Combustible de aviacin
Introduccin El combustible de aviacin es un tipo de combustible
derivado del queroseno utilizado para accionar los motores de
reaccin o turbinas de gas de los aviones. Est compuesto de una
mezcla de diferentes hidrocarburos en diversas proporciones, sin
embargo, cundo fue creado este tipo de combustible?Todo comenz
cuando Hans Von Ohain en Alemania, construy un motor de reaccin que
utiliz en un avin el 27 de agosto de 1939. Poco despus, Frank
Whittle, ingeniero aeronutico y militar britnico, desarroll su
propio motor de reaccin, pero fue utilizado para volar un avin
hasta el 14 de mayo de 1941. Los primeros motores de reaccin fueron
utilizados en la Segunda Guerra Mundial, pero debido a la escases
que hubo de gasolina por la guerra, Whittle utiliz queroseno para
echar a andar su motor, el cual, sigue siendo el combustible
principalmente utilizado por las aerolneas y flotas militares del
mundo. El primer combustible de avin (del ingls, Jet Propellant 1 o
JP-1) fue desarrollado a finales de la Segunda Guerra Mundial. A
pesar de que el combustible funcionaba, los militares comenzaron a
buscar formas de mejorarlo y de este modo, mejorar el
funcionamiento de sus aviones. Otras variaciones incluyeron el JP-2
(muy inflamable) y JP-3, el cual tena problemas de bloqueo de vapor
y prdida de combustible. Ms adelante, aparece el JP-4 con una
mezcla de queroseno y gasolina que reflej muy buenos resultados y
fue utilizado por la fuerza area de los Estados Unidos de 1951
hasta mediados de 1990. Este combustible fue similar al combustible
Jet B utilizado por los aviones particulares. La fuerza area cambi
del JP-4 al J-8 en los aos 90, y fue desarrollada en 1978. Tiene un
punto de inflamacin ms alto que el JP-4 y es menos carcingeno. Su
formulacin es similar al Jet A-1, que ahora es utilizado por
aviones comerciales. As pues, sta es una pequea parte de la
historia y proceso del desarrollo del combustible que hoy en da se
utiliza para la aviacin.
http://www.sadi.mx/blog/item/16-el-primer-combustible-de-aviacionPor
qu los aviones usan queroseno en lugar de diesel de automocin?La
principal caracterstica que distingue al queroseno de aviacin
respecto al gasleo de automocin es el punto de congelacin. El
queroseno no se congela a no ser que la temperatura descienda por
debajo de -47 grados.Adems, otra de las diferencias respecto al
combustible utilizado en vehculos es su pureza, que viene definida
por una elevada estabilidad trmica y una cantidad de partculas muy
reducida.Adems, el uso de aditivos en el queroseno est muy
restringido por la normativa de aviacin. Solo se permiten ciertos
antioxidantes, mejoradores de conductividad elctrica, mejoradores
de lubricidad y desactivadores de metales. Eso s, todos deben estar
previamente homologados.Pero el queroseno no es el nico combustible
que pueden utilizar los aviones. Las avionetas con motores de
encendido por chispa utilizan avgas (aviation gasoline). La ms
utilizada es la 100 LL (Low Lead, o baja en plomo), sobre todo en
motores sobrealimentados. La principal diferencia respecto a las
gasolinas de automocin es que contiene plomo tetraetilo y su
octanaje es de 100 en lugar de 95.Marco tericoQu son las
gasolinas?Las gasolinas son derivados del petrleo y son conocidas
como hidrocarburos alifticos. En otras palabras, las gasolinas estn
compuestas por molculas que agrupan tomos de carbono e hidrgeno
ordenados en forma de cadenas. Las cadenas de la gasolina tienen de
siete a once tomos de carbono en cada cadena. Las ms conocidas
configuraciones son Heptano (siete tomos de carbono y 16 de
hidrgeno), Octano (8 y 18), Nonano (9 y 20) y Decano (10 y 22).Un
galn de gasolina contiene alrededor de 132 por 10 elevado a la
sexta potencia de Joules de energa, lo cual equivale a 125.000 BTU
o 36.659 vatios / hora.Si fuese posible que los seres humanos
pudiesen digerir gasolina, un galn de ella contendra la energa
equivalente a 110 hamburguesas McDonalds, es decir, aproximadamente
31.000 caloras alimenticias.De dnde vienen las gasolinas?Las
gasolinas son destilados del petrleo. Este lquido est compuesto por
cadenas hidrocarbonadas y los tomos de carbono se agrupan en
cadenas de diferentes longitudes. Sucede que las diferentes cadenas
de carbono de diferentes longitudes se comportan de diferentes
formas y exhiben diferentes comportamientos y caractersticas. Por
Ej.: la cadena formada por un tomo de carbono y cuatro tomos de
hidrgeno (CH4) es conocida con el nombre de Metano, este gas es tan
liviano como el Helio. A medida que las cadenas se alargan se
vuelven ms pesadas.La primeras cuatro cadenas: Metano (CH4), Etano
(C2H6), Propano (C3H8) y Butano (C4H10) son gases y hierven a -107,
-67, -43, y -18 grados centgrados respectivamente. Las cadenas
hasta C18H32 son lquidos a temperatura ambiente y las cadenas por
encima de C19 son slidos tambin a temperatura ambiente.Las
diferentes cadenas tienen progresivamente mayores puntos de
ebullicin, de manera que pueden ser fcilmente separadas por
destilacin. Esto es lo que hace una refinera, calientan el petrleo
a diferentes temperaturas y las cadenas son extradas de acuerdo a
su temperatura de vaporizacin en una torre de destilacin. Otro
procedimiento ms complejo es el denominado "cracking cataltico" en
el cual, y utilizando catalizadores, se transforman las molculas en
otras menos complejas que resultan en nuevos productos.Las cadenas
de cinco tomos de carbono (C5), las C6 y C7 son muy ligeras y
fcilmente vaporizables, son lquidos claros llamados Naftas, son
utilizados como solventes para lavado al seco, para pinturas y como
vehculos para productos de secado rpido.Las cadenas desde C7H16
hasta C11H24 son mezcladas y utilizadas para las gasolinas. Todas
ellas tienen temperaturas de vaporizacin inferiores a las del agua.
Por eso es que al verter gasolina se evapora tan rpidamente.La
siguiente cadena es el Kerosn (de ah se deriva el Jet Fuel) en el
rango de C12 a C15, seguido por el diesel y los aceites ms pesados
como el utilizado para las estufas de calentamiento de
hogares.Luego siguen los aceites lubricantes. Estos aceites no se
vaporizan a temperatura ambiente. Por ejemplo, el aceite lubricante
de un motor puede trabajar todo el da a temperaturas de 121 grados
centgrados sin presentar ningn tipo de vaporizacin. Los aceites van
de rangos muy livianos (como el aceite 3 en 1 o SAE 10) pasando por
diferentes viscosidades de aceite de motor hasta los aceites
pesados ideales para lubricacin de cajas de engranajes y
diferenciales y grasas semi-slidas.Las cadenas por encima de C20
toman caractersticas de slidos, como ejemplos podemos citar las
ceras parafinadas y los bitmenes asflticos utilizados en las
carreteras.Todo esto proviene del petrleo y por eso son llamados
combustibles fsiles y aceites minerales. La diferencia radica en
las longitudes de las cadenas hidrocarbonadas.Qu significa el
Octanaje en la gasolina?El octanaje de la gasolina le dice a Ud.
cuanto la mezcla puede ser comprimida antes de que explote o se
encienda espontneamente por efecto de la misma compresin, (recuerde
la leyes de Boyle-Mariotte y como los gases se calientan al ser
comprimidos, recuerde tambin que los motores diesel o motores de
avion no utilizan bujas pues la mezcla se enciende espontneamente
por el incremento de temperatura resultante de la compresin).El
rgimen de compresin de su motor determina el grado de octanaje
requerido de la gasolina requerida por el motor de su avin o
vehculo. Una de las formas de incrementar la potencia de un motor
de combustin interna es incrementar el rgimen de compresin. De
manera que los motores de alta cilindrada requieren gasolinas de
alto octanaje.El nombre Octano proviene del siguiente hecho: Cuando
Ud. toma petrleo y lo destila termina obteniendo cadenas
hidrocarbonadas de diferentes longitudes. Estas cadenas pueden ser
separadas unas de otras y mezcladas para formar diferentes
combustibles. Por ejemplo, el Metano, Propano y Butano son
diferentes hidrocarburos y toman forma de gases. El Metano tiene un
solo tomo de carbono. El Propano tiene tres tomos de carbono y as
sucesivamente hasta llegar al Heptano con siete tomos y al Octano
con ocho tomos que ya toman formas lquidas y son denominados
gasolinas.El Heptano maneja la compresin de una manera muy pobre.
Solamente un poco de compresin y se enciende o explota
espontneamente. El Octano se comporta muy bien ante la compresin
pues no se enciende fcilmente, aun ante grandes regmenes de
compresin.La gasolina de 87 Octanos contiene 87 % de Octano y 13 %
de Heptano (o algunas otras combinaciones de combustibles que
tienen las mismas caractersticas). Esta mezcla slo se enciende
espontneamente a un rgimen de compresin establecido y puede ser
usado solo en motores que no excedan ese rgimen de compresin.
(Observen que en estas gasolinas no se utilizan derivados del plomo
como antidetonante y son ms costosas de procesar). Las gasolinas
para motores de aviacin general tpicamente estn formuladas para
octanajes de 100 hasta 130 octanos.Aditivos de las GasolinasDurante
la segunda guerra mundial se descubri que al agregar un qumico
denominado tetra-etilo de plomo mejoraba sustancialmente el
octanaje o poder antidetonante de la gasolina. De esta forma se
podan utilizar gasolinas ms baratas al agregarlo. Esto llev a la
utilizacin del trmino de gasolinas con plomo. Se sigui utilizando
el trmino octanaje como medida del poder antidetonante, aun y
cuando ahora tenia ms relacin con el contenido de tetra-etilo de
plomo que con la adicin de gasolinas tipo octano.Sin embargo, estas
gasolinas con aditivos de plomo tienen sus desventajas: 1. daan los
convertidores catalticos que eliminan los contaminantes de los
gases de escape y 2. Los derivados del plomo son altamente txicos.
De hecho, los derivados de plomo de las gasolinas son absorbidos a
travs de la piel y son acumulativos, es decir, el cuerpo humano no
los elimina.Cuando las leyes de proteccin del ambiente, en los
pases ms desarrollados, comenzaron a prohibir el uso de derivados
de plomo en las gasolinas, el precio de estas se increment porque
las refineras ahora no podan utilizar gasolinas baratas.Otro
aditivo comn ahora en las gasolinas es MTBE, es la abreviacin de
metyl tertiary butyl ter, es sin muchas explicaciones una molcula
creada a partir de una variedad de alcohol llamado metanol. Este
compuesto se agrega a la gasolina por dos razones: 1. Mejora el
octanaje y 2. Acta como un oxigenante, al agregar oxigeno a la
reaccin qumica cuando se quema la gasolina reduce la cantidad de
gases y mezclas de hidrocarburos no quemados. Tambin al agregar un
tomo de oxigeno al txico monxido de carbono lo convierte en dixido
de carbono que no daa la salud, aunque contribuye al efecto
invernadero.El MTBE se comenz a utilizar mas extensivamente en
Estados Unidos cuando entr en efecto el acta de aire limpio en 1990
como una forma de limitar la contaminacin atmosfrica. Este tipo de
gasolinas, especialmente formuladas, contiene entre 10 y 15 % de
MTBE.El mayor problema con este compuesto es que se sospecha que es
altamente carcingeno y se mezcla fcilmente con el agua. Si un
tanque de gasolina subterrneo comienza a fugar puede contaminar ros
y arroyos.El compuesto ms probable para reemplazar al MTBE es el
etanol, es una variedad de alcohol ms costosa de producir que el
MTBE pero no representa un peligro cancergeno.
