Revolución industrial impulsada por el alcohol

La parte interesante de esta pregunta no es el ángulo científico. Los combustibles alcohólicos, que se pueden producir a partir de casi cualquier materia orgánica utilizando una química orgánica bastante simple, podrían muy bien haber reemplazado a los combustibles derivados del petróleo. Tengo amigos que fabrican y usan alcohol casero como combustible. También tengo un vecino que tiene un camión que funciona con gas de madera a velocidades superiores a 70 mph. El uso de combustibles renovables provenientes de desechos agrícolas o industriales habría sido mucho más amable con la tierra y los humanos. No fue porque no había forma de obtener el control monopólico de la fuente de energía y extorsionar a la población en general mediante el control de los sistemas de envasado y distribución. Es exactamente por la misma razón que el Hidrógeno (el elemento más común en la tierra) no fue permitido como combustible. En un verdadero sistema educativo, A los estudiantes de sexto grado se les enseñaría cómo construir sus propios generadores de hidrógeno que proporcionarían energía ilimitada para todas las aplicaciones móviles y de papelería. El hidrógeno quemado como combustible emite dos emisiones realmente desagradables, oxígeno puro y agua pura.

La energía no se crea ni se destruye, solo cambia de forma. Toda la energía en la tierra proviene del sol en forma de radiación. Toda la energía es gratis y siempre lo ha sido. Tomar el control económico y político de la fuente y la entrega y empaque de energía para beneficio personal debe considerarse un crimen de guerra. Imagine un mundo donde la energía se convierte en su forma necesaria en su punto de uso por parte del individuo que necesita la energía. Las compañías petroleras, los monopolios eléctricos, los oleoductos, las vías férreas y los gobiernos que aprueban leyes para establecer estos monopolios serían irrelevantes. No hay ninguna razón científica válida por la que no estemos viviendo ese sueño ahora.

En teoría, ¿sería práctica una revolución industrial impulsada exclusivamente por motores de combustión interna y externa alimentados con alcohol a principios del siglo XIX?

No.

El vapor se convirtió en la clave de la revolución industrial por una sencilla razón: el carbón se extraía y las minas de carbón necesitaban bombas impulsadas por un combustible fácilmente disponible, es decir, carbón.

Las máquinas de vapor crecieron en sofisticación y aplicación a partir de ese momento, pero fue la combinación de la necesidad de una acción automatizada constante (bombeo) y un combustible fácilmente disponible (¡no se requiere procesamiento para el carbón!) lo que las hizo despegar.

El alcohol es una cosa completamente diferente. No encuentra, por ejemplo, lagos de alcohol convenientemente ubicados al lado de un lugar donde necesita realizar algún tipo de tarea mecánicamente repetible (como el bombeo). Ni siquiera encuentras alcohol ubicado en depósitos subterráneos.

Tienes que fabricar alcohol. Necesita muchos suministros llevados a un lugar y mucho transporte para mover el alcohol desde donde lo haces hasta donde lo necesitas (no siempre lo mismo). Idealmente, necesita mucho, por ejemplo, carbón para alimentar la producción de alcohol y su transporte.

Y tenga en cuenta que hay una gran diferencia entre hacer alcohol como en cerveza y vino y hacer alcohol como en licores de alta pureza. Y hay una diferencia similar al quemarlos como combustible.

Eso no es lo mismo que los motores de corriente impulsados ​​por carbón. Comienza por una necesidad con el combustible fácilmente disponible y tan pronto como lo haga funcionar, se refinará y mejorará y las nuevas aplicaciones se harán evidentes.

Y finalmente, por supuesto, es un desperdicio pecaminoso en una era en la que el alcohol era importante como líquido seguro (¡higiénico!) para beber y el agua generalmente no lo era.

Y en ese sentido el alcohol sí alimentó al obrero industrial durante mucho tiempo, aunque no tanto la revolución industrial. :-)

Steam acaba de tener suerte

La Revolución Industrial fue más una serie de eventos e invenciones que un período de fechas reales. Por lo tanto, se considera que es el período aproximado de 1760-1830.

El primer motor de combustión interna de combustible líquido (gasolina) fue construido por Robert Street en 1794, aproximadamente a la mitad de la Revolución Industrial.

Podría decirse que si el carbón no hubiera sido tan fácil de conseguir y tan abundante, la gasolina y el motor de combustión habrían impulsado la Revolución Industrial, posiblemente sin más efecto que retrasar el desenlace final del período entre 10 y 20 años, lo que habría en última instancia, tuvo poco o ningún efecto sobre la presencia de la tecnología moderna en la actualidad.

Ahora, abordando específicamente el alcohol.

The Hot Rod Network explica lo siguiente sobre los combustibles de alcohol y gasolina:

A los efectos de esta historia, cuando nos referimos a alcohol nos referimos a metanol o etanol. La gasolina es mucho más densa desde la perspectiva del contenido de energía, lo que significa que se necesita menos gas (en comparación con el alcohol) para generar la misma energía. Es más fácil encender la gasolina que los combustibles alcohólicos.

Dicho simplemente, la gasolina proporciona una mejor relación calidad-precio, lo que significa (de manera un tanto simplista) que el mismo motor puede hacer más trabajo. Más...

Lo bueno de la gasolina y su uso en motores de carreras es también la razón por la cual es inherentemente un combustible más riesgoso que el alcohol, la gasolina se encenderá en condiciones menos que ideales, como en el exterior del motor. Y, una vez encendido, es más difícil apagarlo fuera de la quema controlada que tiene lugar en la cámara de combustión.

La gasolina quemará el granero, mientras que el alcohol solo podría quemar el granero.

Hay algunas ventajas, quizás la más importante es...

Cuando quemas alcohol, uno de los subproductos de la combustión es el oxígeno. Esto ayuda a mejorar el proceso de combustión. Otro es el efecto refrescante del alcohol a medida que se “vaporiza” en la vía de entrada. Esto ayuda a crear un aire más denso a medida que la carga de aire/combustible ingresa al motor, otro aspecto positivo. El efecto de enfriamiento también ayuda a enfriar el motor, al menos en el lado de entrada de la ecuación. Recuerde, producir caballos de fuerza tiene que ver con crear y controlar el calor.

En otras palabras, sería más fácil hacer funcionar un motor de combustión interna con alcohol, aunque no fuera tan eficiente como la gasolina.

Conclusión

Creo que es completamente creíble describir (por ejemplo) una historia alternativa donde el motor de combustión interna robó el trueno del vapor. Hacer del carbón un bien escaso y el vapor habría quedado relegado a algo interesante.

Sin embargo, cuando analizas todo el efecto que podría haber tenido en la historia, la respuesta es, en última instancia, "ninguno". Recuerde que el desarrollo tecnológico es una pirámide, con "hoy" en la parte superior y una montaña absoluta de conocimiento, experiencia, perseverancia y suerte debajo.

Estás hablando de arrancar motores de combustión de donde estaban en esa montaña y moverlos un poco más abajo en la pendiente. Sí, eso habría cambiado algunas cosas cercanas, pero en última instancia, la forma de la montaña habría permanecido igual. Después de todo, la línea entre los motores de vapor y de combustión interna y las computadoras modernas es muy delgada, si es que existe (las turbinas para la electricidad eran una rama de estudio completamente diferente).

Entonces, nada, cero. Ningún impacto en la sociedad en absoluto, aparte de quizás tener el Corvette de 1964 en 1954 en su lugar.

El problema más grande que vas a tener con este modelo es la temperatura de combustión del combustible.

La razón por la que usamos gasolina (o gasolina como se le llama en ciertas partes del mundo) como combustible para la combustión interna es que su temperatura de combustión es razonablemente baja (alrededor de 250 grados C para la ignición, un poco más de 1000 grados C para la temperatura de la llama). ) lo que significa que cuando explota en la cámara de combustión, el gas en expansión es suficiente para empujar hacia abajo el pistón, y el metal que rodea la cámara puede absorber el calor. A pesar de esto, todavía necesitamos sistemas de enfriamiento para evitar que los motores se sobrecalienten.

Recuerde, que en estos motores, el calor es un subproducto de energía de desecho. El motor de combustión interna no funciona con calor; está alimentado por gases en expansión.

El alcohol (por otro lado) se enciende alrededor de los 365 grados C (pero se quema alrededor de los 1920 grados C). Algunos motores de combustión interna modernos pueden manejar eso, pero el automóvil doméstico promedio (por ejemplo) no puede. Los primeros motores IC se habrían derretido o explotado con ese tipo de temperaturas explosivas dentro de los cilindros.

Además, el alcohol (irónicamente) es más difícil de producir en cantidades industriales que la gasolina. Esta es una de las principales razones por las que los biocombustibles no han despegado; Leí un artículo hace alrededor de 7 años que estimaba que para satisfacer solo el 20% de las necesidades de combustible de los EE. UU. a través de biocombustibles, su cosecha completa de maíz y maíz tendría que convertirse en biocombustible. Claramente, esa es una compensación inaceptable. Y eso es solo convertirlo en combustible; convertirlo en alcohol puro sería aún menos eficiente.

Entonces, antes de discutir los impactos potenciales, la pregunta falla en la primera parte; no , esta no es una solución práctica por dos razones;

1) Los motores tendrían que ser mucho más robustos que los primeros motores IC
2) Los requisitos de producción de combustible habrían sido prohibitivos.

Eso sí; ¿Te imaginas la dificultad que habría tenido la marina británica si tanto sus marineros como sus barcos funcionaran con ron en el siglo XIX?

El alcohol en sí mismo es un combustible líquido bastante bueno, aunque su densidad energética es mucho menor. Por lo tanto, puede hacer más o menos todo con él de lo que lo haría con la gasolina, aunque necesitará quemar más.

Por otro lado, el primer cohete moderno, utilizado para el arma V2, quemó alcohol ya que es más fácil de manejar que el hidrocarburo. Sin embargo, los cohetes más nuevos basados ​​en el mismo principio necesitan usar hidrocarburos ultrapurificados (queroseno RP1), ya que el alcohol simplemente no es lo suficientemente denso en energía para alcanzar velocidades orbitales, si no quieren usar criogénicos y/o tóxicos espantosos. combustible.

El gran problema será a cuánta energía tendrá acceso la civilización.

Los combustibles fósiles en su mayoría se remontan al período Carbonífero (de ahí su nombre), cuando los árboles desarrollaron celulosa pero los carroñeros aún no habían encontrado la manera de descomponerla. Durante millones y millones de años, se acumularon troncos de árboles no descompuestos, para ser convertidos lentamente en hidrocarburo. En efecto, esos árboles acumularon energía solar en combustibles fósiles como la batería más grande del mundo.

La revolución industrial utilizó esas enormes reservas de energía como combustible. En gran medida, todavía dependemos de él: Alemania, el supuesto campeón de la energía verde, produce un asombroso (y asombrosamente contaminante) 40% de su electricidad quemando carbón, ya que decidieron dejar de usar ese horrible productor de dióxido de carbono. eso es la energía nuclear. También serías sarcástico si vivieras en un país que ha hecho esfuerzos especiales para deshacerse del carbón solo para respirar el aire contaminado de otro país que simplemente se retractó a lo grande en nombre de la ecología . Pero me estoy desviando de nuevo.

El punto es que, sin ella, la única fuente de energía que tienes es el viento primitivo y la energía mecánica hidroeléctrica, y la energía solar primitiva en forma de plantas ineficientes, por ejemplo, grano, caña y madera. Hasta cierto punto, hoy en día se utilizan como fuente de energía auxiliar como biocombustible. La escasez de la Segunda Guerra Mundial, especialmente bajo la ocupación alemana, incluso llevó a los ingenieros creativos a construir automóviles impulsados ​​por biocombustibles de madera .

El problema es que la densidad de energía por área superficial de estos es muy baja. Así que simplemente no tienes suficiente energía para una revolución industrial de tipo histórico, por un amplio margen.

Tienes algunas fábricas, pero no el éxodo urbano masivo y la producción de bienes que vio el siglo XIX. Tienes algunos trenes, pero no tantos. Tiene algunos barcos con motor de combustión, pero en su mayoría buques de guerra: el transporte de mercancías utiliza barcos de vela modernos y rentables . Los aviones, en un principio, deberían verse menos afectados ya que representaban un porcentaje menor del uso de combustible en general.

Una posible ventaja es que el equivalente del Frente Occidental de la Primera Guerra Mundial puede no ser tan triturador de carne, ya que la guerra y sus horrores fueron alimentados precisamente por el poder industrial de los beligerantes. Sin suficiente combustible, no hay suficiente industria para armas y, lo que es más importante, proyectiles de artillería, ni siquiera posiblemente para llevar suficiente comida a las líneas de trincheras.