Denominamos como combustible a cualquier tipo de material o producto que tengan la capacidad de liberar energía cuando experimenta un proceso químico de oxidación predominantemente violenta, que tienen como consecuencia el desprendimiento de energía. estos combustibles contienen importantes cantidades de energía potencial que es liberada en forma de calor (energía térmica), misma que se puede utilizar ya sea térmicamente o como energía mecánica tras una transformación.
En la mayoría de las ocasiones los combustibles presentan carbono en forma de dióxido de carbono, y algún otro compuesto químico. Estos pueden presentarse en forma líquida, gaseosa o sólida, como en los casos de combustibles muy comunes como la madera y el carbón (sólidos), el gas LP y el gas natural (gases), la gasolina, el diesel y el petróleo (líquidos), que utilizamos cotidianamente en la vida diaria, para que puedan funcionar automóviles, camiones, trenes, aviones, barcos, permiten que funcionen las fábricas, o la calefacción de la casa entre otros muchos usos que les damos.
Otro tipo de combustibles son aquellos que los organismos vivos necesitan para mantener sus propias actividades vitales, es el caso de los azúcares, hidratos de carbono y almidones que utilizan las plantas y los animales para el mantenimiento de sus funciones biológicas.
Los diversos tipos de combustibles se pueden clasificar según varios criterios, por ser sólidos, líquidos, o gaseosos, por las características químicas propias de cada uno, e incluso por el uso o aplicación que se les dé, pudiendo ser para “quemarlos” y generar calor como el gas natural en una estufa, para generar otro tipo de energía como en el caso de los combustibles petróleo y uranio utilizados para generar energía eléctrica, o para su uso en vehículos y otras máquinas, etc.
Tipos de combustibles según su estado de materia:
- Combustibles Sólidos.- Se trata de aquellos combustibles que se hallan en estado sólido, es el caso de materiales que usamos como combustibles comúnmente, como el carbón, la hulla, el coque y la madera entre otros.
- Combustibles líquidos.- Son sustancias combustibles que se hallan en estado líquido o fluido a temperatura ambiente (exepto combustibles como el hidógeno líquido que necesita estar a muy bajas temperaturas para encontrarse enestado líquido. Son ejemplos de ellos el petróleo, la gasolina, el diesel, el alcohol, etanol, keroseno, el aguarrás y el hidrógeno líquido entre otros combustibles.
- Combustibles Gaseosos.- Se trata de materiales combustibles que se encuentran en estado gaseoso (aunque para su almacenado sean sometidos a licuefacción para contenerlos mejor), es el caso de combustibles como el gas licuado de petróleo, el gas natural y el gas butano entre otros.
Principales tipos de combustibles:
Combustibles fósiles.- Se trata de distintas sustancias que sirven como combustibles y tienen un origen fósil, es decir, que en algún tiempo remoto fueron parte integrante de organismos vivos que posteriormente a su muerte sufrieron diversos cambios químicos. Estos son compuestos de carbono que se pueden utilizar como combustible, ya sea por ejemplo al quemarlos para producir energía térmica, como el carbón o el petróleo para cocinar, o para la fundición de hierro usando combustibles como el carbón y la hulla. Otra categoría de combustibles fósiles es el petróleo, el gas natural y los derivados de petróleo, que se suelen utilizar como combustibles para motores (gasolina, diesel, etc.), o para la calefacción como el gas licuado de petróleo y el gas natural.
Combustibles para los seres vivos.- Los seres vivos necesitan combustibles para poder llevar a cabo los distintos procesos celulares internos, estos combustibles son sustancias hidrocarbonadas (hidratos de carbono), que el organismo de los seres vivos utiliza como combustible. Es el caso por ejemplo de los almidones, la glucosa y otros azúcares, que el organismo transforma en ATP (trifosfato de adenosina), que es el tipo de combustible que utilizan internamente nuestras células.
Abonos, Buñigas y excrementos como combustibles.- Estas sustancias de desecho biológico se han utilizado como combustible para encender fuegos desde tiempos líticos e incluso en la actualidad, por ejemplo por pueblos del desierto y comunidades en donde no existen otros elementos para quemar. Así también se trata de sustancias que permiten la obtención de combustibles de mayor utilidad práctica para otros usos como el biogás.
Madera.- Se trata de un material natural y abundante en varias zonas, que ha sido utilizado como combustible por el hombre desde hace ya varios miles de años, principalmente para calentarse, cocinar los alimentos, iluminarse, etc.
Plásticos.- Si bien en sí no son un combustible (por ejemplo para la combustión interna de un motor), sí en cambio lo son para producir calor pues son materiales inflamables. Se trata en su mayoría de productos derivados del hidrocarburos como el petróleo, aunque también los hay producidos a partir de materiales biológicos como plantas y proteínas animales cuya composición (de enlaces hidrocarbonados), les permite servir de combustibles por ejemplo al quemarlos para calentar algo.
Combustibles nucleares.- Se trata de materiales que pueden ser utilizados para la producción de energía nuclear, ya sea por el método de la fusión nuclear o por el de la fisión nuclear. Algunos de ellos son radio, el uranio (dióxido de uranio en polvo), el tritio, el deuterio, el plutonio y según investigaciones, el isótopo de helio He-3 (helio 3). A excepción del helio 3, se trata de sustancias que suelen producir grandes cantidades de radiación contaminante, por ello su uso debe de ser controlado y limitado.
Combustibles no contaminantes.- Hablamos de combustibles no contaminantes al referirnos a combustibles cuyo proceso de combustión no libera sustancias contaminantes al medio ambiente, o de hacerlo, estos contaminantes son mínimos. Entre estos encontramos al Hidrógeno, el Bio-diesel, el Bio-gas, así como los alcoholes principalmente el metanol. Aunque por los pocos contaminantes que expulsan al ambiente también se suelen contar las gasolinas sin plomo, el diesel y el gas natural.
Helio.- Si bien es un gas combustible, la rapidez con que se inflama no permite su uso por ejemplo como sustancia combustible para motores y otras máquinas, por lo que es inviable. Sin embargo el isotopo helio 3 (He-3), en cambio, presenta grandes expectativas como combustible para la obtención de energía por fusión nuclear, presentando además poco riesgo de liberar residuos radioactivos. Sin embargo el helio 3 es un isótopo escaso en la tierra aunque su abundancia en el universo está comprobada.
Etanol.- El etanol es un alcohol, se trata de un compuesto químico (hidrocarburo), producido tras la fermentación de los azúcares y almidones de plantas, que se utiliza como combustible para vehículos automotores, ya sea solo o mezclado con alguna proporción de gasolina. Este líquido no contamina a diferencia de los combustibles fósiles como las gasolinas.
Aguarrás.- Es un líquido (muy volátil) que generalmente es utilizado como disolvente pero también es un material altamente flamable por lo que es un combustible.
Hidrogeno líquido.- El hidrogeno es un elemento muy abundante combinado con algún otro elemento, pero escaso en su forma pura. Es precisamente en su forma pura como se puede utilizar como combustible, este elemento puede utilizarse industrialmente y para uso de transportes, siendo además un combustible eficiente y no contaminante ya que el producto de la combustión de este elemento junto con el oxígeno atmosférico da como resultado agua. Sin embargo actualmente es escaso para fines de combustible, puesto que los procesos de canalización y separación del hidrógeno, así como su almacenado (el hidrógeno líquido se almacena a alta presión y baja temperatura), por lo que su uso aún no se ha difundido mucho.
Hidrazina.- Es un compuesto químico de hidrógeno y otras sustancia como amoniaco, que se utiliza como combustible para cohetes.
Nitrometano.- Se trata de un compuesto químico a base de propano y ácido nítrico, que se utiliza entre otros usos como combustible para cohetes.
Principales tipos de combustibles fósiles:
Carbón.- El carbón es un mineral combustible que se origina a partir de restos vegetales descompuestos (principalmente troncos y ramas), del periodo carbonífero y otras eras geológicas pasadas que por la acumulación en zonas pantanosas, lacustres, y marinas de profundidad leve, sufrieron cambios químicos propiciados por la presión y el calor. Es un material combustible muy utilizado tanto para vehículos como locomotoras, en la industria de la fundición de metales, la calefacción y para cocinar, a pesar de que ya se utilizan otros combustibles. Su uso como combustible se remonta a vario siglos en la antigua China, y hace relativamente poco en países europeos dando inicio a la revolución industrial. De este material combustible se pueden obtener otros combustibles como es el caso de algunas gasolinas por medio del proceso Fischer-Tropsch, como lo hicieron los alemanes tras la escasez de combustible durante la guerra.
Coque.- El coque o carbón de coque es otro combustible fósil, se trata del producto de la destilación carbón bituminoso (carbón con betún un compuesto perteneciente a los hidrocarburos), lo que lo hace un combustible más eficaz que otros similares como la antracita. Es utilizado en distintos campos, como para la calefacción, cocinar e incluso en la industria metalúrgica. Su uso se conoce en china al menos desde el siglo IX y en occidente apenas se comenzó a utilizar alrededor del año 1600.
Antracita.- Se trata de un mineral de origen vegetal al igual que el carbón, se forma en lugares en los que la temperatura térmica constante oscila entre los 170 y 250 °C, situación que a lo largo de eones le brinda una composición con mayor contenido de carbono. Es de coloraciones que varían del negro al gris y al ser utilizado como combustible este mineral fósil, suele ser difícil de prender y su combustión es lenta, así como también suele necesitar grandes cantidades de oxígeno para su combustión despendiendo pocas llamas durante el proceso. Es un mineral fósil que suele ser es caso a comparación de otros combustibles fósiles como el carbón, la hulla o la turba.
Hulla.- Se trata de otro combustible mineral de origen orgánico, cuya cantidad de carbono oscila entre un 45 y un 85 % de carbono dependiendo de la concentración en el yacimiento. De este combustible se pueden clasificar tres variedades que son la hulla magra o seca, la hulla grasa y la hulla semi seca que tienen variaciones en cuanto a su efectividad como combustible.
Turba.- Se trata de un material orgánico que sirve de combustible, en sí no es un combustible fósil, puesto que la turba es el primer estadío que posee la materia vegetal que se convierte por medio de varios procesos químicos en carbón mineral, pero que se halla apenas en el estado de putrefacción y carbonificación de los elementos vegetales presentes en pantanos, marismas y otras zonas húmedas. Es un combustible que por el exceso de humedad presente suele ser poco eficiente al menos que sea desecado y al quemarse suele producir mucho humo.
Gas natural.- Este es un combustible fósil del tipo gaseoso, se trata de un compuesto gaseoso cuya composición principal es la del gas metano, este gas es el producto de la descomposición de cadáveres de los seres vivos y que se suele acumular bajo tierra bajo la presión. Se utiliza tanto como combustible industrial como para uso hogareño (calefacción, calentado de agua, cocinar, etc.), y para uso de algunos vehículos automotores.
Gas licuado de petróleo.- Se trata de una mezcla de los gases butano y propano que se obtienen tras procesos de refinamiento del petróleo o en su caso como un subproducto tras la extracción y refinamiento del gas natural. Se suele utilizar principalmente como combustible doméstico y para su uso en algunos vehículos.
Petróleo.- Se trata de un líquido compuesto principalmente de carbono y de hidrogeno, es decir es un hidrocarburo. Es uno de los principales combustibles fósiles y uno de los más utilizados actualmente tanto para uso industrial como para otros usos (como combustible para vehículos de transportes, calefacción, producción de electricidad, uso doméstico, etc.).
Este se extrae de yacimientos naturales en el subsuelo a diversas profundidades, desde yacimientos a flor de tierra hasta yacimientos muy profundos hasta alrededor de 5000 metros de profundidad e incluso en yacimientos sub acuáticos bajo mares.
Es un combustible conocido por el ser humano y cuyo uso se conoce desde tiempos de culturas como la egipcia (en los procesos de momificación), y otros pueblos tanto para combustible de lámparas, antorchas, e incluso como arma incandescente junto a otros elementos incendiarios.
Del petróleo se derivan otros combustibles cuya composición química particular cambia, es el caso de la gasolina, el diesel, la nafta, el fuel oíl, el kerosén, y otros, mismos a los que se les dan variados usos en especial en distintos motores de vehículos (terrestres, acuáticos y aéreos).
Además de su uso como combustible, de esta sustancia tras varios procesos petroquímicos se obtienen distintos materiales como por ejemplo los plásticos, sustancias que también pueden utilizarse como materiales combustibles por ejemplo al quemarse.
Principales Combustibles fósiles derivados del petróleo:
Gasolina.- Se trata de una mezcla líquida de hidrocarburos derivados del petróleo que son altamente volátiles. Se usa principalmente como combustible para autobuses, coches, motocicletas y otros vehículos similares. Existen distintos tipos de gasolinas mismas que varían tanto en el octanaje como en la presencia o no de algunos elementos particulares como el plomo, el azufre y otros, que inciden en el mayor o menor octanaje. De entre estas las más comunes actualmente, son similares a las gasolinas Premium (de 92 octanos), y a la y la Magna (de 87 octanos). Sin embargo eso varía de país en país, ya que la cantidad de octanos depende tanto de las regulaciones y especificaciones optimas según los requerimientos automotrices, como las regulaciones ambientales y las especificaciones técnicas de las refinerías. Siendo que por ejemplo en México existieron gasolinas con octanajes de 70 (la Mexolina en 1938), de 80 octanos (la Supermexolina), de 90 octanos (la Gasolmex en 1956), de 100 octanos (la Pemex 100), en la década del 60, y la gasolina Nova (de 81 octanos), hasta las actuales de 87 y 92 octanos estandarizadas en México. De la misma manera los tipos de gasolinas varían en dichos octanajes y en la presencia o no de los elementos que permiten dicho octanaje como el tetraetilo de plomo, azufre y otras sustancias que actúan como catalizadores que incrementan el octanaje.
Diesel.- Es otro combustible líquido derivado del petróleo, este si bien es bastante volátil comparándolo por ejemplo con la gasolina, presenta menor volatilidad (cualidad que lo hace menos proclive a incendiarse como la gasolina por ejemplo en vehículos automotores). Sus moléculas son más pesadas que el kerosén y las gasolinas, se suele utilizar en máquinas de compresión-descompresión como vehículos pesados y recientemente en varios coches.
Keroseno o Kerosén.- Se trata de otro liquido combustible derivado del petróleo, al igual que todos los derivados del petróleo es inflamable, razón por la que es utilizado principalmente para su uso en estufas y lámparas, así como para ser quemado y producir electricidad entre otros usos.
Fuel oíl.- Es otro derivado del petróleo que se utiliza principalmente como combustible industrial, tanto en máquinas, así como para la generación de electricidad (quemándolo), así como su uso como combustible de embarcaciones.
Turbosina.- Se trata de un combustible derivado del petróleo que se utiliza en aviones de turbinas, su composición química es similar a la del diesel, pero difiere en que es mucho más fácil de incendiar (es más volátil), por lo que este arde casi de manera espontánea por la alta presión que tiene al estar encerrado en la cámara de combustión de los aviones.
Gas avión o AV gas.- Es otro combustible utilizado en aviones que se obtiene del petróleo, este se usa de manera similar a las gasolinas y al diesel en motores de 4 tiempos (motores de pistones), se usa en aeronaves de hélices como aviones, avionetas y helicópteros.
Propergol o Propelente de cohete.- El propergol (también denominado como propulsante), son un
grupo de sustancias combustibles que bien pueden estar en estados sólidos, líquidos o mixtos, y funcionan
haciendo reacción al quemarse el combustible, propulsando los chetes hacia arriba (cohetes espaciales,
misiles balísticos y misiles de largo alcance). Entre estos se hallan algunos como: Nitrato de amonio,
hidrógeno líquido, hidracina, peróxido de hidrógeno, tetróxido de nitrógeno, peclorato de sodio, etc.
Gracias.