¿PUEDE EL ALCOHOL SUSTITUIR A LA GASOLINA COMERCIAL?

Los medios de comunicación nos traen periódicamente la desagradable noticia de que el precio del barril de petróleo ha subido de nuevo; bien porque los países exportadores han decidido disminuir la producción, porque el Euro se ha depreciado frente al dólar o por cualquier otro motivo; la realidad es que nuestra balanza de pagos se desequilibra, la inflación se dispara y nuestra economía se resiente. Nos podemos hacer muchas preguntas de por qué el mundo occidental no puede dejar esta constante pesadilla que tanto influye en la economía de millones de personas, o cómo dejamos que la combustión de la gasolina contamine nuestra atmósfera haciendo cambiar el futuro meteorológico del planeta. Una de las que primero se nos ocurre es: ¿Nuestro vetusto motor de explosión no puede funcionar con otro combustible a pesar de las constantes "puestas al día" y agiornamientos habidos en los últimos años?

Empecemos por decir que cualquier líquido o gas que contenga en su estructura molecular Hidrógeno y Carbono, al mezclarse con el Oxígeno en una combustión, puede producir calor con lo cual es susceptible de sustituir a la gasolina derivada del petróleo y que tan cara nos la están haciendo pagar los países productores.

Para que se produzca una combustión de calidad deberemos conseguir que la mezcla sea lo mas homogénea posible es decir, las moléculas del fluido (gas o líquido) que estemos considerando, en su unión con el Oxígeno, debe ser lo mas íntima o repartida posible; el gas, por lo tanto, capaz de mezclarse mucho mas fácilmente sería preferible al líquido en este sentido; el líquido tendremos que pulverizarlo consiguiendo las partículas mas pequeñas que nos sea posible, y dosificarlo convenientemente para que su mezcla con el O2 resulte idónea.

Por otra parte, el relativamente pequeño volumen que es capaz de aspirar un motor de explosión no nos puede proporcionar la gran cantidad, en valor absoluto de energía, de su combustión ya que la que nos proporciona el combustible (mezcla del O2 con el fluido que se trate) por combustión, es siempre inferior a la que obtendríamos del propio fluido por otro método (energía de origen atómico) que por ahora está fuera de nuestro alcance.

En los últimos 90 años el predominio de la gasolina frente a otros fluidos ha sido indiscutible y no será porque se haya dejado de investigar para su sustitución, aunque lo que sí es cierto, es que no ha pasado del nivel de laboratorio; y aquí los grandes intereses de los países exportadores pueden haber tenido mucho que ver.

Siempre se ha argumentado por parte de la falta de poder calorífico de otros productos, siendo ciertos, no dejan de sonar como excusa puesto que hoy día se pueden solventar aunque sea parcialmente; en cualquier caso ¿habrá llegado el momento de intentar algo diferente para no cargarnos nuestro planeta y evitar la casi total dependencia económica de otros países?

Es de todos conocido que, en algunos como Brasil, más del 40% del combustible utilizado en el consumo interior es alcohol obtenido de la caña de azúcar; ¿qué impide entonces hacer lo mismo en el mundo más desarrollado?

GASES	Índice de octano	Peso específico	Poder calorífico
Butano	90	2.38 Kg/m3	10.900 cal/Kg
G.L.P.	102	2.06 Kg/m3	10.950 cal/Kg
Metano	125	0.725 Kg/m3	11.500 cal/Kg
Propano	125	1.80 Kg/m3	11.000 cal/Kg

LÍQUIDOS	Índice de octano	Peso específico	Poder calorífico
Alcohol etílico	100	0.790 Kg/cm3	6.500 cal/Kg
Alcohol metílico	120	0.792 Kg/cm3	5.050 cal/Kg
Gasolina 95 IO	95	0.720 Kg/cm3	10.400 cal/Kg
Gasolina 98 IO	98	0.730 Kg/cm3	10.550 cal/Kg
Benzol	100		9.600 cal/Kg

Todos estos líquidos tienen la cualidad de ser bastante volátiles, es decir, su capacidad de evaporarse espontáneamente en el aire es alta; nos podemos favorecer entonces de su mejor gasificación con el oxígeno para que la mezcla sea homogénea. No ocurre lo mismo con otros combustibles como el gasóleo o el keroseno que deben ser finamente divididos utilizando métodos físicos antes de provocar la combustión. De aquí la necesidad, entre otras razones, de que la inyección del gasoil se lleve a cabo a la más alta presión posible (common rail, bomba inyectores).

El costo del refinado del petróleo con las instalaciones tan amortizadas, frente al de obtención de los G.L.P. (gases licuados del petróleo) o del Metano, Butano y Propano, hacen que solo resulten rentables los alcoholes en esta pugna por la sustitución.

El Etanol (alcohol etílico, CH3(OH)) es obtenido de la destilación de una serie de vegetales como la uva o la caña de azúcar, de los monosacáridos en general; así, en los países como Brasil, en los cuales es muy abundante, es rentable su obtención; se puede obtener sintéticamente del Etileno, hidrocarburo derivado del petróleo, por lo tanto en este caso, sujeto a las importaciones desde otros países.

El Metanol (alcohol metílico, CH3-CH2(OH)) se puede obtener fácilmente por síntesis utilizando Carbono e Hidrógeno, pero solo los países con gran producción de ellos se lo pueden permitir.

Como ya hemos dicho, el problema que se presenta desde el punto de vista mecánico y estratégico para transformar los motores actuales en consumidores de alcohol no resulta fácilmente salvable; otra razón para pensarlo mas detenidamente es la de la falta de poder calorífico frente a las gasolinas (ver tablas comparativas); o ¿es que alguno de nosotros nos conformaríamos con que a nuestros motores les rebajaran de golpe la potencia en casi un 50%?

De todas formas, el panorama nos es tan pesimista como se puede ver a simple vista; vamos a buscar soluciones.

La que se puede entrever como la más alcanzable a medio plazo es mezclar la gasolina con el alcohol (entre un 15% y un 25%) e ir adaptando los motores a este nuevo combustible.

Su miscibilidad con los hidrocarburos, especialmente los aromáticos, la hace posible por lo cual no hay grandes inconvenientes que salvar; sólo uno a tener en cuenta en este sentido, en presencia de agua la mezcla no se produce.

La obtención del Etanol podría realizarse por destilación de plantas (biomasa) que se repoblarían en regiones pobres, a las que la llegada de la globalización ha dejado devastadas.

Estos nuevos cultivos podrían transformar los hábitos de vida en estas extensiones, incidiendo por doble motivo en la economía del país.

La fig. 1 nos indica cómo varían la potencia y el consumo específico de un motor de gasolina, en función del factor ? ; este factor es el que nos indica la proporción aire/gasolina que está combustionando en relación a la teóricamente correcta que es 15 volúmenes de aire cada uno de gasolina; a esta relación de 15:1 se le llama relación estequiométrica.

   
	       Relación real
l = --------------------------------  
          Relación estequiométrica 

Si l > 1 = mezcla pobre

Si l < 1 = mezcla rica

Pobre= exceso de aire.
Rica= exceso de gasolina.

l = 1   Relación estequiométrica, emisiones de gases perjudiciales controladas, potencia correcta.

l > 1   Mezcla pobre, aumento de NOx; disminuye potencia, consumo contenido.

l < 1   Mezcla rica, aumento de HC y CO; potencia idónea, consumo alto.

• Las emisiones contaminantes en los motores que funcionan con alcohol no llegan a ser en las peores condiciones el 50% de las de gasolina.
• La potencia perdida por la falta de poder calorífico (ver tabla de características) frente a las gasolinas se podría solucionar con aumentos de relación de compresión en los motores ya que su poder antidetonante, como podemos ver en las tablas, es mayor que las gasolinas.
• Su calor de vaporización (calor que absorbe en su evaporación) es 3 veces mayor que la gasolina, lo que hace bajar drásticamente la temperatura de la mezcla en el momento de la evaporación aumentando en consecuencia la densidad de la misma y el rendimiento volumétrico.
• La relación estequiométrica del alcohol es 6,7:1 (frente a 15:1 de la gasolina) por lo que con motores de pequeña cilindrada, ya que no necesita aspirar gran volumen de aire, se pueden conseguir rendimientos equivalentes a los de otro de mayor cilindrada de gasolina.
• Un inconveniente a resolver: ese alto calor de vaporización impide los arranques correctos en invierno.
  Como se puede ver, existen inconvenientes que habría que solventar en los departamentos de I+D; ¿acaso destinando partidas presupuestarias a la investigación y desarrollo a nivel de la Comunidad Europea?; las ventajas creemos que son superiores y, desde luego, que nuestro futuro y el de nuestros hijos merecen el intento ¿no creen?.
  La batalla por la sustitución de las gasolinas ha comenzado de nuevo; ¿podrá el mundo civilizado pasar sobre tantos intereses creados de países y compañías? En otras ocasiones en las que se ha intentado no resultó; hagámoslo con mas fe esta vez.