¿Cuáles son las diferencias entre los tipos de combustible (en comparación con los vehículos)?

Me parece gracioso que en las gasolineras generalmente se puede comprar gasolina "regular" (en varios niveles de octanaje) o diesel. En los aeropuertos, generalmente puede comprar 100LL avgas o Jet-A.

¿Puedes comparar diesel con Jet-A y gasolina "regular" con avgas? Si es así ¿Cuáles son las diferencias? ¿Por qué solo hay dos clases de combustible? ¿Hay otros que no conozco?

Respuestas (5)

En términos generales, hay tres familias de combustibles para motores que probablemente le interesen: diésel , queroseno y gasolina .
La diferencia entre las familias tiene que ver principalmente con el peso molecular (y, por lo tanto, el punto de ebullición/presión de vapor) de los componentes del combustible, en orden de mayor a menor. Las diferencias dentro de cada familia están relacionadas con el refinado, la mezcla y los aditivos, así como con los controles de proceso impuestos al combustible.

La familia diésel

En la familia diésel tenemos cosas como Highway Diesel y los diversos grados de aceite para calefacción doméstica.

Para fines de transporte, estos combustibles se utilizan en motores de encendido por compresión ("motores diésel"), donde una temperatura y una presión altas harán que el combustible se encienda y se queme, produciendo energía.
Para otros propósitos (como calentar) básicamente encendemos las cosas y estamos felices de que se quemen.

La familia del queroseno

La familia Kerosene son primos cercanos de los Diesel, incluidos K-1 y K-2 Kerosene (obviamente) y Jet-A.

Jet-A es un combustible a base de queroseno de alta pureza fabricado bajo un estándar ASTM específico (D1655), con propiedades físicas específicas y se utiliza en motores de turbina a reacción. El combustible que no cumple con la especificación Jet-A generalmente se recicla en la cadena de producción para otros fines (por ejemplo, se puede usar para mezclar queroseno para calefacción o se puede mezclar con diesel para carreteras).

Jet-A es adecuado para motores de turbina, pero también se puede quemar en otros motores de pistón de encendido por compresión, como la lata diésel (hay una amplia variedad de motores aerodiésel disponibles de varios fabricantes).

Otros grados de queroseno se utilizan para combustibles de motor, combustible para cocinar (el "combustible para estufas de campamento" suele ser queroseno), calefacción, iluminación, etc., según su refinación y pureza.

La familia de la gasolina

En la familia de las gasolinas tenemos Avgas, Autogas y “Gasohol”, todas diseñadas para uso en motores de encendido por chispa.

Gasolina de aviación (Avgas)

Avgas en realidad viene en varios grados, todos fabricados según un estándar ASTM (D910), con propiedades físicas específicas y aditivos específicos permitidos y requeridos (como Tetra-Ethyl Lead - TEL).

El grado (índice de octano) de la gasolina de aviación se identifica mediante tintes de colores que se agregan a la mezcla.
Los colores utilizados en los EE.UU. son:

  • Verde: AvGas 100 (100/130 octanos)
  • Azul: AvGas 100LL (100/130 octanos)
    (Esto fue formulado como un reemplazo para AvGas 100, con la mitad del plomo, por lo tanto, 100 LL - Bajo plomo)
  • Rojo: AvGas 80 (80/87 octanos)

Generalmente, 100LL es el combustible de aviación más ampliamente disponible porque funciona en la más amplia gama de motores.

Autogas (gasolina de automoción)

La gasolina para automóviles viene en múltiples grados de octano, pero generalmente se trata de mezclas variables de "regular" (87 octanos) y "premium" (93 octanos o más).
La gasolina automotriz se fabrica bajo un estándar ASTM diferente al de la gasolina de aviación (existen varios estándares aplicables, comúnmente se usa D4814), que permite diferentes aditivos, incluido el etanol (generalmente hasta un 10%).

"Gasohol"

Gasohol es un término del argot para la gasolina automotriz con cualquier cantidad de etanol mezclado, pero en la actualidad se usa a menudo para referirse a mezclas como E85 (85 % de etanol, 15 % de gasolina).
Los motores de automóviles de combustible flexible y algunos otros motores especiales están diseñados para quemar este combustible.

Entonces, ¿cuál es la diferencia?

¿Por qué no quemamos diésel de carretera o queroseno para calefacción en un 747?
En una palabra, pureza. Los controles adicionales impuestos al combustible Jet-A por la norma asociada producen un producto con propiedades bien conocidas. Cuando alimenta un avión con Jet-A, puede estar seguro de que el combustible no se congelará en los tanques en altitud (al menos no a menos que lo sumerja en frío por debajo de -40 grados). También sabe que el combustible estará "limpio" y no ensuciará los filtros de combustible ni dejará depósitos dentro del núcleo de combustión del motor que puedan causar problemas más adelante.

Por otro lado, no quemamos Jet-A en un camión Mack porque sería prohibitivamente costoso: el diesel de carretera no tiene que cumplir con las mismas tolerancias estrictas que el combustible para aviones, y no hay razón para quemar una especificación más estricta ( y por lo tanto más caro) combustible cuando uno menos costoso está fácilmente disponible.

La diferencia entre la gasolina de aviación y la gasolina automotriz es un poco más sutil: las existencias de la mezcla principal son extremadamente similares, pero los paquetes de aditivos son muy diferentes.

La mayor preocupación para los usuarios de la aviación suele ser el etanol comúnmente mezclado con la gasolina para automóviles: los componentes de caucho en los sistemas de combustible de los aviones no fueron diseñados para manejar alcoholes y pueden dañarse o degradarse con el etanol.

Para los automóviles, la preocupación es el plomo que se encuentra en la gasolina de aviación. Cualquier automóvil "moderno" (con un convertidor catalítico y sensores de oxígeno en el sistema de escape) no puede quemar combustible con plomo ya que los subproductos de plomo en el escape ensuciarán tanto la matriz del catalizador como los sensores de oxígeno (aunque un Plymouth Belvedere de los años 50 no tendría problemas para quemar las cosas).

Se está trabajando en un combustible de aviación sin plomo ; teóricamente, el combustible que sale de ese proceso podría ser igualmente adecuado como combustible de carretera y combustible de aviación, sin embargo, las posibilidades de que llegue a la estación de servicio de la esquina son relativamente escasas, excepto posiblemente como un stock de mezcla de lotes que no cumplen con la especificación final para un combustible de aviación sin plomo de 100 octanos, pero que son adecuados para reciclar en mezclas de gasolina para automóviles.

Estoy llamando a esta publicación "Más de lo que siempre quisiste saber sobre combustibles para motores, y ¡vaya, probablemente te arrepientas de haber preguntado alguna vez!"
Es probable que un camión Mack en la rampa de un aeropuerto tenga Jet-A en sus tanques laterales, simplemente porque Jet-A está disponible en la rampa en todo momento, y el diésel, bueno, no lo está.
@UnrecognizedFallingObject Cierto, si vive en el aeropuerto. Supongo que todos los camiones de combustible están quemando Jet-A de todos modos.
Tal como los define, las familias de diésel y queroseno parecen muy similares.
Tal vez desee agregar que hay diferentes grados de queroseno disponibles en diferentes partes del mundo. En regiones cálidas, la principal preocupación es la prevención de burbujas de vapor en las líneas de combustible, por lo que se utilizan grados más pesados. En regiones frías, este queroseno floculará y atascará las líneas de combustible. Un Ilyushin 76 se estrelló hace unos años en Siberia, después de haber volado desde Vietnam el día anterior. La tripulación se había llenado con combustible vietnamita barato que no era adecuado para las condiciones climáticas de Siberia.
@PeterKämpf De hecho, evité deliberadamente entrar en las mezclas "funky" en las que se mezclan hidrocarburos más ligeros (gasolina o familia de la nafta) en queroseno/diésel para acomodar cosas como el frío extremo porque pensé que había divagado lo suficiente :) (Jet-B , que es lo que probablemente debería haberse cargado en el avión Ilyushin para el clima siberiano, es un ejemplo de uno de esos combustibles; según recuerdo, es algo así como una mezcla 70/30 de gasolina y queroseno Jet-A con un punto de congelación hacia abajo alrededor de -60C.)
@digitgopher Eso es porque son muy similares: puede agrupar el diésel y el queroseno en una familia más amplia ("Combustibles adecuados para motores de encendido por compresión", versus gasolina / gasohol / alcohol que son "Combustibles adecuados para motores de encendido por chispa"). La diferencia principal está en el tamaño de las moléculas de hidrocarburo, y es una distinción de refinería más que práctica. Como mencionó UFO, los camiones diésel que viven en los aeropuertos probablemente tengan Jet-A en sus tanques.
Sería interesante agregar la diferencia entre AvGas 100 y 100LL; no todos saben que LL significa "plomo bajo". Aunque 100LL tiene aproximadamente la mitad del contenido de plomo de 100, sigue siendo unas 4 veces más alto que el que solía tener la gasolina para automóviles.
@Johnny Buen punto - actualizado
Y aunque probablemente evitó esto a propósito, una breve declaración ayudaría a educar mucho sin entrar en detalles: Jet-A también tiene muchas mezclas diferentes y varía según el área geográfica e incluso la época del año.
Aunque LL es la mitad del TEL de los avgas más antiguos, sigue siendo extremadamente tóxico.
@GdD: para empezar, no es que la gasolina no sea del todo tóxica, el contenido de aromáticos lo garantiza incluso si no tiene compuestos de plomo en el material.
No voy a estar en desacuerdo contigo @UnrecognizedFallingObject, la gasolina no es algo saludable. Sin embargo, TEL está un nivel por encima de los aromáticos.
El diésel de carretera es "impuro" en algunos aspectos (como un alto contenido de agua y lubricantes añadidos), pero el Jet-A es impuro en otros (como un alto contenido de azufre y un índice de cetano incierto). Puede intercambiar los dos, tanto el motor del avión como el del camión funcionarán, pero ambos sufrirán un desgaste adicional debido al interruptor. Si vuela un avión con motor diesel (por ejemplo, Diamond DA42), la tierra le hará firmar una exención antes de llenar sus tanques con Jet-A.
@Agent_L: tiene algunas rampas muy extrañas allí, porque el DA42 TDI AFM en la sección 2.14 dice explícitamente que Jet-A es un combustible aprobado para usar en el avión (de hecho, se podría decir que es el combustible principal del avión fue diseñado y destinado a funcionar ; se requiere una modificación de servicio para funcionar con combustible diesel real)

Ha habido varios combustibles utilizados históricamente a través de la aviación. Comenzaré con los combustibles comunes aquí y luego cubriré los combustibles que son puramente de interés histórico.

Combustibles comunes

  • 100LL: la variedad de jardín "avgas" utilizada por la mayoría de los aviones con motor de pistón. Similar a una gasolina superpremium en formulación (¡mucho alquilato de alto octanaje!) con una pequeña cantidad de tetraetilo de plomo (TEL) añadida (LL significa "bajo contenido de plomo"). A pesar de su formulación, juega un papel análogo en el mundo de la aviación (especialmente GA) a la gasolina que ponemos en nuestros automóviles.

  • 87UL/E0 (combustibles similares se denominan 82UL o 85UL): esta es una forma estrictamente especificada de gasolina para motores (mogas), sin etanol ni compuestos oxigenados, ya que muchos sistemas de combustible de aeronaves no son compatibles con el etanol, que se utiliza en motores de pistón de aviación de baja compresión montados en fuselajes certificados o STCed para operar con motores de gasolina. Muchos aviones ligeros (SLSA) y ultraligeros, así como algunos tipos certificados, pueden usar esto, ya que puede ser más económico que 100LL; sin embargo, es más raro encontrarlo en la rampa, mientras que 100LL es omnipresente en los EE. UU. y en otros lugares donde los motores GA de encendido por chispa son comunes.

  • Jet-A/JP-5/JP-8: combustible para aviones o combustible para turbinas en algunos contextos. Es un queroseno altamente refinado que puede quemarse tanto en motores de turbina como en motores diesel de pistón; Sin embargo, los motores de encendido por chispa no pueden usarlo. Los paquetes de aditivos (Prist™ o inhibidor de formación de hielo del sistema de combustible genérico (FSII), aditivos disipadores de estática, biocidas y otros aditivos) se encuentran comúnmente en este combustible. Se puede encontrar en cualquier lugar donde haya aviación comercial y, por lo tanto, está disponible en todo el mundo. En cuanto al papel, es análogo al combustible diésel comercial, pero además puede sustituirsepara diesel en algunas situaciones (los militares usan motores diesel en JP-8 todo el tiempo, pero muchos combustibles para aviones requieren un aditivo de lubricidad para usarse con éxito en motores diesel que no están diseñados específicamente para funcionar con combustible para aviones). JP-8 y JP-5 son los combustibles para aviones militares a base de queroseno (JP-5 fue el combustible para aviones navales original, siendo el JP-8 un derivado moderno adecuado para uso en tres servicios).

Combustibles algo inusuales

  • Jet-B/JP-4 -- Este combustible es lo que se conoce como jet fuel "wide-cut", con propiedades similares a una mezcla de gasolina y queroseno (contiene hidrocarburos de ambas fracciones). Se usó en los primeros aviones a reacción porque es más fácil de refinar y encender que el Jet-A, pero tiene propiedades de seguridad más pobres que el Jet-A. Se puede encontrar en climas extremos del norte donde Jet-A comienza a cristalizarse o gelatinizarse. JP-4 es un tipo de combustible de avión militar más antiguo similar en carácter al Jet-B, pero fue reemplazado por JP-8.

  • Propano/Gas Licuado de Petróleo (LPG) -- Este es el mismo material del que compra tanques para su parrilla de gas. Es el combustible elegido para los globos aerostáticos, ya que se quema limpiamente y se enciende de manera confiable con solo un sistema de encendido de baja potencia (como un piezoeléctrico).

Combustibles históricos o raros

  • 80/87 -- Una gasolina con plomo de bajo octanaje, similar a la gasolina con plomo para motores de antaño. Los aviones ya no necesitan esto: siempre puede poner 100LL en un avión que de otro modo usaría 80/87, y la mayoría de los motores de baja compresión hoy en día queman 87UL en su lugar.

  • 100/130 -- El predecesor de 100LL, con el doble de contenido de plomo -- este era un combustible común para los motores de pistón de alta compresión en el pasado; Sin embargo, ahora todos esos motores queman 100LL.

  • 115/145: este combustible con plomo súper especial se usa para carreras aéreas con motores de pistón y otras aplicaciones en las que se necesita el máximo rendimiento de motores de pistón de muy alta compresión y tiro forzado, como los que se encuentran en los aviones de combate de la era de la Segunda Guerra Mundial. Como han dicho otros, solo se ve en el camión ocasional que se dirige a Reno.

  • JP-7 -- Combustible para aviones con un punto de inflamación súper alto formulado para el SR-71 Blackbird, pero que ya no se fabrica debido a la interrupción del programa Blackbird. No se puede usar en motores a reacción ordinarios (no se encenderá de manera confiable).

  • RP-1: un queroseno ultrarrefinado, utilizado para cohetes. Se puede sustituir por combustible para aviones, si no le importa que cueste más que el antiguo vino francés en galones.

Combustibles del futuro

  • 94UL, G100UL, 100SF, 91/96UL: hay un esfuerzo continuo en los EE. UU. para desarrollar un combustible sin plomo con suficiente octanaje para usarse en motores de pistón de alta compresión; varias refinerías y retocadores han estado trabajando en combustibles combinados de alto rendimiento basados ​​en existencias de base de alquilato con paquetes de aditivos patentados para satisfacer esta necesidad.
Todas las fuentes que puedo encontrar pin RP-1 en línea a unos centavos por libra
¿En serio? Eso es extraño, ¡pensarías que sería mucho más caro que Jet-A! ¿Hay algún tanque gigante de RP-1 sentado en Florida que la NASA quiere quitarse de encima?
eh, parece que no hay tanta producción: unos miles de toneladas al año según astronautix.com/props/loxosene.htm
@UnrecognizedFallingObject ¡Los programas espaciales reales usan hidracina! ("¡No es realmente combustible para cohetes si no puede matarte antes de que se encienda!")
@voretaq7: las hidrazinas también son divertidas, pero no tan adecuadas para cohetes grandes como LOX/LH2 o LOX/RP-1
¡Mi recomendación de lectura para los entusiastas del combustible para cohetes es Ignition! por Juan Clark. Contiene consejos prácticos para la mayoría de los combustibles para cohetes que se han utilizado.
@PeterKämpf -- secundado, es un libro fantástico en general :)
¿Por qué podemos producir mogas sin plomo de más de 100 octanos sin ningún problema, pero parece que no sabemos cómo hacer avgas sin plomo de más de 100 octanos?
@Sean: el problema 1 es la prescripción de la especificación avgas en sí misma: llama explícitamente a TEL como el único aditivo de octanaje permitido, por lo que la especificación tiene que cambiar. El problema 2 es que cualquier combustible 100UL debe funcionar no solo en motores que están diseñados para él, sino también en cosas como los R-985 que se diseñaron antes de que el combustible de motor sin plomo de hoy fuera un guiño a los ojos de cualquiera, además de cumplir con las condiciones más estrictas impuestas por los sistemas de combustible de los aviones. (También tenga en cuenta que las clasificaciones de octanaje avgas son MON, no RON; no conozco ningún combustible de motor para uso en carretera que alcance 100 AKI, no importa 100 MON).
@UnrecognizedFallingObject: Entonces, ¿por qué no simplemente comenzar a permitir el uso de aditivos que no sean TEL? ¡Problema resuelto!
@Sean: tendría que realizar estudios bastante extensos de cualquier aditivo candidato para garantizar su compatibilidad con el entorno del combustible de aviación. Dado lo que se sabe hasta ahora en cuanto a aditivos: otros aditivos en avgas (el etanol está prohibido y el isopropanol solo está permitido en bajas concentraciones como FSII), es poco probable que los oxigenados sean de alguna utilidad en nuestra búsqueda, dejando solo MMT y ferroceno como posibilidades. .
@UnrecognizedFallingObject: no se subestime: muchos compuestos aromáticos (tolueno y xileno, por ejemplo) tienen índices de octano considerablemente superiores a 100 y podrían usarse para aumentar el octanaje del combustible sin agregar plomo.
@Sean: la entrada de Swift en PAFI (102UL) es rica en aromáticos (85% de mesitileno). Sin embargo, el contenido de aromáticos puede plantear problemas en otras áreas, por lo que tampoco es una solución completa.
@UnrecognizedFallingObject: ¿Qué tipo de otros problemas tenía en mente?
@Sean: la compatibilidad con las piezas del sistema de combustible me parece la principal. También hay problemas de manejo/emisiones con combustibles con alto contenido de aromáticos...

En general, 100LL avgas se compara con Regular Unleaded y Jet-A se compara con Diesel.

Hay otros tipos disponibles: 80/87 Avgas (teñido de rojo) solía ser el equivalente de Regular Leaded y 100/130 (teñido de verde) era Premium. Estos combustibles son bastante difíciles de encontrar ahora y en algunas áreas simplemente no están disponibles. 115/145 Avgas es como el combustible de carreras de Fórmula 1. Una refinería podría hacer algunas cargas de camión por pedido especial.

Jet-A es básicamente diesel limpio, puede ponerlo en su tractor o camión grande sin dañar nada más que su billetera.

Jet-B es combustible regular para aviones mezclado con gasolina. Arranca mejor en climas muy fríos, pero también se quema muy, muy bien si chocas.

JetA es de hecho un tipo de combustible diesel preparado para su uso en turbinas. Hay una serie de otros combustibles para aviones, como JP1, JP2, etc., pero estos son bastante raros, ya que generalmente se usan para turbinas militares.

100LL es combustible para motores de pistón y está formulado de manera muy parecida a la gasolina para automóviles, con algunas diferencias químicas y un octanaje más alto (100). Algunos motores pueden usar 87 "mogas", pero en su mayoría son motores pequeños y algunos convertidos.

Incluso si tiene 75 años, este documento SAE 430113 contiene información útil para quienes no conocen la tecnología de refinación:

• El punto de vista de una refinería sobre la calidad del combustible para motores SAE Technical Paper 430113
WM Holaday, John Happel

De las muchas características de la gasolina en las que el consumidor está interesado, un número limitado está sujeto a un estrecho control por parte del refinador. Los más importantes de estos (calidad antidetonante, presión de vapor y destilación) están controlados en gran medida por los requisitos de los motores automotrices modernos según lo determinado por las pruebas en carretera y por la aceptación del cliente. Los diversos procesos que utiliza el refinador para controlar las propiedades de su gasolina implican en gran medida la reconstrucción completa de las moléculas de petróleo crudo que constituyen el punto de partida del proceso de refinado. El problema del refinador incluye no sólo la fabricación de gasolina para cumplir con una variedad de requisitos automotrices, sino también la producción de cantidades suficientes de combustible con la mayor eficiencia económica.

¿Cuáles son las diferencias entre los tipos de combustible (en comparación con los vehículos)?
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