Índice de cetano y de octano en el combustible

El término octano se encuentra relacionado con la gasolina (fracción de petróleo que entra en ebullición por debajo de 200ºC y que en su formulación encontramos menos de 12 carbonos). Mientras que el cetano se relaciona directamente con el combustible diesel (fracción de petróleo cuyo punto de ebullición se encuentra por debajo de los 350ºC y que en su formulación encontramos entre 10 y 20 carbonos).

Como breve introducción, explicaremos brevemente el funcionamiento de la gasolina y el diesel en los motores de combustión interna.

La gasolina no debe incendiarse ni antes ni después del ciclo de explosión, porque puede producir un golpeteo originando serios daños mecánicos en bielas, pistones y cigüeñal. Por lo tanto una gasolina no debe tender a la auto ignición.

Para evitar esto, se le añade a la gasolina antidetonante. Antiguamente se les añadía elementos fundamentalmente de plomo y hoy en día otros como el MMT, tolueno, ferroceno, etc.

En el diesel lo que se busca es que el combustible se queme de forma rápida, en los motores diesel el combustible no se inflama por una chispa, sino por el contacto con el aire presente en el cilindro que haya alcanzado una temperatura elevada gracias a una elevada compresión.

“En el diesel se busca que el aire en cuanto entre en contacto con el combustible se inflame inmediatamente”.

Ahora si veamos que es el índice de octano. En la gasolina mide su capacidad antidetonante (es decir que explote en la etapa correspondiente y no en otra).

Un hidrocarburo que desempeña un valor óptimo es el isoctano con un índice de octano de 100, mientras que otro mucho más deficiente es el heptano con índice de octano 0. Combinando estos dos se pueden obtener diversas gasolinas con distintos tipos de índice de octano.

Por ejemplo, una gasolina de 95 octanos está formada por una mezcla 95:5 volumen a volumen de isoctano-heptano. Existen dos formas de medir el índice de octano:

  • RON (octanaje medido en laboratorio de investigación): se determina comparando la capacidad antidetonante de una gasolina respecto a una mezcla patrón.
  • MON (medido en motor estático): en esta prueba se sobrecarga más el motor para el ensayo, se utiliza una mezcla precalentada, el motor más revolucionado y los tiempos de ignición son variables.

Para finalizar, el índice de cetano guarda relación entre el momento de la inyección y cuando comienza la combustión. A mayor índice, menor será el tiempo entre la inyección y la combustión. En el diesel se ha observado que el hexadecano ejerce un excelente rendimiento por tener un corto periodo de ignición. Al hexadecano le corresponde un índice de 100 por ser muy eficiente.

Por contrapartida el heptametilnonano, tiene un periodo largo de retardo y se le asigna un índice de 15. Al igual que corresponde con la gasolina, la mezcla de los dos componentes anteriormente citados hexadecano-heptametilnonano nos aportaran diversos tipos de gasoil con diferentes índices de cetano. Los motores típicos diesel se desempeñan con valores de cetano entre 40 y 55, ya que por debajo de 38 se incrementa rápidamente el retardo de la ignición.

 

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