En Chile, al igual que en el resto del mundo, el gas natural (GN) y el gas licuado de petróleo (GLP) tienen diversas aplicaciones, las cuales son múltiples. A nivel productivo destacan, por ejemplo, la generación eléctrica, su utilización en diversos procesos industriales, transporte, comercio, etc. En la vida doméstica cotidiana, la calefacción y la preparación de alimentos en la cocina son los usos más comunes de este tipo de gas.
El GLP, por su parte, es uno de los combustibles más versátiles que existe, pues permite proveer de energía tanto a áreas remotas como a zonas urbanas densamente pobladas. Dado que es posible licuarlo a baja presión, el transporte en distintos tipos de contenedores (cilindros, camiones, etc.) resulta muy fácil y no se hace necesario depender de tuberías de transmisión, redes o gasoductos, lo que eventualmente puede elevar los costos. Al igual que el GN, la importancia del GLP en las economías desarrolladas y en vías de desarrollo es muy relevante.
Con frecuencia no sólo es la principal, sino que a veces la única energía moderna disponible, ya que permite contar con uno de los combustibles más limpios entre los hidrocarburos y es fácil de usar, sobre todo para aquellas necesidades de alto consumo. Las centrales termoeléctricas son instalaciones que transforman la energía del gas a través de un proceso, hasta convertirla en energía eléctrica. Los componentes principales de este tipo de central son la caldera, la turbina de vapor y el generador.
Al escapar el vapor a alta presión, hace girar las palas de la turbina. Genera electricidad mediante la aplicación combinada de dos ciclos termodinámicos que utilizan una turbina a gas y una turbina a vapor. En el primer ciclo se produce combustión al interior de la turbina de gas, para lo cual se utiliza una mezcla de aire a presión y combustible. El calor producido hace girar la turbina. En el segundo ciclo se aprovecha el calor no utilizado proveniente de los gases de la turbina a gas, para generar electricidad adicional en una turbina a vapor.
Por otra parte, la generación de electricidad a través de generadores a GLP es perfecta para ser utilizada, por ejemplo, en actividades outdoor (camping, casas rodantes, refrigeradores portátiles, etc.), en emergencias y muchas otras aplicaciones. La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica, ambas utilizables. El principio central y fundamental de la cogeneración es que, al producirse electricidad mediante una máquina térmica, también se produce calor, el cual puede ser utilizado por los usuarios, sea este un edificio, una industria o bien una ciudad completa.
El alternador es un dispositivo que, haciendo uso de un campo magnético y mediante el giro de un eje, es capaz de transformar el movimiento de la turbina en energía eléctrica. En este proceso, otra parte de la energía del combustible (que puede llegar hasta el 70%) se convierte en calor residual. Un sistema de cogeneración permite aprovechar este calor de los gases de combustión para producir agua caliente para uso sanitario o calefacción.
Además de los combustibles más comunes que se extraen del petróleo también se obtienen otros productos, los cuales permiten la producción de ciertos compuestos químicos que son la base de diversas cadenas productivas. De esta manera se obtiene una amplia gama de productos conocidos genéricamente como productos petroquímicos. El GN también es utilizado como materia prima en múltiples procesos industriales y químicos. El metanol se utiliza en la fabricación de disolventes industriales, anticongelantes para vehículos, solvente de tintas, tintes, resinas, adhesivos, biocombustibles y aspartame.
Además el metanol es materia prima para la fabricación de “formaldehído”, el cual se usa en la fabricación de cosméticos, ropas, pinturas, desinfectantes, plásticos, entre otros. Para la refrigeración con gas se utilizan sistemas y procesos que aprovechan las propiedades de los cambios de estado de la materia y los principios de la ley general de los gases. En efecto, la materia cuando cambia de estado libera o absorbe calor (energía); por ejemplo, el agua en estado líquido al transformarse a estado sólido (hielo) libera energía hacia el medio en forma de calor (se enfría); en cambio, cuando pasa de estado líquido a estado de gaseoso, absorbe calor (se calienta).
Por otro lado, los gases, al calentarse, modifican sus características como el volumen y la presión; el aumento de presión de un gas en un circuito cerrado puede facilitar el movimiento del gas por dicho circuito. Asimismo, algunos materiales o sustancias, dadas sus propiedades químicas, pueden sufrir cambios de estado fácilmente, con mucha rapidez, baja cantidad de energía y/o combinándose con otras sustancias o condiciones. El proceso de refrigeración con gas consiste en un ciclo de absorción que se inicia con una llama producida ya sea con GN o con GLP, el cual calienta una solución de agua con bromuro de litio.
En el generador el refrigerante (agua) se separa del absorbente (bromuro de litio) por ebullición y, por la presión generada, recorre el circuito de alta presión, donde se condensa hasta evaporarse (momento en que se libera el calor) de nuevo en la zona de baja presión. El gas GLP y GN es utilizado en grúas horquilla, cuyos motores (de dos ciclos) utilizan este tipo de combustible durante la etapa de trabajo. El motor de “gas-gasolina” funciona bajo un ciclo de cuatro tiempos y encendido por chispa. Está diseñado para que durante la etapa de trabajo el ciclo funcione con una mezcla de aire y GN o GLP y, en la puesta en marcha, ocupe una mezcla aire-gasolina.
Con esto se logra disminuir la emisión de gases contaminantes producto del normal funcionamiento del motor. Actualmente en Chile se comercializan dos tipos de gas vehicular: gas licuado de petróleo (GLP, mezcla de propano y butano) y gas natural comprimido (GNC). El sistema del motor de los vehículos a gas está equipado con modernos dispositivos de seguridad y válvulas de cierre. De acuerdo a un estudio realizado por WLPGA (Asociación Mundial de la Industria del Gas Licuado de Petróleo), el cual compara los efectos en la salud humana como consecuencia de los diversos tipos de contaminantes emitidos por una amplia gama de combustibles utilizados con mayor frecuencia (en usos domésticos interiores y exteriores), se señala que, debido a la generación de un número menor de contaminantes nocivos, el gas no sólo es una alternativa más limpia sino que también más saludable.
El gas vehicular, tanto GN como GLP, emite mucho menos gases de efecto invernadero en comparación con otros combustibles tradicionales para automóviles, como el diesel y la gasolina, contribuyendo por lo tanto a la protección del medio ambiente y a la mitigación de la amenaza del cambio climático global. La tabla muestra que el GLP produce un 13% menos de emisiones de CO2 que el diesel. Este último, corresponde al combustible más usado por los vehículos pesados. Actualmente, la normativa en Chile permite la conversión a gas vehicular sólo a taxis, colectivos, flotas comerciales y aquellos vehículos homologados ante el Centro de Control y Certificación Vehicular 3CV, con un período máximo de cinco años de antigüedad en la Región Metropolitana y de siete años en otras regiones.
Según datos del 2014, entregados por el Ministerio Transportes y Telecomunicaciones, hoy en día circulan más de 32 mil automóviles a gas en Chile, de los cuales un 60% corresponde a GLP y un 40% a GNC, y se estima que cada año se convierten entre 6 mil y 8 mil vehículos. AutoGasco, empresa creada el año 2010 con el fin de distribuir gas vehicular en Chile, había convertido de vehículo convencional a gas aproximadamente 15.000 vehículos hasta el año 2014, incluyendo taxis, colectivos, radio taxis y vehículos comerciales. De acuerdo a la información entregada por WLPA (Asociación Mundial de la Industria del Gas Licuado de Petróleo), en el mundo, este gas es el combustible alternativo favorito en transporte.
Las fugas se detectan fácilmente porque se agrega un odorante como medida de seguridad. Es un combustible no tóxico, por lo que no contamina los acuíferos ni el suelo. Mezclado con aire no se enciende, a menos que la fuente de ignición alcance al menos 504ºC. En contraste, la gasolina debe alcanzar sólo entre 221 y 260º C para encender. Por otra parte, el gas vehicular emite un 80% menos de Material Particulado (principal contaminante en algunas ciudades de Chile) y contiene un 27% menos de CO2 que el diesel. Por lo tanto, es indudable que el uso de este combustible contribuye a proteger la salud de las personas.
Al ser un combustible más limpio, se encuentra exento de restricción vehicular, lo que se traduce en un día adicional de circulación para los usuarios de transporte de pasajeros y flotas comerciales. Además, es un combustible que otorga mayor autonomía, ya que los vehículos convertidos quedan operando como duales; es decir, utilizando gasolina o gas, lo que se traduce en que la autonomía del vehículo prácticamente se duplica. En cuanto a la seguridad, los estanques de almacenamiento de gas que se instalan en los vehículos son sometidos a las más estrictas normas de seguridad, calidad y resistencia, por lo que soportan fuertes impactos y altas temperaturas, lo que los hace más seguros en comparación al estanque de gasolina.
Con el objetivo de abastecer con gas vehicular al transporte público de la ciudad de Punta Arenas en la Región de Magallanes, en 2009 la empresa Movigas se adjudicó la licitación del Transporte Público Mayor para dicho centro urbano. Esta empresa ha puesto en las calles 61 máquinas, consideradas las menos contaminantes de Sudamérica y con un formato urbano similar al europeo. Hoy en día existen más de mil aplicaciones del gas destinados a la vivienda y éstas van en aumento, debido al competitivo precio de dicho combustible.
Existen varios tipos de caldera, pero en su concepto básico es un recipiente de metal (cobre, acero inoxidable o hierro colado) que usa gas como combustible para calentar el agua que circula través de tuberías y radiadores. El agua del circuito de calefacción por radiadores, regresa a la caldera para reiniciar el ciclo.
El GNV es uno de los combustibles más seguros del mercado. De hecho, no presenta desventajas, ya que una instalación correcta no perjudica el motor de forma alguna. Incluso en altura, no pierde potencia. Una muestra son los grifos en Canta o Marcahuasi. Por otro lado, el GNV es sumamente económico, ya que es totalmente peruano y no se ve afectado por las variaciones en el precio internacional del petróleo. En el país, los conductores de autos a GNV perciben un ahorro de 60% en comparación con la gasolina regular y de 40% frente al GLP. Llenar a tope un tanque de combustible a GNV cuesta aproximadamente entre S/ 15 y S/18, y cada galón rinde aproximadamente 35 kilómetros.
Es importante tener en cuenta que la eficiencia y autonomía del combustible dependerá del tipo de ruta, del carro y del motor. Por ejemplo, al viajar por la Panamericana Sur o Norte, se consumirá menos combustible en comparación con un viaje a la sierra de Lima. La preocupación por la calidad del aire y el impacto ambiental de las actividades humanas ha crecido exponencialmente en las últimas décadas. En este contexto, el control de gases emitidos por los automóviles se ha convertido en un pilar fundamental para la sostenibilidad y la salud pública. Desde los primeros motores de combustión interna hasta los vehículos modernos, la evolución en la tecnología de control de emisiones ha sido constante, impulsada por la necesidad de mitigar los efectos nocivos de estos gases.
Gases Contaminantes Principales Emitidos por Automóviles
Los vehículos con motor de combustión interna, ya sean de gasolina o diésel, generan una serie de gases como subproducto de la combustión. Si bien algunos de estos gases son relativamente inofensivos en pequeñas cantidades (como el vapor de agua), otros representan serias amenazas para la salud humana y el medio ambiente. Comprender la naturaleza de estos gases y sus efectos es el primer paso para apreciar la importancia del control de emisiones.
- Monóxido de Carbono (CO): Un gas incoloro e inodoro, altamente tóxico. Se produce por la combustión incompleta de combustibles fósiles. Inhalado, el CO reduce la capacidad de la sangre para transportar oxígeno, pudiendo causar desde dolores de cabeza y mareos hasta la muerte en altas concentraciones. A nivel ambiental, aunque no es un gas de efecto invernadero de larga duración, contribuye a la formación de smog.
- Óxidos de Nitrógeno (NOx): Este término engloba varios compuestos de nitrógeno y oxígeno, siendo los más comunes el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2). Se forman a altas temperaturas durante la combustión. Los NOx son irritantes respiratorios y contribuyen significativamente a la formación de smog fotoquímico y lluvia ácida. Además, el NO2 es un gas de efecto invernadero.
- Hidrocarburos (HC): Son compuestos orgánicos formados por hidrógeno y carbono. Se emiten principalmente por la combustión incompleta del combustible y la evaporación de la gasolina. Algunos hidrocarburos son cancerígenos, y en presencia de luz solar y NOx, contribuyen a la formación de ozono troposférico (smog), un potente irritante respiratorio y gas de efecto invernadero.
- Partículas (PM): Se trata de una mezcla compleja de partículas sólidas y líquidas suspendidas en el aire. En el contexto de los automóviles, las partículas provienen principalmente de los motores diésel y, en menor medida, de los de gasolina (especialmente los de inyección directa). Las partículas finas (PM2.5) son especialmente peligrosas porque pueden penetrar profundamente en el sistema respiratorio y llegar al torrente sanguíneo, causando problemas respiratorios, cardiovasculares y cáncer.
- Dióxido de Carbono (CO2): El principal gas de efecto invernadero asociado al transporte. Se produce durante la combustión completa de combustibles fósiles. Aunque no es tóxico directamente, su acumulación en la atmósfera es la principal causa del calentamiento global y el cambio climático, con consecuencias devastadoras a largo plazo.
Más allá de estos gases principales, los vehículos también emiten otros contaminantes en menor medida, como compuestos orgánicos volátiles (COV) distintos de los hidrocarburos, amoníaco (NH3) en vehículos con sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR), y óxido nitroso (N2O), otro potente gas de efecto invernadero.
Tecnologías para el Control de Gases: Del pasado al presente
La historia del control de emisiones automotrices es una evolución constante, impulsada por la legislación cada vez más estricta y la innovación tecnológica. Desde soluciones relativamente simples hasta sistemas complejos y sofisticados, la industria automotriz ha desarrollado diversas estrategias para reducir la emisión de gases contaminantes.
Primeras soluciones y el Catalizador de Tres Vías
Inicialmente, el enfoque se centró en la combustión más eficiente dentro del motor, ajustando la mezcla aire-combustible y el tiempo de encendido. Sin embargo, estas mejoras tenían limitaciones. El verdadero avance llegó con la introducción del catalizador de tres vías en la década de 1970. Este dispositivo revolucionario, instalado en el sistema de escape, utiliza reacciones químicas para convertir simultáneamente tres contaminantes principales:
- Monóxido de Carbono (CO) se oxida a Dióxido de Carbono (CO2): 2CO + O2 → 2CO2
- Hidrocarburos (HC) se oxidan a Dióxido de Carbono (CO2) y Agua (H2O): HC + O2 → CO2 + H2O
- Óxidos de Nitrógeno (NOx) se reducen a Nitrógeno (N2) y Oxígeno (O2): 2NOx → N2 + xO2
El catalizador de tres vías es altamente efectivo para motores de gasolina, y sigue siendo un componente esencial en la mayoría de los vehículos modernos. Su eficiencia depende de mantener una mezcla aire-combustible cercana a la estequiométrica (relación ideal), lo que se logra mediante sensores de oxígeno (sonda lambda) que monitorizan los gases de escape y ajustan la inyección de combustible.
Legislación y Normativas: Un marco global en evolución
La implementación y el desarrollo de tecnologías de control de emisiones están fuertemente impulsados por la legislación y las normativas gubernamentales a nivel global, regional y nacional. Estas regulaciones establecen límites máximos permisibles para la emisión de diferentes contaminantes, y obligan a los fabricantes a cumplir con estos estándares para poder comercializar sus vehículos.
La Unión Europea ha sido pionera en la regulación de emisiones de vehículos con las normas Euro. Estas normas, que se han ido endureciendo progresivamente desde Euro 1 (introducida en 1992) hasta la actual Euro 6 (y futuras Euro 7), establecen límites cada vez más bajos para las emisiones de CO, NOx, HC y partículas, tanto para vehículos ligeros (turismos y furgonetas) como para vehículos pesados (camiones y autobuses). Las normas Euro no solo definen los límites de emisión, sino también los procedimientos de ensayo y homologación para verificar el cumplimiento.
En Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) es la encargada de regular las emisiones de vehículos. Las normativas estadounidenses, como las Tier 2 y Tier 3, también han establecido límites estrictos para los contaminantes y han impulsado la adopción de tecnologías de control de emisiones. Muchos otros países y regiones del mundo también han implementado normativas de emisiones, inspiradas en gran medida en los estándares europeos o estadounidenses.
El Futuro de la Normativa: Euro 7 y Más Allá
La normativa Euro 7, actualmente en desarrollo, se espera que sea aún más restrictiva que Euro 6, posiblemente incluyendo límites para nuevos contaminantes, como el amoníaco y las partículas ultrafinas, y endureciendo los límites para los contaminantes ya regulados. Además, se prevé una mayor atención a las emisiones durante el ciclo de vida completo del vehículo, incluyendo la fabricación y el final de vida útil, y un enfoque más holístico hacia la sostenibilidad del transporte.
Más Allá del Motor de Combustión: Vehículos Eléctricos y Otras Alternativas
Si bien las tecnologías de control de emisiones para motores de combustión interna han avanzado enormemente, la solución a largo plazo para la contaminación vehicular y el cambio climático pasa por la transición hacia sistemas de propulsión alternativos, principalmente los vehículos eléctricos.
Vehículos Eléctricos (VE): Cero emisiones en el tubo de escape
Los vehículos eléctricos (VE), ya sean 100% eléctricos (BEV) o híbridos enchufables (PHEV) en modo eléctrico, no emiten gases contaminantes directamente del tubo de escape. Esto representa una ventaja fundamental en términos de calidad del aire local, especialmente en entornos urbanos densamente poblados. Sin embargo, es importante considerar el ciclo de vida completo de los VE, incluyendo la producción de la electricidad que los alimenta y la fabricación de las baterías. Si la electricidad proviene de fuentes renovables, el impacto ambiental global de los VE es significativamente menor que el de los vehículos de combustión interna.
Mantenimiento y Buen Uso del Sistema de Control de Emisiones
Incluso los vehículos equipados con las tecnologías de control de emisiones más avanzadas requieren un mantenimiento adecuado para asegurar su correcto funcionamiento y mantener bajas las emisiones a lo largo de su vida útil. Un sistema de control de emisiones descuidado o defectuoso puede aumentar significativamente las emisiones contaminantes y, además, puede afectar el rendimiento del vehículo y el consumo de combustible.
Mantenimiento preventivo y correctivo
- Revisiones periódicas: Seguir las recomendaciones del fabricante en cuanto a los intervalos de mantenimiento y las revisiones específicas del sistema de control de emisiones. Esto puede incluir la inspección del catalizador, el DPF, el SCR, las sondas lambda y otros sensores.
- Sustitución de componentes desgastados: Algunos componentes del sistema de control de emisiones, como las sondas lambda o los filtros, tienen una vida útil limitada y deben ser sustituidos periódicamente.
- Atención a las luces de advertencia: Si se enciende la luz de "fallo motor" o alguna luz de advertencia relacionada con el sistema de emisiones, es importante llevar el vehículo a un taller para su diagnóstico y reparación lo antes posible.
La Elección del Combustible Adecuado para Tu Auto
La elección del combustible adecuado para tu vehículo es una decisión crucial que impacta directamente en su rendimiento, vida útil y, por supuesto, en tu bolsillo. No se trata solo de llenar el tanque; es entender las diferencias entre las opciones disponibles y cómo se adaptan a las necesidades específicas de tu auto y tu estilo de conducción.
Tipos de Combustible: Un Panorama General
El mercado actual ofrece una variedad de combustibles, cada uno con sus propias características y aplicaciones. Los más comunes son:
- Gasolina
- Diésel
- GLP (Gas Licuado de Petróleo)
- GNV (Gas Natural Vehicular)
- Biodiesel
- Etanol
- Combustibles Sintéticos
La gasolina es el combustible predominante en la mayoría de los vehículos de pasajeros. Su popularidad se debe a su disponibilidad, relativa facilidad de uso y la amplia variedad de motores diseñados para funcionar con ella.
¿Qué Combustible es el Mejor para Tu Auto? Factores a Considerar
La elección del combustible adecuado para tu auto depende de varios factores, incluyendo:
- El tipo de motor
- El octanaje recomendado
- El costo del combustible
- La disponibilidad de estaciones de servicio
- El impacto ambiental
- El estilo de conducción
Consejos para Optimizar el Consumo de Combustible
Independientemente del tipo de combustible que elijas, hay varias cosas que puedes hacer para optimizar el consumo de combustible de tu auto:
- Mantén tu auto en buen estado
- Conduce de manera eficiente
- Reduce el peso
- Infla los neumáticos correctamente
- Utiliza el aire acondicionado con moderación
- Planifica tus rutas
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