El octanaje o índice de octano es una escala que mide la resistencia que presenta un combustible (como la gasolina) a detonar prematuramente cuando es comprimido dentro del cilindro de un motor.
También se denomina RON (por sus siglas en ingles, Research Octane Number).
Algunos combustibles, como elGPL, GNL, etanol y metanol, dan un índice de octano mayor de 100. Utilizar un combustible con un octanaje superior al que necesita un motor, no lo perjudica ni lo beneficia.
Si se tiene previsto que un motor vaya a usar combustible de octanaje alto puede diseñarse con una relación de comprensión más alta y mejorar el rendimiento del motor.
Si la gasolina no sale de fabrica con suficiente octanaje se le añade algún aditivo como el etanol, el benceno o el afortunadamente desterrado tetra etilo de plomo.
Los índices de octano en motores de combustión:
El octanaje indica la presión y temperatura a que puede ser sometido un combustible carburado (mezclado con aire) antes de auto-detonarse al alcanzar su temperatura de auto ignición debido a la ley de los gases ideales. Si el combustible no tiene el índice de octano suficiente en motores con elevadas relaciones de compresión (oscilan entre 8,5 y 10,5), se producirá el "autoencendido" de la mezcla, es decir, la combustión es demasiado rápida y dará lugar a una detonación prematura en la fase de compresión, que hará que el pistón sufra un golpe brusco y se reduzca drásticamente el rendimiento del motor, llegando incluso a provocar graves averías.
Este fenómeno también se conoce entre los mecánicos como picado de bielas o cascabeleo.
Dicho índice de octano se obtiene por comparación del poder detonante de la gasolina con el de una mezcla de heptano e isoctano. Al isoctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0, de esta manera una gasolina de 95 octanos correspondería en su capacidad antidetonante a una mezcla con el 95% de isoctano y el 5% de heptano.
Hay tres clases de octanajes:
Research Octane Number (RON) - Octanaje medido en el laboratorio.
Motor Octane Number (MON) - Octanaje probado en un motor estático.
Road ON - Octanaje probado en la carretera.
RON:
El valor del RON se determina comparando el golpeteo que produce la gasolina con respecto al golpeteo que produce una sustancia patrón. Como patrón se utiliza una mezcla de isoctano (
2, 2,4-Trimetilpentano) y n-heptano. De esta forma se determina el número de octanos del combustible, con respecto al porcentaje de isoctano en la mezcla estándar. De esta forma, una gasolina que produce el mismo ruido que la mezcla de 87 (87% isooctano y 13% n-heptano), se dice que tiene un octanaje de 87 octanos. Para comparar, el gas licuado del petróleo (GLP) tiene un RON de +/- 110.
En los motores a gasolina de baja eficiencia, se recomienda usar gasolinas con bajo nivel de octanaje, ya que tienen poca compresión. Donde se nota mucho esta relación, es en caso de un automóvil nuevo al que, si se le suministra gasolina con bajo octanaje, se nota un cascabeleo, generado por explosión prematura del combustible en la cámara de combustión. A mayor compresión se requiere mayor octanaje, para que sea eficiente el uso del combustible.
MON:
Existe otro tipo de octanaje llamado MON que indica de manera más exacta cómo se comporta el combustible cuando se carga. Esta definición también se basa en la mezcla de isoctano y n-heptano.
La diferencia con el RON es que se sobrecarga más el motor en el ensayo: se utiliza una mezcla precalentada, el motor más revolucionado y tiempos de ignición variables. Dependiendo de la composición del combustible, el MON de una gasolina moderna estará 10 puntos por debajo del RON. Normalmente las especificaciones de combustible requieren de un RON y MON.
Producción de gasolinas:
Las gasolinas no son un producto directo del refinodel petróleo, sino que se tratan de naftas especialmente acondicionadas para su uso como carburante de motores de combustión interna con encendido mediante chispa (normalmente conocidos como motores de explosión). Este acondicionamiento se consigue mediante un proceso de
blending (mezclado) de distintas sustancias a fin de que el producto resultante cumpla con las especificaciones fijadas por la normativa aplicable en cada país, como es el caso del índice de octano, pero también otros parámetros como de emisiones al medioambiente, relativos a la estabilidad/seguridad del producto durante su transporte y/o almacenamiento, su comportamiento en las condiciones de funcionamiento del motor, etc.
Índices de cetanaje en motores Diesel:
Otra medida, tal vez menos conocida, para medir el efecto contrario, la facilidad con la que se inflama el combustible en los motores diesel, es el índice de cetano, que tiene al
cetano como combustible de referencia. En este caso cuanta más facilidad para inflamarse, mejor es el combustible.
Enlaces externos:
El nombre de nuestra revista Octanaje deriva de una característica distinta de la calidad de las gasolinas, por lo que e considera conveniente dar una breve explicación de este término.
¿Qué es el octanaje?
Octanaje o número de octano es una medida de la calidad y capacidad antidetonante de las gasolinas para evitar las detonaciones y explosiones en las máquinas de combustión interna, de tal manera que se libere o se produzca la máxima cantidad de energía útil.
¿Cómo se determina?
Para determinar la calidad antidetonante de una gasolina, se efectúan corridas de prueba en un motor, de donde se obtienen dos parámetros diferentes:
El Research Octane Number (Número de Octano de Investigación) que se representa como RON o simplemente R y que se determina efectuando una velocidad de 600 revoluciones por minuto (rpm) y a una temperatura de entrada de aire de 125°F (51.7°C)
El Motor Octane Number (Número de Octano del Motor) que se representa como MON o simplemente M y se obtiene mediante una corrida de prueba en una máquina operada a una velocidad de 900 revoluciones por minuto y con una temperatura de entrada de aire de 300°F (149°C).
Para propósitos de comercialización y distribución de las gasolinas, los productores determinan el octanaje comercial, como el promedio de los números de octano de investigación (RON) y el octano del motor (MON).
¿Cuál es la escala utilizada para medir el octanaje?
La calidad antidetonante de una gasolina se mide usando una escala arbitraria de número de octano. En esta escala, se dio a los hidrocarburos iso-octano (que es poco detonante) un índice de octano de 100; y al n-heptano (que es muy detonante), un índice de octano de cero.
La prueba de determinación del octanaje de una gasolina se efectúa en un motor especial de un sólo cilindro, aumentando progresivamente la comprensión hasta que se manifiesten las detonaciones. Posteriormente, se hace funcionar el motor sin variar la comprensión anterior, con una mezcla de iso-octano y una cantidad variable de n-heptano, que representará el octanaje o índice de octano de la gasolina para la cual se procedió a la prueba y que tiene, por lo tanto, el mismo funcionamiento antidetonante de la mezcla de hidrocarburos.
Así, por ejemplo, si una gasolina presenta propiedades antidetonantes similares a una mezcla de 95% de iso-octano y 5% de n-heptano, se dice que tiene un número de octano de 95.
¿Qué problemas se presentan al usar gasolinas de bajo número de octano?
Los principales problemas son la generación de detonaciones o explosiones en el interior de las máquinas de combustión interna, aparejado esto con un mal funcionamiento y bajo rendimiento del combustible, cuando el vehículo está en movimiento, aunado a una elevada emisión de contaminantes.
¿Qué se ha hecho para mejorar el octanaje de las gasolinas?
A nivel mundial, se han desarrollado varias tecnologías relacionadas entre sí para elevar el octanaje de las gasolinas, destacando las siguientes:
Aplicación de nuevas tecnologías de refinación, de reformado catalítico, isomerización y otros procesos, que permiten obtener gasolinas con elevados números de octano limpios, es decir, sin aditivos. Esto ha llevado a reducir en forma importante e inclusive a eliminar el tetra etilo de plomo, dando como resultado gasolinas de mejor calidad, que cumplen con los requerimientos de protección ecológica que se han establecido a nivel mundial.
Paralelamente, se han desarrollado nuevos aditivos oxigenados denominados ecológicos en sustitución el tetraetilo de plomo (que es altamente contaminante), tales como el Metil-Ter-Butil-Eter (MTBE), el Ter-Amil-Metil-Eter (TAME) y el Etil-Teer-Butil-Eter (ETBE), entre otros.
Estos aditivos oxigenados, se adicionan a las gasolinas para elevar su número de octano, proporcionando a la vez una mayor oxigenación, lo que incide directamente en una combustión más completa y en un mejor funcionamiento de los motores.
De estos aditivos oxigenados, los que han tenido un mayor uso a nivel mundial (incluso en nuestro país), han sido el MTBE y el TAME, debido a su alto valor de octano en la mezcla con gasolina, a su baja presión de vapor y sobre todo a su alta disponibilidad, al producirse en plantas integradas a las refinerías, donde son aprovechadas las materias primas de refinación requeridas para su elaboración (metanol, butanos, butilenos, isobutilenos e isoamileno), con las ventajas económicas que ello representa.
¿Cuál es el octanaje de las gasolinas Magna Sin y Nova que produce y comercializa Pemex Refinación?
Las gasolinas que elabora Pemex Refinación, cumplen actualmente con las normas ecológicas establecidas por las autoridades competentes, a fin de garantizar la calidad antidetonante y de funcionamiento, exigidas por los motores del parque vehicular tanto nacional como internacional. En este contexto, los números de octano son de 81 para la Nova (especificada para vehículos sin convertidor catalítico) y de 87 para la Magna Sin (para modelos adaptados con convertidor catalítico).
¿Cuáles son los números de octano o la calidad de las gasolinas elaboradas en otros países del mundo?
En los diferentes países del mundo se elaboran varias clases de gasolinas, dependiendo del nivel de tecnología utilizadas en sus refinerías, de la disponibilidad de recursos económicos destinados a la investigación y desarrollo tecnológico en materia de refinación y petroquímica, y de la inversión ejercida en la modernización de sus instalaciones, vinculados estos factores directa y estrechamente con la evolución de su industria automotriz.
Así, por ejemplo, en Estados Unidos se elaboran gasolinas con plomo y sin plomo clasificadas como Regular y Premium en cada categoría, cuyos números de octano son:
Regular Midgrade Premium
Gasolina sin plomo: 87 89 92
Gasolina con plomo: 85 No disponible
¿Qué hace Pemex para mejorar la calidad de los combustibles?
Petróleos Mexicanos, a través de Pemex Refinación, está trabajando en forma continua para optimar el nivel de operación de sus refinerías y para mejorar la calidad de las gasolinas que produce. Esto se manifiesta ofreciendo al mercado nacional combustibles con números de octano por encima de las normas ecológicas establecidas por las autoridades competentes, reduciendo el uso de tetraetilo de plomo en la gasolina Nova y eliminándolo de la gasolina Magna Sin, en cumplimiento con normas nacionales e internacionales.
Paralelamente, y de acuerdo con las tendencias mundiales, Pemex Refinación ha puesto en operación varias plantas para producir aditivos oxigenados MTBE y TAME y otras están en etapa de construcción, con lo que se continúa fortaleciendo la estructura productiva de gasolinas de alta calidad para el mercado nacional.
Octanaje o número de octano es una medida de la calidad ycapacidad antidetonante de las gasolinas para evitar lasdetonaciones y explosiones en las máquinas de combustión interna.
