Gasolina (hidrocarburo)

Gasolina (hidrocarburo)
Identificación
N o CAS	86290-81-5
N o ECHA	100.081.080
N o EC	289-220-8
Apariencia	líquido móvil
Propiedades químicas
Fórmula	parafinas, cicloparafinas, hidrocarburos olefínicos y aromáticos. C 3
Propiedades físicas
T ° fusión	< -60  ° C
T ° hirviendo	20  hasta  200  ° C
Solubilidad	100 a 250  mg L −1 en agua
Densidad	680 hasta 790  kg m −3 ( 15  ° C )
Temperatura de autoignición	alrededor de 300  ° C
punto de inflamabilidad	−40  ° C
Límites explosivos en el aire	1,3 - 7,1  % vol
Presión de vapor saturante	350 a 900  hPa ( 37,8  ° C )
Termoquímica
PCS	33,600,000  J / L
Precauciones
SGH
Peligro H304, H350, H304  : Puede ser fatal si se ingiere y entra en las vías respiratorias H350  : Puede causar cáncer (indíquese la ruta de exposición si se ha demostrado de manera concluyente que ninguna otra ruta de exposición causa el peligro)
Transporte
33    1203    Código Kemler: 33  : material líquido altamente inflamable (punto de inflamación inferior a 21  ° C ) Número ONU  : 1203  : Clase GASOLINA : 3 Código de clasificación: F1  : Líquidos inflamables, con un punto de inflamación inferior o igual a 60 ° C Etiqueta: 3  : Líquidos inflamables Embalaje: Grupo de embalaje II  : materiales de peligrosidad media;
Ecotoxicología
DL 50	14.000  mg kg -1
Umbral de olor	bajo: 0,12  ppm alto: 0,15  ppm
Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

La gasolina es un líquido inflamable , derivado de la destilación del petróleo , utilizado como combustible en motores de combustión interna . Es un combustible para un motor de encendido por chispa (motor de gasolina). Es una mezcla de hidrocarburos , a la que se le pueden agregar aditivos de combustible . Se producen y comercializan muchos tipos de gasolina (incluida la gasolina especial). En promedio, encontramos:

• 20 a 30% de alcanos , hidrocarburos saturados de fórmula C n H 2 n +2  ;
• 5% de cicloalcanos , hidrocarburos saturados cíclicos;
• 30 a 45% de alquenos , hidrocarburos insaturados;
• 30 a 45% de hidrocarburos aromáticos , de la familia de los bencenos ,  etc.

La energía contenida en la gasolina es de aproximadamente 33,600,000  julios  por litro , o 46,700,000 julios por kilogramo ( valor calorífico más alto ). Es una alta densidad energética  : aproximadamente 2,9 veces más energía por kilogramo que la madera seca, por ejemplo.

Roles particulares de los componentes

Entre los alcanos, dos juegan un papel particular: el octano C 8 H 18y heptano C 7 H 16.

De hecho, estos dos alcanos tienen propiedades radicalmente diferentes desde el punto de vista de su tendencia a la autoignición .

• Una mezcla de aire y vapor de isooctano difícilmente se encenderá espontáneamente, por lo que será la vela la que provoque el encendido y creará en el momento esperado una deflagración , es decir una pre-llama. -Mezcla que se propaga a través del mezcla a una velocidad inferior a la del sonido .
• Por el contrario, con el heptano, el autoencendido es fácil: para relaciones de compresión altas, el encendido se producirá en volumen en el cilindro antes de que funcione la bujía. Este fenómeno característico de los motores de encendido por chispa se denomina detonación y provoca la formación de ondas de choque en el cilindro, de ahí el ruido característico. En el peor de los casos, puede producirse una detonación que puede llegar a fundir el pistón, moviendo el frente de la llama más rápido que el sonido al acoplarse a la onda de choque. Por tanto, es bastante común, sobre todo en la literatura anglosajona, hablar de forma inapropiada de detonación cuando en realidad solo hablamos de clic.

En el estado actual de la tecnología, un motor de detonación tendría una vida útil muy corta en comparación con los motores de combustión interna actuales. El término popular en Francia explosión de motor es vago, porque tanto las explosiones como los disparos son explosiones. Sería mejor utilizar el término motor de combustión interna .

Los combustibles “Premium” también contienen aditivos específicos para cada empresa petrolera: detergentes , inhibidores de corrosión, modificadores de fricción, antiespumantes, antioxidantes , desemulsionantes, reodorantes,  etc. .

Número de octano

Las tendencias de autoignición de las mezclas de isooctano (el isómero estándar del octano) y heptano son diferentes. Sirven como referencia para determinar el índice de octano de un combustible que se va a probar. Si, por ejemplo, la relación de compresión necesaria para la aparición de detonación de una mezcla de aire y este combustible en un motor de referencia es la misma que para una mezcla que comprende 95% de isooctano y 5% de heptano , entonces este combustible es se dice que tiene un octanaje de 95 . Por supuesto, esta determinación debe realizarse en condiciones estandarizadas. También se entiende que las mezclas compuestas exclusivamente de heptano e isooctano tendrán todas un octanaje entre 0 y 100 .

Sin embargo, las mezclas con otros productos permiten tener índices de octanos superiores a 100, luego deben definirse por extrapolación: ciertas gasolinas de competencia, conocidas como “gasolinas de aviación” alcanzan alrededor de 110. Durante muchos años, agregamos a la gasolina una cierta cantidad de tetrametil Pb (CH 3 ) 4 de plomo o mejor tetraetil Pb (C 2 H 5 ) 4 de plomo para reducir la tendencia a la detonación de la gasolina que contiene un alto porcentaje de heptano. Era una forma de aumentar artificialmente el índice de octano (ganamos diez puntos con 1  g / l de PTE) y de promover la lubricación de los motores, pero esto condujo a la dispersión en el medio ambiente de grandes cantidades de plomo , metal conocido por ser tóxico. Las gasolinas que contienen plomo ahora están prohibidas en Europa (con algunas excepciones, especialmente para vehículos viejos), en los Estados Unidos y en la mayoría de los demás países del mundo. Las alternativas también tienen inconvenientes, como un alto contenido de hidrocarburos aromáticos (mucho más tóxicos que los alcanos) incluido el benceno , o la necesidad de agregar alcoholes ,  etc.

El combustible con un octanaje demasiado bajo tiende a provocar una combustión repentina, pero también muestra una tendencia a autoinflamarse durante la compresión en los cilindros del motor y los golpes. Cuanto mayor sea la relación de compresión del motor, mayor será la temperatura alcanzada durante la compresión del gas y más cercano debe estar el índice de octano a 100. Como se sabe en otros lugares, el aumento de la relación de compresión mejora, de acuerdo con las leyes de la termodinámica , la eficiencia del motor, aumentando la diferencia entre las temperaturas de la fuente caliente y la fuente fría. Un motor diseñado para funcionar con un combustible de cierto octanaje puede funcionar fácilmente con otro combustible de mayor clasificación, pero no al revés.

Hay dos valores del número de octano:

• el índice de octano de "investigación" (RON, índice de octano de investigación ) caracteriza el comportamiento de un combustible a baja velocidad o durante la aceleración;
• El número de octanaje del motor (MON ) es una medida de la resistencia de un combustible a los golpes a altas revoluciones.

Hay tres tipos diferentes de gasolina para automóviles disponibles en Francia en 2010:

• premium sin plomo 95 o SP95 (RON 95, MON 85);
• premium sin plomo 98 o SP98 (RON 98, MON 87);
• premium sin plomo 95-E10 o SP95-E10 (RON 95, MON 85).

La comercialización de la denominada gasolina premium “Super 97” (RON 97, MON 86) finalizó durante el segundo semestre de 2006. Desde enero de 2000, ya no contenía plomo sino potasio (para la protección de los asientos de las válvulas).

La gasolina sin plomo 98 es más detergente que la gasolina sin plomo y, por lo tanto, más corrosiva, en particular para las piezas elastoméricas ( cauchos ). Ambos combustibles contienen grandes cantidades de disolventes aromáticos que son muy tóxicos. Por tanto, es necesario evitar la inhalación de sus vapores y utilizarlo como agente limpiador o desengrasante. En Francia, los niveles de benceno de la gasolina sin plomo (y el diésel ) se redujeron en 2000 (del 5 al 1% en volumen) y la ANSES confirmó en 2014 el carácter altamente cancerígeno y mutagénico (en particular debido a la leucemia ) de este aditivo.

Desde el 12 de octubre de 2018 en la Unión Europea y algunos países cercanos, la nomenclatura de especies es:

• E5 (5% de etanol máximo, corresponde a SP95 y SP98);
• E10 (etanol máximo al 10%, corresponde a SP95-E10);
• E85 (85% máximo de etanol).

Gasolina de aviación

Combustible específico utilizado en motores de aviones de pistón. Es de muy alto octanaje y se trata para ser menos volátil que la gasolina regular, especialmente para vuelos de altura. El más utilizado en la aviación ligera es el AVGAS 100LL ( Low Lead ). Es de color azul.

Esta gasolina todavía contiene tetraetilo de plomo, aunque se elimina para los automóviles. Teniendo en cuenta el precio que alcanza este combustible para la aviación ligera, se realizan una serie de intentos para desarrollar motores diésel de aviación; Los motores diesel de pistón Clerget ya se utilizaron en la aviación durante la Primera Guerra Mundial, en particular para limitar el riesgo de incendio. Pero se utilizan muchos motores de encendido por chispa que utilizan gasolina para automóviles, por ejemplo, los motores Rotax y Jabiru. Se encuentran en particular para bajas potencias y ultraligeros.

Sin embargo, para los aviones a reacción, el queroseno (similar al diesel) es la base del combustible. Obtenido directamente por la destilación del petróleo crudo, se utiliza, entre otras cosas, en la producción de combustible, JET-A y JET-B.

Otras especies

En las farmacias se encuentran gasolina C, gasolina F (fluido para encendedores), gasolina G ( éter de petróleo ), aguarrás , etc., que son mezclas de hidrocarburos más o menos volátiles y poco tóxicos. Son productos muy inflamables que deben manipularse alejados de cualquier fuente de calor y en lugares bien ventilados.

Además de rellenar mecheros, que representa un uso muy marginal, los alcoholes de petróleo son principalmente disolventes que se utilizan para eliminar manchas de sustancias grasas o diluyentes de pintura.

La gasolina alquilada ayuda a repostar una cortadora de césped sin liberar contaminantes peligrosos para el usuario, puede eliminar el 95% de las sustancias nocivas. Este combustible es muy puro, es pobre en benceno , xileno , tolueno y otros hidrocarburos peligrosos. Su combustión también produce pocas partículas finas .

En caso de escasez de petróleo, también se utilizó la destilación de esquisto bituminoso , como se hizo hace algunas décadas en la explotación de la mina Telots en Autun .

Toxicidad y ecotoxicidad

Con respecto a los aditivos de la gasolina  : la gasolina con plomo contiene varios compuestos tóxicos y ecotóxicos en dosis bajas. Es más conocido por haber sido durante aproximadamente un siglo una causa de contaminación crónica del suelo y el medio ambiente cerca de las rutas de tráfico y, en particular, el polvo y los sedimentos de las alcantarillas, alcantarillas, vías fluviales cerca de las rutas de transporte (y a veces estaciones de servicio) y un principal fuente de intoxicación crónica por plomo (a mediados de la década de 1970, las emisiones de plomo de la gasolina habían alcanzado las 380.000 toneladas por año) hasta la prohibición casi total en Europa y Estados Unidos. Aditivos de plomo estadounidenses (excepto excepciones para aviones de hélice, vehículos de carreras o vehículos antiguos ).
Contrariamente a la creencia popular, la gasolina con plomo todavía se usa ampliamente en todo el mundo, especialmente en muchos países pobres. Como ejemplo :

• en Nigeria, por ejemplo (un país densamente poblado), el contenido de plomo en la gasolina a veces excede los umbrales previamente autorizados en los Estados Unidos. A principios de la década de 2000, se encontraron hasta 7,000 ppm de plomo en este país a lo  largo de las carreteras (esto es quince veces más que el umbral requerido para traer un sitio contaminado al Superfund en los Estados Unidos). En 2001, de una docena de metales pesados miden en la superficie suelos cerca de las carreteras, en Ibadan ( 3 e  países de población de la ciudad), plomo era el presente más anormalmente metal, y el 60% buscó y detecta metales (Pb, Zn, Cd, Cu, Cr , Co y Ni) estaban presentes en forma biodisponible  ;
• en México , en la capital ( Ciudad de México ), aproximadamente la mitad de los niños examinados tienen niveles peligrosos de plomo en la sangre ;
• en el Congo, donde todavía se usa gasolina con plomo, en Kinshasa en 2010, el 63% de los recién nacidos y los niños menores de seis años fueron víctimas de envenenamiento por plomo (con un nivel de plomo en sangre superior a 100  µg / L ), contaminados en el útero , a través de la placenta y luego a través de la leche materna y el plomo disperso en el medio ambiente;
• en Venezuela , hasta hace poco, la petrolera estatal ( Petróleos de Venezuela SA ) solo vendía gasolina con alto contenido de plomo en su país (a 300  mg de plomo por litro). No fue hasta 1999 que Hugo Chávez llegó al poder con en su programa el proyecto para recuperar el control de la industria petrolera en su país impuso la disponibilidad de gasolina sin plomo. De hecho, se puso en el mercado, pero sin interrumpir el uso de gasolina con plomo, porque seguía produciéndose de forma masiva y se compraba porque se vendía más barata que la gasolina sin plomo. Esta situación continuó hastaAgosto de 2005donde Venezuela finalmente prohibió el plomo en la gasolina, pero demasiado tarde: en el país, todos los suelos cercanos a las principales carreteras y vías están ahora contaminados por plomo, que no es degradable ni biodegradable. Así, en 2006 medimos en el borde de las principales calles de Maracaibo más de 3000  mg / kg de plomo en la superficie del suelo, y en Trujillo se detecta un rebasamiento de los umbrales de peligro para el 55% de las muestras de suelo tomadas frente de las casas. o edificios del lado de la calle (con variaciones que se pueden explicar por factores de erosión y escorrentía); y doscientas veces más plomo se encuentra en el lado de la calle que en el lado del jardín, lo que indica claramente la responsabilidad por la contaminación por plomo de los automóviles . El polvo muestreado en las escuelas de Caracas contiene mucho manganeso (otro aditivo de la gasolina) y niveles muy anormalmente altos de plomo en la fracción orgánica del polvo en el aire: 43 a 1.027  µg de plomo por gramo de esta fracción de polvo, con un récord. grabado cerca de una carretera ). Y antes de la prohibición, los niveles de plomo en el suelo habían aumentado de 186% a 449% en quince años en cuatro sitios medidos, lo que muestra la existencia de una reserva de plomo que puede seguir siendo un contaminante del agua durante mucho tiempo. suelo, aire y comida.

Con respecto a la fracción “hidrocarburo” de la gasolina, los datos epidemiológicos disponibles han mostrado un aumento significativo de tumores y cánceres de riñón , hígado y otros tejidos y órganos en personas o animales de laboratorio expuestos a varios tipos de gasolina, con evidencia de carcinogenicidad considerada "suficiente" según los criterios internacionales de carcinogenicidad.

• El benceno , un importante compuesto tóxico y la gasolina, ha sido clasificado como sustancia definitivamente cancerígena para los seres humanos por la IARC , la EPA y la OMS .
• El 1,3-butadieno , otro componente de la gasolina, también es un potente carcinógeno (tanto en animales como en seres humanos).
• Los alquilbencenos también presentes en cantidades significativas en la gasolina también se consideraron carcinógenos (evidencia suficiente de carcinogenicidad).

Los estudios epidemiológicos realizados en humanos muestran aumentos significativos en el riesgo de cáncer de riñón , estómago , cerebro , páncreas , próstata , pulmón y piel y cánceres hematopoyéticos  ; También se informa un mayor riesgo de leucemia linfocítica crónica después de la exposición a gasolina (sus componentes y / o sus vapores).

Precios de combustible

Debido a la fuerte dependencia de muchos países occidentales de los países de la OPEP , los hidrocarburos están sujetos a fuertes impuestos. La política europea consiste en gravar la energía para:

• asegurar ingresos considerables para los estados;
• limitar o reducir la dependencia de los países productores;
• restringir el consumo de energía (salvaguardando los recursos planetarios y en particular la atmósfera );
• para asegurar un margen de precio que pueda absorber o retrasar un aumento excesivamente brusco del precio del petróleo.

En Francia, TICPE representa una parte importante del precio de la gasolina: en 2013, TICPE más IVA representó alrededor del 130% del precio sin impuestos, es decir, un porcentaje del 57% del precio final y el 50% del precio final del diesel. Sin embargo, estos impuestos habían adquirido proporciones mucho mayores: en 1999, cuando el barril alcanzó su nivel más bajo de la década, la gasolina ( sin plomo 95 ) se gravó al 500% del precio sin impuestos, lo que representó el 83% del precio final. precio en la bomba.

La evolución de los precios de los combustibles es compleja; ella depende:

• el precio del petróleo crudo;
• el tipo de cambio del dólar estadounidense frente a la moneda del país en cuestión (las compras de petróleo en el mercado internacional siempre se realizan en dólares estadounidenses);
• costos de refinación;
• la cantidad de impuestos.

En Francia, los sucesivos gobiernos han mantenido el precio del combustible diesel más bajo que el del súper 95 sin plomo aplicando una tasa impositiva reducida del 30% al primero, mientras que los precios al productor (HT) de estos dos combustibles eran más o menos iguales. y que un litro de diesel es más eficiente energéticamente que un litro de gasolina. Desde 1990, la diferencia fiscal ha cambiado poco (variando entre el 25% y el 35%), el aumento del precio del diésel en comparación con el del super 95 sin plomo (que se ha vuelto más barato de producir que el diésel debido a la mayor demanda mundial de este último). ), por lo que esta diferencia de precio disminuyó en el primer semestre de 2008, luego experimentó un ligero aumento.

En cuanto al precio del combustible, el atractivo de los motores diésel ha disminuido, pero estos vehículos aún se mantienen en la mayoría dada la mejor eficiencia de los motores diésel con la mayor densidad energética del diésel que se vende no por peso sino por litro. En el atractivo se tienen en cuenta otros elementos (autonomía, publicidad, fiabilidad,  etc. ).

Precio medio del combustible en Francia

El precio medio varía con el tiempo y el espacio, dependiendo de los costes de transporte y distribución. Además de la siguiente tabla, podemos hacer referencia a las series de precios a más largo plazo compiladas por Jean Fourastié y su equipo que muestran que el progreso técnico ha bajado el precio de la gasolina y otros combustibles, durante un período muy largo, a pesar de la situación de oligopolio en que se encuentran los productores de petróleo.

Precio medio (en € / L ) de los combustibles en Francia desde 1990
Fuentes: 1990-2017, 2013

Año	Diesel			Sin plomo 95			Precio Sin plomo 95 / Diésel (IVA incluido) (%)
	HT	Impuestos incluidos.	% De impuestos	HT	Impuestos incluidos.	% De impuestos
1990	0,23	0,57	144	0,28	0,84	196	147
1991	0,21	0,55	159	0,23	0,78	239	143
1992	0,19	0,53	181	0,20	0,76	271	144
1993	0,19	0,56	195	0,19	0,78	308	139
1994	0,17	0,59	240	0,17	0,80	370	136
1995	0,16	0,59	261	0,17	0,86	406	146
1996	0,19	0,65	238	0,19	0,91	388	139
1997	0,20	0,68	233	0,20	0,94	363	139
1998	0,16	0,64	295	0,17	0,92	432	142
1999	0,19	0,69	261	0,20	0,96	371	138
2000	0,32	0,85	163	0,33	1.09	232	128
2001	0,29	0,80	173	0,29	1.03	253	129
2002	0,26	0,77	194	0,27	1.01	279	131
2003	0,27	0,79	192	0,26	1.02	290	128
2004	0,32	0,88	173	0,30	1.06	256	119
2005	0,44	1.03	132	0,39	1,17	202	113
2006	0,48	1.08	122	0,44	1,24	177	114
2007	0,49	1.09	123	0,46	1,28	174	116
2008	0,63	1,27	102	0,53	1,35	155	106
2009	0,41	1,00	144	0,40	1,21	199	121
2010	0,53	1,15	117	0,52	1,35	160	117
2011	0,68	1,34	97	0,64	1,50	134	112
2012	0,74	1,40	89	0,71	1,57	121	112
2013	0,69	1,35	96	0,67	1,54	129	114
2014	0,63	1,29	104	0,62	1,48	138	115
2015	0,48	1,15	141	0,50	1,35	172	118
2016	0,41	1,11	169	0,44	1,30	197	118
2017	0,48	1,23	157	0,49	1,38	182	112

Los precios del combustible en los departamentos de ultramar son objeto de un cálculo específico.

Informar al consumidor

Diferentes tipos informan a los consumidores sobre la evolución de los precios de los combustibles:

Francia Para informar mejor a los consumidores y luchar contra la inflación , el gobierno francés ha abierto el2 de enero de 2007el sitio "prix-carburants.gouv.fr" proporciona información sobre los precios del combustible en toda Francia, actualizada en cada cambio de precio, por los operadores de las estaciones de servicio. Se enumeran los principales combustibles, así como el bioetanol ( E85 ) y el GLP . Estados Unidos y canadá La política es diferente, porque la baja tributación permite ofrecer gasolina barata; los respectivos gobiernos privilegian “el nivel de vida de los estadounidenses, que no es negociable” ( George W. Bush , presidente de Estados Unidos) con los recursos planetarios.
Si bien Estados Unidos tiene recursos petroleros (Estados Unidos era el mayor productor de petróleo del mundo en 1920 , proporcionando el 80% de su consumo), son principalmente importadores: exportación en 2003: 3.620 millones de barriles por día principalmente a Canadá, importaciones: 9.850 millones barriles por día (importaciones netas: 6.230 millones de bl / d, para un consumo de 19 millones de bl / d). Por tanto, Estados Unidos depende energéticamente de otros países como Arabia Saudita , Venezuela o Canadá . Como resultado de la intervención del ejército estadounidense en Irak y la nueva posibilidad de importar recursos de este país, Estados Unidos importa alrededor del 4% del petróleo iraquí.

Consumo

Desde los inicios del automóvil y especialmente desde la década de 1970 y las dos crisis petroleras que siguieron, los fabricantes de automóviles han trabajado para reducir el consumo de sus modelos.

En Francia, el consumo medio de la flota de vehículos de gasolina y diésel combinados según el NEDC ha aumentado así de:

• 8.25 L / 100 km en 1990  ;
• 7,49 L / 100 km en 2000  ;
• 7,02 L / 100 km en 2006  ;
• 6,82 L / 100 km en 2008.

Estas cifras son promedios y una de las razones de la reducción del consumo es la creciente proporción de vehículos diésel.

Entrega de combustibles (diesel + super) en Francia

Fuente Insee.

Para el 4 º  año consecutivo , El consumo anual mundial de super y el diesel se redujo en Francia para volver al nivel de 29 millones de metros cúbicos 1996. Esto se debe principalmente a:

• una disminución de los kilómetros recorridos (398 mil millones de kilómetros en 2005 frente a un pico de 404 mil millones en 2003) favorecido por la competencia de otros transportes públicos (TGV) y por el envejecimiento demográfico de la población francesa (una tendencia aún más clara en Alemania y Gran Bretaña) ;
• reducción del consumo específico de combustible de los motores ( inyección electrónica directa o indirecta y turbocompresor que favorece el downsizing );
• el aumento del número de vehículos eléctricos e híbridos  ;
• la retirada de la circulación de vehículos más antiguos y de mayor consumo (incentivos, primas por desguace);
• aumento de los precios del combustible.

En promedio en el mundo , El consumo es de 10  L / 100  km por vehículo de motor.

Notas y referencias

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Apéndices

Artículos relacionados

• E10 (combustible)
• Gasolina sintética
• Diesel
• Poder calorífico

enlaces externos

• Dibujo detallado de un dispensador de gasolina para automóvil .
• Artículo de prensa: evolución del precio de la gasolina entre 1968 y 2008 .

Bibliografía

• MSDS n o  96: Gasolinas especiales (establecidas por los servicios técnicos y médicos INRS) [PDF] , Cahiers notas informativas - Higiene y Seguridad N o  174, 1 er  trimestre de 1999.