Diferencias entre combustible o comburente
Combustible, comburente y reacción en cadena
El combustible o carburante es la sustancia, sólida, líquida o gaseosa, que se emplea para la combustión interna en un motor. De este modo, proporciona energía mecánica a este mediante pequeñas explosiones controladas y sincronizadas. Por su alta volatilidad, los combustibles se mezclan con el aire, que es presurizado o soplado en el motor para aumentar la potencia de este. Ello generalmente se lleva a cabo mediante una bomba o turbocompresor.
En cuanto al comburente, es una sustancia encargada de oxidar el combustible, para facilitar así su combustión. Para poder ilustrar este concepto, pueden enumerarse algunos ejemplos de comburente:
- Oxígeno. Es el más habitual y común de todos los comburentes.
- Agua oxigenada. También denominada peróxido de hidrógeno, posee cualidades altamente oxidantes, e incluso puede generar combustión espontánea bajo determinadas condiciones.
- Lejías en polvo o líquidas. Por su contenido en hipocloritos, se descomponen al contacto con la luz y el calor.
- La mayoría de los compuestos con cerio. Este mineral y elemento químico (con símbolo Ce) se oxida con gran facilidad, y es fácil encontrarlo en el mercado de productos químicos industriales.
Tipos de combustión
Para conocer cómo actúa un combustible y cómo puede influir en el propio funcionamiento de un motor, es necesario estar familiarizado, en términos básicos, con los diversos tipos de combustión. Fundamentalmente, existen tres tipos esenciales de combustión: completa, estequiométrica, e incompleta.
La combustión como tal se divide en tres etapas:
- Pre-reacción. Descomposición de los hidrocarburos presentes en el combustible, que reaccionan con el comburente, y forman radicales, compuestos molecularmente inestables.
- Oxidación. Etapa en que se genera la mayor parte de la energía calorífica. El oxígeno reacciona con los radicales, y se producen reacciones violentas de los electrones, o explosiones.
- Fin de la reacción. Se completa el proceso de oxidación de los radicales, y se forman las moléculas estables, los gases que son despedidos tras la combustión (o gases de combustión)
Completa
Es aquella combustión en que se oxida o consume por completo el material combustible. En este tipo de combustión, se producen otros compuestos, tales como dióxido de carbono (CO2) o dióxido de azufre (SO2), según los casos, y agua (H2O).
Estequiométrica
A la hora de diferenciar combustible o comburente, ha de tenerse en cuenta también el concepto de combustión estequiométrica. También conocida como combustión neutra o exacta, es una combustión completa ideal, que emplea una cantidad muy medida de oxígeno para producir la reacción, y que se efectúa en laboratorio. La relación o proporción entre el combustible y el comburente es conocida como relación estequiométrica. En el caso del metano y el oxígeno, esta relación es de 1:2.
La diferencia principal entre la combustión completa y la estequiométrica estriba en que la primera oxida todo el combustible, mientras que la segunda emplea la cantidad exacta de oxígeno. En la combustión completa, es necesario introducir una cantidad de aire mucho mayor.
Para la combustión estequiométrica, es necesario introducir mucho menos comburente que para la combustión completa, y por lo tanto es mucho más eficiente que esta. Sin embargo, también es más arriesgada, puesto que resulta mucho más fácil que desemboque en una combustión incompleta.
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Incompleta
Es la reacción en que aparecen compuestos que no se han oxidado completamente: los inquemados. Estos suelen ser partículas de carbono, monóxido de carbono (CO), hidrógeno, etc. Esta combustión se caracteriza por la insuficiente relación o proporción entre combustible y comburente. Es decir: cuando no se está cumpliendo la relación exacta o estequiométrica, la mínima para que se pueda producir la combustión completa ideal.
¿El oxígeno es combustible o comburente?
El oxígeno es el comburente más habitual en nuestro planeta, y se halla en la atmósfera en una proporción del 21%. A partir de proporciones del 10-15%, ya puede producirse la combustión. Cuando ha de llevarse a cabo una combustión en lugares donde el oxígeno escasea o no existe (como sucede con el espacio exterior), se equipa a los cohetes con oxígeno en estado líquido.
¿Y el hidrógeno?
El hidrógeno es combustible, y no comburente. Es un vector energético, y no está considerado un recurso natural, por la sencilla razón de que no lo encontramos en la naturaleza, sino que tenemos que producirlo. Actualmente, un porcentaje del 96% del hidrógeno se obtiene a partir de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón, o el gas natural.
También se genera a partir de agua y electricidad, por medio de un proceso denominado electrólisis. Dos electrodos, separados por una membrana, son sumergidos en el agua. La corriente eléctrica generada entre ambos separa el oxígeno del hidrógeno. El hidrógeno alimenta determinados motores mediante una pila de combustible que almacena al mismo tiempo combustible y comburente, en forma de vapor de agua. La emisión contaminante de carbono por parte del hidrógeno como combustible es cero, por lo que es visto como una alternativa para frenar el cambio climático.
Combustible o comburente son dos conceptos muy dispares, pero básicos ambos para entender el funcionamiento y la utilidad de los combustibles en el mundo de hoy.
