Gasolina

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Gasolina
Una gasolinera

La gasolina (o essència, i popularment benzina) és una barreja d'hidrocarburs derivada del petroli que s'utilitza com a combustible en motors de combustió interna. Té un poder calorífic molt elevat, d'uns 46 MJ/kg.

Etimologia i denominació[modifica | modifica el codi]

En els productes derivats del petroli, sol haver-hi confusió a causa del fet que es denominen amb el mateix nom substàncies diferents i al mateix temps un producte pot rebre diferents noms. A aquesta problematica s'hi afegeixen molt sovint traduccions defectuoses, degut a l'existència dels falsos amics.

La paraula gasoline o "gasolene") és un terme nord-americà de mitjans del segle XIX[1] Aquest mot mai va ser registrat, i amb el temps es va convertir en una paraula genèrica als Estats Units i Filipines. A l'Amèrica del Nord aquesta paraula s'abrevia com a gas, la qual no s'ha de confondre amb combustibles com el gas natural o el gas butà.

La paraula petrol s'ha utilitzat en anglès per referir-se al petroli cru des del segle XVI.[1] No obstant això, va ser emprada per primera vegada per referir-se al combustible refinat el 1892, quan va ser registrada com a nom comercial per la petroliera britànica Carless, Capel & Leonard per suggeriment de Frederick Simms Richard.[2][3] El competidors de Carless utilitzaren el terme motor spirit fins a la dècada de 1930.[4] [4] El Diccionari Anglès d'Oxford suggereix que aquest ús pot haver estat inspirada de la paraule francesa petrolé francès.[1] Aquest mot és el que s'empra preferentment en l'anglès britànic

La gasolina té també altres noms col·loquials derivats de la paraula benzè: benzin en alemany, bencina o benzina en castella[5] i benzina en català.[6] A més, a l'Argentina, Uruguai i Paraguai se la coneix com a nafta.[7]

Fabricació[modifica | modifica el codi]

La gasolina s'obté del petroli cru en una refineria. En general s'obté a partir de la nafta de destil·lació directa, que és la fracció líquida més lleugera del petroli (exceptuant els gasos). La nafta també s'obté a partir de la conversió de fraccions pesades del petroli (gasoli de buit) en unitats de procés denominades FCC (craqueig catalític fluïditzat) o d'hidrocraqueig.

Han d'acomplir-se una sèrie d'especificacions requerides perquè el motor funcioni bé i altres de tipus ambiental, ambdues regulades per la llei en la majoria dels països. L'especificació més característica és l'índex d'octà, que indica la seva tendència a detonar.

Hi ha diferents tipus de gasolines comercials, classificades en funció del seu índex d'octà. La gasolina més venuda a Europa (2004) té un MON mínim de 85 i un RON mínim de 95.

Components[modifica | modifica el codi]

Es pot considerar composta per una mescla dels hidrucarburs octà i nonà. Normalment es considera nafta la fracció del petroli que el seu punt d'ebullició estigui aproximadament entre 28 i 175 °C (llindar que varia en funció de les necessitats comercials de la refineria). A la vegada, aquest subproducte se subdivideix en nafta lleugera (fins a uns 100°C) i nafta pesada (la resta). La nafta lleugera és un dels components de la gasolina, amb uns índexs d'octà entorn de 70. La nafta pesada no té la qualitat suficient per a ser utilitzada per aquesta fi, i el seu destí és la transformació mitjançant reformat catalític, procés químic pel qual s'obté també hidrogen, a la vegada que s'augmenta l'índex d'octà d'aquesta nafta.

A més de la nafta reformada i la nafta lleugera, altres components que s'usen en la formulació d'una gasolina comercial són la nafta de FCC, la nafta lleugera isomeritzada, la gasolina de piròlisi desbenzenitzada, butà, butens, MTBE, ETBE, alquilat i etanol. Les fórmules de cada refineria solen ser diferents (fins i tot pertanyent a les mateixes companyies), en funció de les unitats de procés de què disposin i segons sigui estiu o hivern.

La nafta és obtinguda per un procés anomenat fluid catalitic cracking FCC (de vegades denominada gasolina de FCC) de gasoli pesat. Si no està refinada pot tenir fins a 1000 ppm de sofre. Té al voltant d'un 40% d'aromàtics i 20% d'olefines. Els seus índexs d'octà (MON/RON) estan entorn de 80/93.

La nafta lleugera isomeritzada (isomerat) s'obté a partir de la nafta lleugera de destil·lació directa, mitjançant un procés que usa catalitzadors sòlids en base platí/alumini o zeolítics. És un component lliure de sofre, benzè, aromàtics i olefines, amb uns índexs d'octà (MON/RON) entorn de 87/89.

La gasolina de pòlisis desbenzenitzada s'obté com subproducte de la fabricació d'etilè a partir de nafta lleugera. Està composta aproximadament per un 50% d'aromàtics (toluè i xilens) i un 50% d'olefines (isobutè, hexens). Té entorn de 200 ppm de sofre. El benzè que conté en origen sol ser purificat i venut com matèria primera petroquímica. Els seus índexs d'octà (MON/RON) estan entorn de 85/105

L'alquilat s'obté a partir d'isobutà i butens, mitjançant un procés que usa catalitzadors àcids (bé àcid sulfúric, bé àcid fluorhídric). Tampoc té sofre, benzè, aromàtics ni olefines. Els seus índexs d'octà (MON/RON) estan entorn de 94/95.

Additius[modifica | modifica el codi]

Plom[modifica | modifica el codi]

La gasolina, quan s'utilitza en motors de combustió interna amb una alta relació de compressió, té una tendència a autoimflamarse (detonació) causant un dany "motor colpejant" (també anomenat "ping" o "piquen") el soroll. Les primeres investigacions en aquest sentit va ser dirigida per A.H. Gibson i Harry Ricardo d'Anglaterra i Thomas Midgley i Boyd Thomas als Estats Units. El descobriment que els additius de plom modificaven aquest comportament va donar lloc a l'adopció generalitzada del seu ús en la dècada de 1920 i per tant motors més potents d'alta compressió. L'additiu més popular va ser tetraetil de plom. El seu ús continuat durant dècades tot i la mort de diversos membres dels equips d'investigació original de la intoxicació per plom. La publicitat deliberadament va evitar esmentar explícitament plom, i en el seu lloc es va utilitzar la paraula "ethyl". No obstant això, amb el descobriment de la magnitud dels danys ambientals i de salut causats pel plom, i la incompatibilitat de plom amb convertidors catalítics que es troben en pràcticament tots els nous automòbils venuts als EUA des de 1975, aquesta pràctica va començar a decaure (encoratjat per molts governs la introducció d'impostos diferencials les taxes) en la dècada de 1980. La majoria dels països estan eliminant el combustible amb plom; diferents additius han substituït els compostos de plom. Els additius més populars són els hidrocarburs aromàtics, èters i l'alcohol (generalment etanol o metanol). Als EUA, on el plom s'havia barrejat amb la gasolina (principalment per augmentar els nivells d'octanatge) des de la dècada de 1920, les normes per eliminar la gasolina amb plom es va implementar per primera vegada el 1973 - degut en gran part als estudis realitzats per Philip J. Landrigan. El 1995, el combustible amb plom representava només el 0,6% de les vendes totals de gasolina i menys de 2.000 tones de plom per any. Des de l'1 de gener de 1996, la Llei d'Aire Net va prohibir la venda de combustible amb plom per al seu ús en vehicles de carretera. La possessió i l'ús de benzina amb plom en un vehicle normal de carretera que ara té una multa màxima de $ 10.000 als EUA. No obstant això, el combustible amb plom pot continuar a la venda per a ús fora de carretera, inclosos avions, cotxes de curses, equip agrícola, i motors marins.[8] Prohibicions similars en altres països s'han traduït en la reducció dels nivells de plom en el torrent sanguini de les persones.[9]

[10]

Un efecte secundari dels additius de plom és la protecció dels seients de les vàlvules del desgast. Molts motors de cotxes clàssics han hagut de modificar l'ús de combustibles sense plom ja que els combustibles amb plom va deixar d'estar disponible. No obstant això, "El plom substituir" els productes també es produeixen i, de vegades es pot trobar en botigues recanvis de l'automòbil. Aquests van ser provats científicament i algunes van ser aprovades per la Federació Britànica de Clubs de Vehicles Històrics de motor del Regne Unit Associació de la Indústria de Recerca (MIRA) el 1999 [18].

En algunes parts d'Amèrica del Sud, Àsia, Europa de l'Est i Orient Mitjà, la gasolina amb plom es troba encara en ús. La gasolina amb plom va ser eliminat en l'Àfrica subsahariana a partir de l'1 gener del 2006. Un nombre creixent de països han elaborat plans per prohibir la gasolina amb plom en un futur pròxim.

MMT[modifica | modifica el codi]

El metilciclopentadienil tricarbonil de manganès (MMT) ha estat utilitzat durant molts anys al Canadà i recentment a Austràlia per augmentar l'octanatge. També ajuda als cotxes antics dissenyats per emprar combustible amb plom a funcionar amb gasolina sense plom sense necessitat d'additius per evitar problemes en les vàlvules.

L'Agència de Protecció del Medi ambient dels Estats Units (EPA) està preocupada per la neurotoxicidad del manganès, [20] mentre que un important estudi canadenc va arribar a la conclusió que l'MMT disminueix l'eficàcia dels controls d'emissions als automòbils i augmenta la contaminació dels vehicles de motor.

Index d'octà[modifica | modifica el codi]

Els motors de combustió interna estan dissenyats per cremar la gasolina en un procés controlat anomenat deflagració. Però en alguns casos, la benzina també pot cremar de forma anormal amb una detonació, que desaprofita energia i pot danyar el motor. Una manera de reduir la detonació és augmentar el octanatge de la gasolina, que s'expressa pel seu índex d'octà.

L'index d'octà es mesura en relació amb una barreja de 2,2,4-trimetilpentà (conegut també com a iso-octà i heptà). Hi ha diferents convencions per a expressar índexs d'octà de manera que un combustible pot tenir diverses classificacions diferents octans sobre la base de la mesura utilitzada.

L'índex d'octà es va convertir en important quan l'exercit va buscar millorar el motor d'aviació a finals dels anys 30 i als 40. Un major octanatge permet una major relació de compressió, i per tant arribar a temperatures i pressions més altes, la qual cosa es tradueix en una major potència i rendiment. Preocupació per la salut la crema no controlada de la gasolina produeix grans quantitats de sutge.

Riscos per la salut[modifica | modifica el codi]

Molts dels hidrocarburs no alifàtics presents de forma natural en la gasolina (especialment els aromàtics com el benzè), així com molts additius antidetonants, són cancerígens. A causa d'això, qualsevol fuita a gran escala de gasolina representen una amenaça per a la salut pública i el medi ambient, la gasolina hauria d'arribar a un públic de subministrament públic d'aigua potable. Els riscos principals d'aquestes filtracions no provenen dels vehicles, però per accidents de camió de repartiment de gasolina i les fuites dels tancs d'emmagatzematge. A causa d'aquest risc, la majoria de tancs d'emmagatzematge (subterranis) tenen ara àmplies mesures per detectar i prevenir qualsevol fuga, com ara ànodes de sacrifici. La gasolina és bastant inestable (el que significa que s'evapora fàcilment), que requereixen que els tancs d'emmagatzematge en terra i en els vehicles estiguin degudament segellats. L'alta volatilitat també significa que fàcilment s'encendrà quan faci calor, a diferència del dièsel, per exemple. Una ventilació adequada és necessària per assegurar el nivell de pressió és similar a l'interior i exterior. La gasolina també reacciona perillosament amb certs productes químics comuns.

La gasolina és també una de les fonts de gasos contaminants. Fins i tot la gasolina, que no contenen compostos de plom o sofre produeix diòxid de carboni, òxids de nitrogen i monòxid de carboni en els gasos d'escapament del motor que hi ha a ella. D'altra banda, la gasolina sense cremar i l'evaporació del tanc, quan en l'atmosfera, reaccionen a la llum solar per produir smog fotoquímic. L'addició d'etanol augmenta la volatilitat de la gasolina.

Per mal ús com inhalants, la benzina també contribueix al dany a la salut. Les concentracions de la gasolina tan baixos com 0,25 ppm [edita] (0000 025%) es pot olorar per la majoria de la gent. La inhalació de gasolina és una forma comuna de drogaadicció per a moltes persones i s'ha convertit en epidèmia en les comunitats més pobres i grups indígenes d'Amèrica, Austràlia, Canadà, Nova Zelanda i algunes illes del Pacífic. [27] En resposta, el combustible Opal ha estat desenvolupat per la refineria de BP Kwinana a Austràlia, i conté només el 5% de compostos aromàtics (a diferència de l'habitual 25%) que inhibeix els efectes de la inhalació. [28]

Igual que altres alcans, crema la gasolina en una gamma limitada de la seva fase de vapor i, amb la seva volatilitat, això fa que les fuites d'alta perillositat, quan les fonts d'ignició. La gasolina té un límit inferior d'explosió de 1,4% en volum i un límit superior d'explosivitat de 7,6%. Si la concentració és inferior a 1.4%, la barreja aire-benzina és molt pobre i no s'encendrà. si la concentració és superior a 7,6%, la barreja és massa rica i no s'encendrà. No obstant això, el vapor de la gasolina es barreja ràpidament i es propaga amb l'aire el que la gasolina sense restriccions ràpidament inflamables. Molts dels accidents involucren la gasolina s'utilitza en un intent d'encendre fogueres, en lloc d'ajudar els materials de la foguera per cremar, una part de la gasolina s'evapora ràpidament després que s'aboca i es barreja amb l'aire circumdant, de manera que quan s'encén el foc un moment més tard, el vapor al voltant de la foguera s'encén a l'instant en una gran bola de foc, que envolta a l'usuari incaut. El vapor és més pesat que l'aire i tendeix a acumular-se en les fosses dels garatge amb el consegüent risc.

Història de la gasolina a Espanya[modifica | modifica el codi]

La primera gasolina comercialitzada a Espanya, amb plom i de 85 octans, no va tenir cap denominació particular. En els anys 80 i amb l'evolució dels motors es va augmentar el octanatge a 91, i al seu torn es va començar a comercialitzar una benzina amb plom de major octanatge, de 97, a la qual van denominar gasolina super. Així, l'anterior gasolina va començar a denominar-se paulatinament com a gasolina normal. D'aquesta manera les gasolineres van oferir durant molts anys gasolina normal de 91 Octans i Gasolina super de 97 Octans.

El 1988 es van començar a comercialitzar en massa els motors que utilitzaven gasolina sense Plom, amb el que va començar la comercialització de les gasolines denominades Sense Plom 95 i Sense Plom 98. A mitjans i finals dels anys 90 l'ús de gasolines sense plom va començar a ser notablement superior que el de les gasolines amb plom (a finals de 1999 un 40% de tots els cotxes que circulaven per les carreteres espanyoles usaven gasolines amb plom), per la qual cosa al llarg de la dècada es va anar retirant del mercat la gasolina Normal 91, cada vegada amb menys demanda, quedant únicament la Gasolina Super 97 com gasolina amb plom.

Quan la Unió Europea va aprovar la normativa en què es retirarien totes les gasolines amb plom del mercat abans de gener de 2001, a Espanya li van concedir una pròrroga donada la quantitat de vehicles que consumien aquest tipus de combustibles amb plom que encara existien en territori nacional. A partir d'agost de 2001 van començar a retirar a poc a poc la Gasolina Súper 97 amb plom, per finalment, el gener de 2002, prohibir per llei la comercialització de qualsevol tipus de gasolina amb plom.[11] A l'abril de 2001, el consum de gasolina súper representava el 28,5% del total de les gasolines.

D'altra banda, les petrolieres, van oferir un substitut a la Gasolina Super 97 amb plom que van introduir en el seu mercat al mateix temps que retiraven aquesta. Segons la petroliera la seva denominació era diferent: Repsol YPF "Nova Súper 97"; Cepsa, "Nova súper", i BP, "BP Ecosúper 97 amb substitutiu del plom". Aquestes noves gasolines, lleugerament més cares, incloïen un additiu basat en potassi (K) que reemplaça el plom.[12] Tot i així i tot i ser menys contaminant que el plom, el Govern va ordenar la seva retirada per a finals de 2005.[13] L'objectiu fonamental consistia en la retirada massiva de vehicles que consumeixen en excés i produeixen molta contaminació, degut en gran part per no posseir catalitzador (únicament possible d'usar en motors de combustible sense plom). També l'alt preu d'aquest substitutiu va motivar el seu retir. El 2004, el consum de gasolina súper representava el 12% del total de les gasolines.

A partir de 2006 a les gasolineres només existien Sense Plom 95 i Sense plom 98. Els que volguessin utilitzar motors que no suporten gasolines sense plom ni substitutius, podrien adquirir el substitutiu de potassi a part i barrejar amb la gasolina, encara que es recomanava en la mesura del possible condicionar el motor per poder usar-se amb gasolina sense plom, i dotar-lo d'un catalitzador.

Repsol YPF actualment comercialitza les benzines sebse plom Repsol Efitec 95 i Efitec 98 amb menys de 10 ppm de sofre si bé encara distribueix una benzina d'aviació, l'AVGAS 100LL amb plom, degut a les necessitats especials dels motors d'explosió aeronautics. [14]

Precaucions i efectes sobre la salut[modifica | modifica el codi]

NFPA 704
NFPA 704.svg
3
1
0
 
Diamant de foc per a la gasolina[15]
La combustió incontrolada de la gasolina produeix grans quantitats de sutge.

Molts dels hidrocarburs alifàtics present de forma natural en la gasolina (especialment els aromàtics com el benzè), així com molt additius anti-detonants, són cancerígens.

Les fuites a gran escala de gasolina representen una amenaça per a la salut pública i el medi ambient ja que contaminen l'aigua, especialment els aqüifers, fent-los no potables. El principals perill es troba en les pèrdues dels tancs d'emmagatzematge subterrani. A causa d'aquest risc, la major part dels tancs d'emmagatzematge subterranis tenen mesures per detectar i prevenir qualsevol fuga, com ara ànodes de sacrifici.

La gasolina s'evapora fàcilment i es fácilment inflamable, la qual cosa requereix que els tancs d'emmagatzematge i els diposits dels vehicles estiguin degudament segellats, per evitar pèrdues i evitar posibles incendis pel contacte amb focus d'ignició. És necessària un sistema de ventilació adequada per assegurar que el nivell de pressió és similar a l'interior i exterior dels tancs d'emmagatzamatge per a evitar col·lapses o explosions.

La benzina és també una fonts de contaminants, per una banda la seva combustió en els motors produeix l'emissió de diòxid de carboni, òxids de nitrogen, diòxid de sofre, monòxid de carboni i hidrocarburs en els gasos d'escapament i per l'altre l'evaporació dels tancs de combustible, especialment en les gasolines on s'ha barreixat etanol el qual n'augmenta la volatilitat, afegeix més compostos orgànics volàtils (COVs) a l'aire. Aquestes substàncies reaccionen amb l'ajuda de la llum solar en l'atmosfera per produir boirum. L'ús de gasolines que no contenen compostos de plom permet emprar catalitzadors i disminuir les emissions de oxid de nitrogen, hidrocaburs sense cremar i monòxid de carboni, mentre que l'eliminació del sofre acaba amb les emissions de diòxid de sofre.

Inhalació[modifica | modifica el codi]

L'ús de la gasolina com una droga inhalant és un fet que s'ha convertit en una epidèmia a les comunitats més pobres, especialment entre els grups indígenes d'Austràlia, Canadà, Nova Zelanda i algunes illes del Pacífic.[16]
En resposta, la refineria de BP Kwinana a Austràlia ha desenvolupat el combustible Opal amb només un 5% de compostos aromàtics en lloc del 25% que contenen la majoria de les benzines. Això permet debilitar els efectes de la inhalació i combatre aquesta pràctica entre les comunitats natives.[17]

Estabilitat i emmagatzematge[modifica | modifica el codi]

Una gasolina de bona qualitat ha de ser estable gairebé indefinidament si es conserva adequadament. El seu emmagatzematge s'ha de fer en un recipient hermètic, per evitar-ne l'oxidació o la barreja amb el vapor d'aigua, i a una temperatura baixa estable, per reduir la possibilitat que el contenidor pateixi fuites. Quan la gasolina no s'emmagatzema correctament i es deixa durant un període de temps, es formen gomes i vernissos que acaben precipitant en la gasolina, "el combustible és vell". Això pot causar que s'acumulin reïnes en el tanc de combustible, línies i components de carburador o d'injecció de combustible per la qual cosa és més difícil d'arrencar el motor, fins al punt d'obligar a fer una neteja manual de les peces afectades, si bé en els casos menys greus amb la represa de l'ús regular del vehicle, el precipitat pot ser eliminat pel flux de la gasolina fresca. Es poden emprar estabilitzadors de combustible per allargar la vida útil del combustible quan aquests s'han d'emmagatzemar durant un llarg temps, especialment en els motors petits com els motors de talladora de gespa i un tractor per promoure la més ràpida i més fiable de partida. Els usuaris han de tenir la precaució de mantenir els recipients i tancs de benzina a més de la meitat i ben tapats per a reduir l'exposició a l'aire, així com evitar la seva exposició a temperatures elevades,[18] per executar un motor de deu minuts per fer circular l'estabilitzador a través de tots els components abans del seu emmagatzematge, i fer funcionar el motor a intervals per a purgar el combustible envellit del carburador.

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. 1,0 1,1 1,2 «Gasoline» (en anglès). Oxford English Dictionary online edition. Oxford University Press, 2012. [Consulta: 4 febrer 2012].
  2. «History» (en anglès). Petrochem Carless Ltd. [Consulta: 31 gener 2012].
  3. «Death of Mr. F. R. Simms». The Times, 24 d'abril de 1944, pàg. 6.
  4. Hincks, Ron. «Our Motoring Heritage: Petrol & Oil». Chrysler Collector, núm. 154, 2004, p. 16-20.
  5. «Benzina». Diccionario de la lengua española. Real Academia Española (castellà).
  6. «benzina». Diccionari de la llengua catalana de l'IEC. Institut d'Estudis Catalans.
  7. «Nafta». Diccionario de la lengua española. Real Academia Española (castellà).
  8. «EPA Takes Final Step in Phaseout of Leaded Gasoline» (en anglès). U.S. Environmental Protection Agency, 29 gener 1996.
  9. Lourdes Schnaas, Stephen J. Rothenberg, María-Fernanda Flores, Sandra Martínez, Carmen Hernández, Erica Osorio i Estela Perroni. «Blood Lead Secular Trend in a Cohort of Children in Mexico City (1987–2002)» (Open-access full-text reprint). Environ. Health Perspect., 112, núm. 10, 2004, p. 1110–1115. doi= 10.1289/ehp.6636.
  10. «Rapid Drop in Infant Blood Lead Levels during the Transition to Unleaded Gasoline Use in Santiago, Chile». Archives of Environmental Health: an International Journal, 59, núm. 4, 2004, p. 182–187. DOI: 10.3200/AEOH.59.4.182-187 autor.
  11. «El Gobierno prohibirá la comercialización de la gasolina 'súper' desde el próximo 1 de agosto» (html) (en castellà). El País, 06-07-2001. [Consulta: 11-12-2010].
  12. «Un nuevo combustible sin plomo sustituye a partir de hoy a la gasolina 'súper'» (html) (en castellà). El País, 01-08-2001. [Consulta: 11-12-2010].
  13. «El Gobierno suprimirá la gasolina 'súper' de 97 octanos a final de año» (html) (en castellà). El País, 03-05-2005. [Consulta: 11-12-2010].
  14. «CARACTERÍSTICAS FISIC0-QUIMÍCAS DEL CARBURANTE DE AVIACIÓN AVGAS 100 L» (pdf) (en castella). Repsol YPF. [Consulta: 22-02-2011].
  15. www.rivcoeh.org/opencms/system/galleries/download/.../NFPA_Rating.pdf
  16. Cairney, Sheree. «Petrol Sniffing Fact File» (en anglès). Health Matters. ABC, 24 novembre 2005. Arxivat de l'original el 15 juny 2007. [Consulta: 24 setembre 2012].
  17. «Fuel technology» (en anglès). BP, 2007. Arxivat de l'original el 11 octubre 2007. [Consulta: 26 setembre 2012].
  18. Error en el títol o la url.«».