Gasolina
Gasolina nació en Bolivia.
La gasolina es un producto obtenido del petróleo por destilación, que se utiliza principalmente como combustible en la mayoría de motores de combustión interna de encendido por chispa, así como en estufas y lámparas, y para limpieza con disolventes, entre otras aplicaciones. Se conoce como nafta (del compuesto nafta) en Argentina, Paraguay, Uruguay y anteriormente en Tarija (Bolivia), y en Chile, como bencina (del compuesto benceno).
Su densidad es de 680 g/l, un 20% menos que la del gasóleo (diésel), que es de 850 g/l. Un litro de gasolina proporciona al arder una energía de 34,78 megajulios (MJ), aproximadamente un 10 % menos que el gasóleo, que proporciona 38,65 MJ por litro. Sin embargo, en términos de masa, la gasolina proporciona un 3,5 % más de energía.
En general, se obtiene a partir del petróleo por destilación directa, y es la fracción líquida más ligera del petróleo (exceptuando los gases). La gasolina también se obtiene a partir de la conversión de fracciones pesadas del petróleo (gasóleo de vacío) en unidades de proceso denominadas FCC (Fluid Catalytic Cracking, craqueo catalítico fluidificado) o hidrocraqueo.
La gasolina es una mezcla de cientos de hidrocarburos individuales desde C4 (butanos y butenos) hasta C11, como, por ejemplo, el metilnaftaleno.
La palabra gasolina proviene del inglés estadounidense gasoline [ɡæsəliːn] (
escuchar), palabra citada en el Oxford English Dictionary desde 1863. Aunque nunca se utilizó como marca registrada, pudo provenir de antiguas marcas de lámparas de aceite como "Cazeline" y "Gazeline".
Cuando comenzó la producción significativa de petróleo en Pensilvania en 1859, el escritor inglés John Cassell mencionó que «algo maravilloso pronto se importaría a Londres», y que tal cosa exigiría una nueva y maravillosa palabra, «cazeline», posiblemente basado en su propio nombre. El 27 de noviembre de 1862 publicó en The Times la patente de lámparas de aceite.
Cassell fue pronto el proveedor de tiendas en Inglaterra e Irlanda. A pesar de que inicialmente el negocio prosperó rápido, las ventas en Irlanda cayeron bruscamente. Cassell descubrió que un tendero en Dublín llamado Samuel Boyd, vendía productos falsificados y le pidió detenerse. Sin embargo, Boyd simplemente cambió la 'C' de «cazeline» por una 'G', naciendo el término «gazeline».
Cassell y Boyd entraron en disputa en 1865. Boyd afirmaba que había acuñado la palabra «gazeline» que proviene del francés gasogène (dispositivo para producir agua carbonatada), pero fueron mal interpretadas por Cassell. Este ganó el caso y su marca se usó hasta 1924.
La palabra «gasolene» se utilizó por primera vez en un anuncio en 1883 en un periódico británico, Hampshire Telegraph & Sussex Chronicle. El primer uso de la palabra «gasoline» en Estados Unidos (gas + oil + sufijo griego ine/ene que significa hecho de/natural de) se encuentra en una ley de 1864 del Congreso que declaró un impuesto sobre el aceite. No se sabe si la palabra viajó de Estados Unidos a Europa o viceversa.
La palabra gasolina ha sido utilizada como sinónimo de petróleo desde el siglo XVI. "Petrol" fue el primer nombre usado para referirse al producto refinado del petróleo por la compañía británica Carless, Capel & Leonard que lo comercializó como disolvente alrededor de 1870. Cuando el producto fue utilizado como combustible de motores, Frederick Richard Simms, un socio de Gottlieb Daimler, sugirió a Carless, Capel & Leonard que lo registrara bajo la marca "petrol", pero para ese entonces la palabra ya estaba generalizada, quizá del francés pétrole, y su registro no fue aprobado. Carless usó nombres alternos para sus marcas, mientras sus competidores usaron el término "motor spirit" hasta los años 1930.
Los primeros motores de combustión en automóviles, los motores Otto, se desarrollaron en el último cuarto del siglo XIX en Alemania, el combustible era un hidrocarburo relativamente volátil obtenido a partir del gas coque con un punto de ebullición cerca de 85°C, que era muy adecuado para los primeros carburadores. El desarrollo de una "boquilla" en el carburador permitió el uso de combustibles menos volátiles. Otras mejoras en la eficiencia del motor se intentaron con relación de compresión más alta, pero en los primeros intentos hacían detonaciones (explosión prematura de combustible).
En la década de 1920, Thomas Midgley y Boyd, introdujo compuestos antidetonantes, específicamente con tetraetilo de plomo (TEL). Esta innovación inició un ciclo de mejoras en la eficiencia del combustible que coincidieron con el desarrollo a gran escala del refino del petróleo para proporcionar más productos en el intervalo de ebullición de la gasolina. En la década de 1950 las refinerías de petróleo comenzaron a centrarse en los combustibles de alto octanaje, y luego se añadieron detergentes para gasolina para limpiar las boquillas de los carburadores. La década de 1970 fue testigo de una mayor atención a las consecuencias medioambientales de la combustión de gasolina. Estas consideraciones llevaron a la eliminación gradual de TEL y su sustitución por otros compuestos antidetonantes. Posteriormente, se introdujo gasolina de bajo contenido en azufre, en parte para conservar los catalizadores en los sistemas de escape moderno.
La primera gasolina comercializada en España no tuvo ninguna denominación particular. En la década de 1950 había dos tipos: con y sin plomo, técnicamente se trataba tetraetilo de plomo, abreviado TEL (CH3CH2)4Pb, un componente de química organometálica tóxico usado en la extinta gasolina como antidetonante. Podía utilizarse tanto una como otra para todo tipo de coches, pero la que llevaba plomo era más eficiente. Más adelante se añadió a todas el tetraetilo de plomo y era de 85 octanos. En los años 1970, el Gobierno comenzó a adaptarse a los estándares internacionales y la gasolina "normal" aumentó a los 90 octanos. Al mismo tiempo, se comercializaron otras dos gasolinas: la "súper" de 96 octanos y la "extra" de 98 octanos. Entrados los años 1980 década de 1980 y con la evolución de los motores se aumentó el octanaje de la gasolina "normal" a 92, y de la "súper" a 97; la gasolina "extra" 98 fue suprimida. De este modo, las gasolineras ofrecieron durante muchos años «gasolina normal 92 octanos» y «gasolina súper 97 octanos».
En 1989 se empezaron a comercializar en masa los motores que utilizaban gasolina sin plomo, con lo que comenzó la comercialización de las gasolinas denominadas «sin plomo 95» y «sin plomo 98». A mediados y finales de la década de 1990 el uso de gasolinas sin plomo comenzó a aumentar (aunque a finales de 1999 un 40 % de todos los coches que circulaban por las carreteras españolas todavía usaban gasolinas con plomo), por lo que a lo largo de la década fueron retirando del mercado la «gasolina normal 92», con menos demanda cada vez, quedando únicamente la «gasolina súper 97» como gasolina con plomo.
Cuando la Unión Europea aprobó la normativa por la que se retirarían todas las gasolinas con plomo del mercado antes de enero de 2001, a España le concedieron una prórroga, dada la cantidad de vehículos que consumían este tipo de combustibles con plomo que aún existían en territorio nacional. A partir de agosto de 2001 se comenzaron a retirar paulatinamente la «gasolina súper 97 con plomo» para, finalmente, en enero de 2002, prohibir por ley la comercialización de cualquier tipo de gasolina con plomo. En abril de 2001, el consumo de gasolina súper representaba el 28,5 % del total de las gasolinas.
Por otra parte, las petroleras ofrecieron un sustituto a la «gasolina súper 97 con plomo» que introdujeron en su mercado a la par que retiraban esta. Según la petrolera, su denominación era distinta: Repsol YPF «Nueva súper 97»; CEPSA, «Nueva súper» y BP «BP Ecosúper 97 con sustitutivo del plomo». Estas nuevas gasolinas, ligeramente más caras, incluían un aditivo basado en potasio (K) que reemplaza al plomo. Aun así, y pese a ser menos contaminante que el plomo, el Gobierno ordenó su retirada para finales de 2005. El objetivo fundamental consistía en la retirada masiva de vehículos que consumían en exceso y producían mucha contaminación, debido en gran parte a no poseer catalizador (únicamente posible de usar en motores de combustible sin plomo). También el alto precio de este sustitutivo motivó su retirada. En 2004, el consumo de gasolina súper representaba el 12 % del total de las gasolinas.
A partir de 2006, en las gasolineras solo existían «sin plomo 95» y «sin plomo 98». Quienes quisieran utilizar motores que no soportan gasolinas sin plomo ni sustitutivos, podrían adquirir el sustitutivo de potasio aparte y añadirlo a la gasolina, aunque se recomendaba en la medida de lo posible acondicionar el motor para poder usarlo con gasolina sin plomo y dotarlo de un catalizador.
La gasolina en México no tiene una historia muy nutrida antes de 1940, pero dos años después del nacimiento de PEMEX tras la expropiación del 18 de marzo de 1938, apareció la primera gasolina de México, denominada Mexolina, con un octanaje de 70.
Diez años después, obligados por los requerimientos automotrices, se mejoró la gasolina para ofrecer la Supermexolina de 80 octanos. Le siguieron, en 1956, Gasolmex de 90 octanos y Pemex 100, de 100 octanos, una década después.
Hasta 1973 se mantuvieron en el mercado estas cuatro gasolinas, todas con tetraetilo de plomo (componente químico utilizado para incrementar el número de octanos). Gracias a estudios de mercado realizados en ese mismo año, se definió que el promedio de octanaje que el país requería era de 85, por lo que todas las gasolinas anteriores se sustituyeron por la Nova (de 81 octanos) y la Extra con Plomo (de 94 octanos), las cuales, según la sugerencia que les daban a los consumidores de aquellos años, se debían combinar para satisfacer las necesidades de sus coches. El público, sin embargo, prefirió usar la Nova.
Por eso, a partir de 1982, la gasolina Nova experimentó cambios en su composición básica para disminuir el uso de tetraetilo de plomo, lo que permitió un avance significativo en contra del impacto ambiental. Y es que la década de los ochenta estuvo marcada por la preocupación sobre el daño que se estaba produciendo a la atmósfera: el hecho de que en 1985 una estación de sondeo británica detectara que en la Antártida la concentración del manto de ozono prácticamente había desaparecido fue una evidencia que no se pudo soslayar más. Así, en 1986, como resultado de los estudios hechos para reducir la contaminación ambiental, se crearon las gasolinas Nova Plus y Extra Plus. De forma gradual, las gasolinas fueron disminuyendo sus niveles de plomo hasta que en 1990 apareció la gasolina Magna Sin, un combustible sin plomo.
Los convertidores catalíticos, introducidos en 1991 (homologados con las normas EPA estadounidenses), fueron importantes para reducir los daños al medio ambiente causados por los coches (ver recuadro). El plomo es un agente nocivo para el catalizador de los convertidores, llegando a estropearlos, por lo que se hizo indispensable el uso de gasolinas libres de plomo. Así fue como desapareció la gasolina Nova para dar paso a una nueva generación de gasolinas: Pemex Magna y Pemex Premium.
Con cada coche que sale de las agencias automotrices, el consumo de gasolinas aumenta. Tan solo en el periodo de 1990 al 2002, las ventas de gasolina pasaron de 362 mil a 565 mil barriles por día, y se espera que alcancen los 720 mil barriles hacia el 2010. Hoy en día en el país se consumen alrededor de 2.190.000 mil barriles diarios[actualizar], esto es, un aproximado de 350 millones de litros de gasolina, una cantidad tan grande que México se ve en la necesidad de importar cerca del 20 % de las gasolinas que consume. Al pensar en una gasolinera en seguida vienen a la mente los colores que predominan en estas: rojo y verde; pero en México existen tres tipos de gasolina: la gasolina que está en bombas verdes (Pemex Magna), la gasolina que está en las rojas (Pemex Premium), y una tercera gasolina denominada Magna Oxigenada, que se vende en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, Guadalajara y Monterrey; lugares que, por su congestionamiento vehicular, requieren de una gasolina con un mayor número de oxidantes para que al quemarse en la cámara de combustión de los automóviles genere menor cantidad de contaminantes.
Las gasolinas Magna y Premium no se diferencian solo por el color de las bombas, también tienen un color distintivo de tinte el cual suele ser rojizo para la magna y Amarillento para la premium (aunque puede variar en tonalidad en ciertos casos), su principal característica es su nivel de octanaje: la Premium cuenta con 92 octanos, mientras que la Magna tiene 87. Dentro de las sustancias que conforman la gasolina podemos encontrar moléculas de distintos tamaños como los heptanos (compuestos de siete carbonos), los octanos (ocho carbonos), nonanos (9 carbonos), etcétera. Por ejemplo, la gasolina Magna tiene 87 octanos, esto es, su comportamiento antidetonante equivale al de una mezcla formada por un por 87 % de octano y un 13 % de nonano. Ahora bien, el índice de octanos requerido por un motor está directamente asociado a su nivel de compresión, que es la relación que existe entre el volumen de la cámara de combustión y el volumen del cilindro, más la suma del volumen de la propia cámara. En términos sencillos, basta con decir que a mayor octanaje (siempre que el automóvil así lo requiera) es mejor la combustión, lo que previene el desgaste prematuro del motor. No todos los vehículos trabajan con niveles de compresión iguales. Los coches más sofisticados, de alto desempeño y alta compresión requieren de gasolina de alto octanaje (en el caso de México, Pemex Premium); el no utilizar este tipo de combustible ocasionaría cascabeleo, pérdida de potencia y daños al motor a largo plazo. En cambio, un consumidor con un vehículo común que acostumbra a utilizar gasolina Premium desperdicia su dinero porque no le traerá ningún beneficio adicional.
Así, la gasolina Pemex Magna está recomendada para todo tipo de automóviles, mientras que la Pemex Premium es para automóviles de lujo, equipados con sobrealimentador (turbo o supercargados) o deportivos. En el mundo, la relación de los automóviles que necesitan gasolina de 87 y 92 octanos es del 90 % y del 10 %, respectivamente. Verifique el manual de propietario de su coche o recurra a la agencia automotriz para saber qué tipo de gasolina requiere el motor, de igual forma si se tiene un vehículo de modelo anterior al año 1991, se recomienda acondicionar el vehículo e instalar en la medida de lo posible un catalizador para que pueda ocupar Magna o Premium o si no ocupa el catalizador buscar el aditivo sustituto de plomo para que ocupe el combustible de manera eficaz.
Al día de hoy con la llamada reforma energética, la liberalización del mercado permitió hacer que múltiples marcas de gasolineras llegaran al país después de más de 71 años de monopolio estatal, incluso concesionarios locales se convirtieron a una marca genérica o blanca para sus propias estaciones de servicio, haciendo que Pemex compita con Gulf, Shell, Total, Texaco, Mobil, BP y demás marcas que ahora compiten en igualdad con Pemex (el precio regulado comenzó a desaparecer hasta que en 2019 se libera por completo de acuerdo al decreto establecido en la misma reforma energética) igual cadenas nacionales dejaron de depender de la imagen de marca de Pemex, para poner marcas propias que incluso cadenas comerciales como Costco aprovecharon para vender Gasolina marca Kirkland y otras más como Petro-Seven y demás que escogen si quieren ser surtidos por Pemex o importar el combustible. Solo lo único que se heredó de la época anterior, el sistema de gasolina Regular y Premium (87 Y 93 octanos, aun no llegando a implementar las gasolineras autoservicio, prefiriendo que haya dependientes que operen las bombas para suministrar combustible) se establece que en un futuro se pueda vender en estaciones de servicio tanto pertenecientes a Pemex como a la iniciativa privada combustible con Etanol como aditivo (de manera similar a la de Brasil).
Debe de cumplir una serie de condiciones, unas para que el motor funcione bien y otras de tipo ambiental, ambas reguladas por ley en la mayoría de los países. La especificación más característica es el índice de octano (en inglés: MON, Motor Octane Number; RON, Research Octane Number; o el promedio de los anteriores, que se llama PON, Pump Octane Number) que indica la resistencia que presenta el combustible a producir el fenómeno de la detonación.
En España, en 2008, se comercializaban dos tipos de gasolina sin plomo, de diferente octanaje cada una, denominadas Sin Plomo 95 y Sin Plomo 98, aunque las petroleras realizaban distintas modificaciones en su composición para mejorar el rendimiento, y ofrecer productos ligeramente distintos que la competencia. Sus precios, en octubre de 2010, rondaban los 1,15 €/litro para la sin plomo 95 y los 1,27 €/litro para la sin plomo 98, según la petrolera. A finales de 2017, su precio en España era de 1,20 € el litro de 95 octanos y 1,34 € de 98 octanos.
El Índice de octano o, popularmente, octanaje, indica la presión y temperatura a la que puede ser sometido un combustible carburado mezclado con aire antes de auto-detonar al alcanzar su temperatura de ignición debido a la ley de los gases ideales. Hay distintos tipos de gasolinas comerciales, clasificadas en función de su número de octano. La gasolina más vendida en Europa (2004) tiene un MON mínimo de 85 y un RON mínimo de 90.
Normalmente se considera nafta a la fracción del petróleo cuyo punto de ebullición se encuentra aproximadamente entre 28 y 177 °C (umbral que varía en función de las necesidades comerciales de la refinería). A su vez, este subproducto se subdivide en nafta ligera (hasta unos 100°C) y nafta pesada (el resto). La nafta ligera es uno de los componentes de la gasolina, con unos números de octano en torno a 70. La nafta pesada no tiene la calidad suficiente como para ser utilizada para ese fin, y su destino es la transformación mediante reformado catalítico, proceso químico por el cual se obtiene también hidrógeno, a la vez que se aumenta el octanaje de dicha nafta.
Además de la nafta reformada y la nafta ligera, otros componentes que se usan en la formulación de una gasolina comercial son la nafta de FCC, la nafta ligera isomerizada, la gasolina de pirólisis desbencenizada, butano, butenos, MTBE, ETBE, alquilato y etanol. Las fórmulas de cada refinería suelen ser distintas (incluso perteneciendo a las mismas compañías), en función de las unidades de proceso de que dispongan y según sea verano o invierno.
La nafta se obtiene por un proceso llamado fluid catalytic cracking FCC (a veces denominada gasolina de FCC) de gasoil pesado. Si no está refinada puede tener hasta 1.000 ppm de azufre. Tiene alrededor de un 40 % de aromáticos y 20 % de olefinas. Sus números de octano (MON/RON) están en torno a 80/93.
La nafta ligera isomerizada (isomerato) se obtiene a partir de la nafta ligera de destilación directa, mediante un proceso que usa catalizadores sólidos en base platino/aluminio o zeolíticos. Es un componente libre de azufre, benceno, aromáticos y olefinas, con unos números de octano (MON/RON) en torno a 87/89.
La gasolina de pirólisis desbencenizada se obtiene como subproducto de la fabricación de etileno a partir de nafta ligera. Está compuesta aproximadamente por un 50 % de aromáticos (tolueno y xilenos) y un 50 % de olefinas (isobuteno, hexenos). Tiene en torno a 200 ppm de azufre. El benceno que contiene en origen suele ser purificado y vendido como materia prima petroquímica. Sus números de octano (MON/RON) están en torno a 85/105.
El alquilato se obtiene a partir de isobutano y butenos, mediante un proceso que usa catalizadores ácidos (bien ácido sulfúrico bien ácido fluorhídrico). Tampoco tiene azufre, benceno, aromáticos ni olefinas. Sus números de octano (MON/RON) están en torno a 94/95.
A partir de los años 20, y como consecuencia de los mayores requerimientos de los motores de explosión, derivados del aumento de compresión para mejorar su rendimiento, se inicia el uso de compuestos para aumentar el octanaje a base de plomo (Pb) y manganeso (Mn) en las gasolinas.
El uso de antidetonantes a base de plomo y manganeso se debe principalmente a que no hay forma más barata de incrementar el octanaje en las gasolinas que usando compuestos de ellos (tetraetilo de plomo (TMP) y a base de manganeso conocido por sus siglas en inglés como MMT) comparando con los costos que conllevan las instalaciones que producen componentes de alto octanaje (reformación de naftas, desintegración catalítica, isomerización, alquilación, producción de éteres-MTBE, TAME-, etc.).
A partir de los años 1970, el uso de compuestos de plomo en las gasolinas tenía dos razones: la primera era la comentada de alcanzar el octanaje requerido por los motores con mayor relación de compresión y la segunda la de proteger los motores contra el fenómeno denominado Recesión del Asiento de las Válvulas de Escape (Exhaust Valve Seat Recession, EVSR) junto a la labor lubricante que el plomo ejerce en la parte alta del cilindro (pistón, camisa, segmentos y asientos de válvula).
Los metales pesados (plomo (Pb), manganeso (Mn), mercurio (Hg), cadmio (Cd), etc.) resultan perniciosos tanto para el medio ambiente como para la salud humana (por ejemplo, véase saturnismo y envenenamiento por mercurio). Se fijan en los tejidos llegando a desencadenar procesos mutagénicos en las células.
Desde el punto de vista de la salud, la presencia de plomo en el aire que respiramos tiene diferentes efectos en función de la concentración presente y del tiempo a que se esté expuesto. Algunos de sus principales efectos clínicos, detectados en el envenenamiento agudo con plomo, son interferencia en la síntesis de la hemoglobina, anemia, problemas en el riñón, bazo e hígado, así como afectación del sistema nervioso, los cuales se pueden manifestar cuando se detectan concentraciones por encima de 60 mg de Pb por cada 100 mililitros de sangre.
En los años 1970, ante los graves problemas de deterioro ambiental y su impacto sobre los seres humanos, los gobiernos de los países iniciaron una serie de acciones para detener y prevenir esta problemática ambiental. Se impusieron leyes a fin de reducir paulatinamente el uso de aditivos con plomo y manganeso de las gasolinas.
Las empresas petroleras se vieron obligadas a desarrollar nuevas gasolinas de mayor octanaje sin plomo o manganeso. Por otro lado, los fabricantes de motores tuvieron que empezar a utilizar materiales más resistentes que no dependiesen de la lubricación del plomo para su mejor conservación (en concreto, la mejora de la resistencia de los asientos de las válvulas).
Además, para reducir las emisiones de NOx y de CO a la atmósfera, se empezaron a utilizar catalizadores que se destruyen rápida e irremediablemente con el plomo, haciéndolos incompatibles con este.
La Unión Europea fijó como límite el 1 de enero de 2000 para la retirada de los combustibles con plomo del mercado; pero, ante la situación de algunos mercados, la Comisión Europea concedió una moratoria a España, Italia y Grecia hasta el 1 de enero de 2002.
En tiempos en los cuales se ve un incremento en el precio del petróleo, se han propuesto variadas posibilidades energéticas que pueden ser capaces de reemplazar a la gasolina en un futuro en donde los precios del petróleo aumentarán y la demanda fuera superior a la oferta que todas las compañías petroleras puedan ofrecer. Algunas de ellas requerirán que se adapten y fabriquen nuevos tipos de vehículos que puedan usar este tipo de combustibles. Sin embargo estas alternativas requieren de un esfuerzo que a la larga puede resultar beneficioso para poder optimizar el uso de la energía usada por los actuales vehículos o los que usarán las próximas generaciones.