Becerra Romero, J. (jbecerrar@cientifica.edu.pe), Manrique Muñante, R. ([email protected]), Muñoz Cabana, M. ([email protected])
Alumnos del curso Química General 2022-2 de Universidad Científica del Sur
Existen varias preocupaciones con el uso de
combustibles fósiles (1):
Incremento de la temperatura global
Intensificación de climas extremos
Aumento del nivel del mar
Acidificación de los océanos
Aparición de enfermedades
transmitidas por vectores
Una alternativa transitoria antes de migrar a
nuevas formas limpias de energía es utilizar el
combustible que emita menor cantidad de CO2ala
atmósfera.
Ante la ausencia de la comparación detallada de
generación de CO2en función del combustible, el
objetivo de esta investigación es determinar la
cantidad de CO2generada por kilómetro recorrido
por un vehículo.
Las reacciones químicas son transformaciones de
la materia que se expresan mediante ecuaciones
químicas balanceadas.
Los tipos de reacción se pueden dividir según su:
Formación: Síntesis, descomposición,
desplazamiento siempre y
desplazamiento doble
Energía: Endotérmica y exotérmica
Dirección o sentido: reversible e
irreversible
La reacción de combustión completa requiere un
combustible que reaccione con oxígeno (O2) para
producir dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).
Además, esta reacción es exotérmica e
irreversible.
La estequiometría es parte de la química en la que
se determina relaciones cuantitativas entre
reactantes y productos empleando leyes
ponderales (2).
IDENTIFICACIÓN DE CONDICIONES
PARA LA MEDICIÓN DE CO2
DETERMINACIÓN DEL CO2EMITIDO COMPARACIÓN ENTRE
COMBUSTIBLES
Determinación de componente principal
del combustible
Capacidad del tanque
Presión y temperatura del combustible
Máxima distancia recorrida
Balance de ecuación química
Identificación del reactivo limitante
Cálculo de kilogramos de CO2
emitidos
Cálculo de kilogramos de CO2
emitidos por unidad de
distancia recorrida en
función de cada combustible
La emisión de CO2por kilómetro de distancia recorrida fue mayor
en gasolina y en diésel, y fue menor en GNV y GLP.
El análisis de este caso resulta complejo porque la cantidad de
variables implicadas como composición de gasolina, rendimiento
de la combustión, modelo del vehículo y tipo de recorrido.
Se aplicó la estequiometría de reacción y la ley de los gases
ideales para determinar la masa de cantidad de CO2emitido.
1. Mondragón F. Ciclos del dióxido de carbono en la formación y utilización de combustibles fósiles y su efecto en el cambio climático. Rev. Acad.
Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat. [Internet]. Julio –septiembre de 2021 [citado 23 de agosto de 2022];45(176):833-849. Disponible en:
https://raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/ciclos-del-dioxido-de-carbono-en-la-formacion-y-utilizacion-de-c/3110
2. Chang R, Goldsby K. Química. 11.ª ed. México D.F.: McGraw Hill; 2013.
3. Martín Martín F, Sala Gómez V. Estudio comparativo entre los combustibles tradicionales y las nuevas tecnologías energéticas para la propulsión
de vehículos destinados al transporte [Internet] [Proyecto Final de Carrera]. UPC, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona,
Departament de Màquines i Motors Tèrmics; 2004 [citado 23 de agosto de 2022]. Disponible en: http://hdl.handle.net/2099.1/3686
4. Díaz EF, Hidalgo DG, Taipe LJ. Etiquetado de vehículos en Ecuador, en base al consumo de combustible, emisiones de CO2y kilometraje vehicular.
Investigación Tecnológica ISTCT [Internet]. 27 de junio de 2020 [citado 23 de agosto de 2022];2(1):9. Disponible en:
http://investigacionistct.ec/ojs/index.php/investigacion_tecnologica/article/view/55
Los componentes principales de los combustibles son (3):
Combustible
Fórmula
general
Condiciones
Máxima distancia
recorrida
Gasolina
C
8H18
114 g/mol
60 L
Densidad 0,720 kg/L
80 km
Diesel
C
12H26
170 g/mol
40 L
Densidad
0,832 kg/L
100 km
Gas natural
vehicular GNV
CH
4
16 g/mol
200 bar
21
°C
80 L
220 km
Gas licuado
de
petróleo GLP
C
3H8
44 g/mol
45 kg
Densidad 0,584
kg/L
40 km/
gl
Ecuaciones químicas balanceadas para combustión completa:
Gasolina: 2C8H18 +25O2→16CO2+18H2O
Diesel: 2C12H26 +37O2→24CO2+26H2O
GNV: CH4+ 2O2→CO2+ 2H2O
Propano: C3H8+ 5O2→ 3CO2+ 4H2O
1.67
1.03
0.13 0.17
0
0.5
1
1.5
2
Tipo de combustible
kg CO2 / km recorrido
Emisión de CO2 según tipo de combustible
Gasolina Diesel GNV GLP
Se comparó la cantidad de kg CO2que resulta por estequiometría en función de la
distancia recorrida.
Se encontraron resultados esperados pues GNV y GLP son reconocidos como de alto
rendimiento y bajo costo (4).
Fuentes de error:
Consumo de combustible y rendimiento depende del modelo y antigüedad del
vehículo.
Tipo de recorrido: ciudad, carretera y camino sin asfaltar.
Comparación de la emisión de CO2 en la combustión de gasolina,
diésel, GNV y GLP