Un combustible es un material que tiene la capacidad de entrar en una reacción de combustión. Con la ayuda de un iniciador, que puede ser una chispa o una muy alta temperatura, el combustible emite una flama con gran cantidad de calor y experimenta un proceso de oxidación. Así se va descomponiendo en otras sustancias más simples.
La considerable energía térmica que se desprende se debe a que se rompen los enlaces en la estructura atómica del combustible. Esta cantidad de energía puede ser posteriormente empleada o transformada para diversos fines útiles para la humanidad. El requisito para que se aproveche al máximo la reacción de combustión es que se realice en un ambiente seco, sin humedad.
Los combustibles pueden presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso y según su composición química será la energía liberada en su reacción. Mientras más compleja sea su estructura, habrá más enlaces a romper por cada molécula, y esto equivale a más energía.
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Tipos de combustibles
Los combustibles se pueden clasificar de acuerdo con su estado físico, y pueden ser:
- Sólidos
- Líquidos
- Gaseosos
Los combustibles sólidos se pueden obtener de yacimientos naturales o de productos fabricados con ellos. Se trata, por ejemplo, del carbón, la hulla, el coque, la madera, la leña, la hojarasca, el papel, el cartón.
Los combustibles líquidos son generalmente compuestos orgánicos y mezclas de ellos que se pueden encontrar como componentes del petróleo. Entre ellos se encuentran el mismo petróleo, la gasolina, el diesel, el alcohol etílico, el alcohol metílico, el keroseno, el aguarrás, entre otros.
Los combustibles gaseosos son sustancias en este estado físico que pueden entrar en combustión. De hecho, es ideal que para una combustión se use un combustible gaseoso, dado que sus partículas presentan una mayor superficie de contacto y pueden iniciarse más rápido.
Usos de los combustibles
Las sustancias que actúan como combustibles están destinadas a entregar una gran cantidad de calor, y es este el que se aprovecha para objetivos como los siguientes:
- Funcionamiento de motores de combustión interna en automóviles.
- Funcionamiento de motor en aviones.
- Impulso de los trenes por medio de la quema de carbón y producción de vapor.
- Impulso de los barcos por medio de la quema de carbón y producción de vapor.
Cocción de los alimentos por medio de la llama de gas natural o gas LP.
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Principales tipos de combustibles
Se describen a continuación los combustibles más comunes, relevantes por tres razones: la cantidad de calor que aportan, la seguridad con que se pueden utilizar y la facilidad para tener acceso a ellos.
Carbón mineral
El carbón mineral es el elemento carbono en un alto grado de pureza. Se origina a partir de los restos vegetales descompuestos al máximo que, por acumularse en zonas pantanosas, lacustres y marinas de profundidad leve, sufrieron la degradación propiciada por condiciones ambientales, como la presión y el calor.
Antracita
La antracita es la forma más pura del carbón mineral, con una proporción de carbono de 95%. Se origina en sitios donde la temperatura constante oscila entre los 170°C y los 250°C, como el subsuelo cercano a las zonas volcánicas. Es un mineral fósil que suele ser escaso, comparado con otros combustibles fósiles como el coque o la hulla.
Coque
El coque es el resultado de la destilación o concentración por pérdida de líquido del carbón bituminoso. Suele emplearse en la industria para calentar grandes cantidades de agua y así producir vapor, el cual se encargará de impulsar turbinas de generación de electricidad; entre otros usos. Antiguamente, se recurría a él para calefacción de los hogares.
Hulla
Es otro combustible constituido principalmente por carbono y otros elementos en una forma mineral. Su proporción de carbono va del 45% al 85% y se divide en tres tipos: hulla grasa o aceitosa, hulla semi-seca y hulla seca.
Gas natural
El gas natural, constituido en su gran mayoría por el hidrocarburo metano CH4, es un combustible ligero que aporta una cantidad de calor adecuada para utilizarse tanto a nivel doméstico como en la industria. Proviene de la descomposición de los antiguos animales y vegetales que al morir quedan depositados en el suelo. Este gas se acumula en yacimientos debajo de la tierra, por lo que su explotación debe ser cuidadosa.
Gas LP
Es el nombre resumido del gas licuado de petróleo, y es la parte más volátil que se obtiene en las torres de su destilación. Contiene aproximadamente un 70% de gas propano y un 30% de gas butano, los cuales al quemarse aportan más energía calorífica que el gas natural al contener más átomos de carbono en sus moléculas.
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Petróleo
Es el líquido de color oscuro conformado por una gran variedad de compuestos orgánicos, cuya mayoría son hidrocarburos. Es el resultado del largo proceso de descomposición de los antiguos seres vivos, que han quedado en capas inferiores del suelo y sometidos a altas presiones. A los combustibles derivados de él se les denomina combustibles fósiles.
El petróleo es materia prima para gran variedad de productos, como:
- Gasolina
- Diesel
- Nafta
- Fuel oil o combustóleo
- Keroseno
- Polímeros plásticos
Gasolina
La gasolina es una mezcla líquida de varios octanos (hidrocarburos con cadenas de ocho carbonos y que pueden estar ramificados). Es derivada del petróleo y el combustible por excelencia para coches, motocicletas, autobuses y más vehículos automotrices que trabajen con motor de combustión interna. La gasolina suele complementarse con aditivos químicos para optimizarla.
Diesel
El diesel es otro combustible derivado del petróleo y se usa en máquinas de compresión-descompresión como los camiones de carga, debido a sus moléculas más pesadas y que aportan una cantidad mayor de calor por el número de enlaces rotos.
Hidrógeno
El hidrógeno es una excepción interesante entre los combustibles en cuanto a que no es una sustancia orgánica. Como elemento puro, se le conserva en estado líquido en envases a alta presión. Al unirse con el oxígeno comburente desprende el calor de su enlace y forma vapor de agua, así que es un combustible no contaminante.
Combustibles nucleares
Los combustibles nucleares son otra excepción. Se trata de elementos químicos radiactivos, cuyos átomos son inestables y por tanto van desprendiendo radiación o partículas (según el elemento), desintegrándose a elementos de inferior masa atómica. La energía desprendida es útil para obtener electricidad, pero es tan peligrosa y cancerígena si se tiene contacto directo con ella.
Es energía no contaminante, pero si surge un pequeño factor que descontrole el reactor nuclear, ocurriría un accidente catastrófico. Entre los elementos aprovechados para obtener energía nuclear se encuentran: el uranio, el plutonio, el polonio, el torio.
40 Ejemplos de combustibles
- Papel
- Cartón
- Madera
- Algodón
- Cáscaras de frutas
- Cáscaras de nueces
- Residuos domésticos
- Carbón vegetal
- Coque
- Antracita
- Leña
- Hojarasca
- Gas natural
- Acetileno
- Etano
- Propano
- Butano
- Pentano
- Hexano
- Heptano
- Gas LP
- Gasolina
- Diesel
- Octano
- Nonano
- Decano
- Petróleo
- Keroseno
- Fueloil o combustóleo
- Hidrógeno
- Neptunio
- Plutonio
- Uranio
- Polonio
- Torio
- Éter etílico
- Alcohol etílico
- Alcohol isopropílico
- Alcohol metílico
- Benceno
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