas de emisiones más estrictas con la transición a ULSD a partir de 2006, y se vuelven obligatorias el 1 de junio de 2010 (ver también escape diésel ).

Contaminación de algas, microbios y agua [ editar ]

Artículo principal: contaminación microbiana del combustible diesel

Ha habido mucha discusión y malentendidos sobre las algas en el combustible diesel. Las algas necesitan luz para vivir y crecer. Como no hay luz solar en un tanque de combustible cerrado, ninguna alga puede sobrevivir, pero algunos microbios pueden sobrevivir y alimentarse del combustible diesel. [62]

Estos microbios forman una colonia que vive en la interfaz del combustible y el agua. Crecen bastante rápido en temperaturas más cálidas. Incluso pueden crecer en climas fríos cuando se instalan calentadores de tanque de combustible. Partes de la colonia pueden romperse y obstruir las líneas de combustible y los filtros de combustible. [63]

El agua en el combustible puede dañar una bomba de inyección de combustible ; algunos filtros de combustible diesel también atrapan agua. La contaminación del agua en el combustible diesel puede provocar congelación mientras está en el tanque de combustible. El agua helada que satura el combustible a veces obstruye la bomba del inyector de combustible. [64] Una vez que el agua dentro del tanque de combustible ha comenzado a congelarse, es más probable que se produzca gelificación. Cuando el combustible se gelifica, no es eficaz hasta que se eleva la temperatura y el combustible vuelve a un estado líquido.

Peligro en la carretera [ editar ]

El diesel es menos inflamable que la gasolina / gasolina . Sin embargo, debido a que se evapora lentamente, cualquier derrame en una carretera puede representar un riesgo de resbalón para los vehículos. [65] Una vez que las fracciones ligeras se han evaporado, queda una mancha grasienta en la carretera que reduce el agarre y la tracción de los neumáticos y puede hacer que los vehículos patinen. La pérdida de tracción es similar a la encontrada en el hielo negro , lo que resulta en situaciones especialmente peligrosas para los vehículos de dos ruedas, como motocicletas y bicicletas , en las rotondas .

Ver también [ editar ]

  • Mezclas comunes de combustible de etanol
  • Biodiesel
  • Carreras de automóviles diesel
  • Dieselización
  • Equivalente de galones de gasolina
  • Vehículo híbrido
  • Combustible líquido
  • Lista de automóviles diesel
  • Turbodiésel
  • Estados Unidos contra Imperial Petroleum

Referencias [ editar ]

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Lectura adicional [ editar ]

  • LD Danny Harvey, 2010, "Energía y la nueva realidad 1: Eficiencia energética y demanda de servicios energéticos", Londres: Routledge-Earthscan, ISBN 1-84407-912-0 , 672 págs .; ver [2] , consultado el 28 de septiembre de 2014. 

Enlaces externos [ editar ]

  • Administración de Seguridad y Salud Ocupacional del Departamento de Trabajo de EE. UU .: Temas de seguridad y salud: Escape de diésel