El dièsel, conegut també com a gasoil, és un combustible derivat del petroli cru que s'obté mitjançant processos de refinació.
Aquest hidrocarbur líquid és àmpliament utilitzat per alimentar motors de combustió interna en vehicles, generar electricitat i proveir energia per a calefacció. A continuació, se'n detallen les principals característiques físiques, químiques i aplicacions.
Composició i propietats químiques del dièsel
El gasoil és una barreja complexa d'hidrocarburs alifàtics, incloent-hi compostos cíclics i parafínics, que contenen entre 13 i 18 àtoms de carboni. Aquesta composició li confereix una densitat més gran i un punt d'inflamació més elevat que el de la gasolina, cosa que el fa menys inflamable i, per tant, més segur per manipular-lo i emmagatzemar-lo.
El contingut de sofre al dièsel ha estat històricament un problema ambiental. Tot i això, les normatives modernes, com la EN 590 a Europa, han reduït dràsticament la seva concentració a menys de 10 mg/kg. Aquest límit és crucial per minimitzar les emissions de diòxid de sofre (SO₂) i partícules durant la combustió. Tot i això, el sofre també compleix una funció lubricant, cosa que ha obligat els fabricants a afegir additius que compensin la seva eliminació.
Producció i obtenció del dièsel
El dièsel es produeix mitjançant diversos mètodes, entre els quals destaquen:
-
Destil·lació fraccionada: Aquest és el procés clàssic, en què el petroli cru s'escalfa en una torre de fraccionament. El dièsel s'extreu en un rang de temperatures al voltant dels 350 °C. La qualitat del combustible depèn directament de les característiques del cru i de la precisió del procés de refinació.
-
Craqueig catalític: Aquest mètode implica la fragmentació d'hidrocarburs pesants en molècules més lleugeres mitjançant l'ús de catalitzadors. És una tècnica eficient que permet optimitzar la producció de dièsel, però a un cost energètic i econòmic elevat.
-
Síntesi GTL (Gas to Liquid): El procés GTL converteix gas natural (metà) en hidrocarburs líquids mitjançant un catalitzador, produint un dièsel d'alta puresa i sense contingut de sofre. Aquest tipus de dièsel redueix significativament les emissions de partícules i òxids de nitrogen (NOx). A més, empreses com Shell han integrat GTL en combustibles premium com el V-Power.
-
Dièsel renovable: Conegut com a biodièsel, es produeix a partir de biomassa (olis vegetals, residus agrícoles, etc.) mitjançant un procés de transesterificació. Encara que es considera més sostenible, presenta desafiaments en termes demmagatzematge i barreja amb el dièsel fòssil.
Tipus de dièsel i les seves aplicacions
Dièsel automotriu
El dièsel és àmpliament usat en motors de cicle dièsel, on s'injecta directament a la cambra de combustió.
Per complir amb les normatives europees, com l'EN 590, el dièsel ha de tenir propietats específiques, com ara un nombre mínim de cetà de 51 i un baix contingut de sofre. Aquestes característiques asseguren una combustió més eficient i menys contaminant.
Dièsel per a combustió estacionària
Aquest tipus de dièsel, utilitzat en calderes i generadors, té especificacions menys estrictes. Permet més contingut de sofre (fins al 0.1%) i no exigeix un punt de destil·lació màxim (T95). Això redueix els costos de producció, però també implica un impacte ambiental més gran.
Dièsel marí
Els motors dièsel emprats en vaixells utilitzen un combustible amb un punt d'ebullició alt i un contingut de sofre més elevat.
La norma ISO 8217 regula aquest tipus de combustibles, tot i que s'espera que futures normatives en limitin encara més les emissions, especialment en regions com la Mediterrània.
Propietats físiques del dièsel
Aparença i color
El dièsel ha de ser clar i lliure d'impureses visibles. El color varia segons el procés de producció i els additius utilitzats, encara que tonalitats opalescents poden indicar contaminació o degradació del producte.
Densitat i valor calorífic
La densitat del dièsel és d'aproximadament 835 kg/m³, cosa que li atorga un rendiment energètic més gran per volum en comparació amb la gasolina. El seu valor calorífic se situa al voltant de 40,9 MJ/kg (10,200 kcal/kg), fent-ho un combustible eficient per a aplicacions de llarg abast.
Propietats a baixes temperatures
Una característica clau del dièsel és el comportament en climes freds. A baixes temperatures, es poden formar vidres de parafina que obstrueixen els filtres de combustible. Per això, la normativa EN 590 estableix requisits per garantir la fluïdesa del dièsel a l'hivern, incloent-hi variants àrtiques que operen fins a -21 °C.
Número de cetà
El número de cetà mesura la facilitat d'ignició del dièsel en un motor. Valors més alts (mínim 51 segons EN 590) indiquen una combustió més ràpida i eficient, cosa que millora el rendiment i redueix les emissions contaminants.
Impacte ambiental i contaminació
El dièsel genera diverses emissions contaminants, entre les quals destaquen:
- Diòxid de carboni (CO₂): Principal gas d'efecte hivernacle produït durant la combustió.
- Òxids de nitrogen (NOx): Responsables de la formació de smog i pluja àcida.
- Partícules fines (PM): Emeses en major quantitat que en motors de benzina, cosa que representa un risc per a la salut respiratòria.
Per mitigar aquests efectes, els combustibles moderns inclouen additius i es combinen amb biodièsel per reduir les emissions. Tot i això, la presència de biodièsel també incrementa el risc de contaminació bacteriana, ja que aquest component atrau aigua, facilitant el creixement de microorganismes en els tancs d'emmagatzematge.
Problemes de contaminació del dièsel
El dièsel, encara que eficient com a combustible, planteja significatius problemes de contaminació ambiental i de salut pública. Un dels principals contaminants associats a l'ús de dièsel és el diòxid de nitrogen (NO₂), un gas tòxic que contribueix a l'esmog i pot causar problemes respiratoris greus. A més, els motors dièsel emeten partícules fines (PM2.5 i PM10), que penetren profundament als pulmons i al sistema cardiovascular, augmentant el risc de malalties com l'asma, càncer de pulmó i problemes cardíacs.
Un altre aspecte preocupant és el contingut de sofre al combustible dièsel. Tot i que les normatives modernes, com l'EN 590 a Europa, han reduït dràsticament el contingut de sofre a menys de 10 mg/kg, la seva presència històrica va contribuir a la pluja àcida ia la contaminació del sòl i l'aigua.
L'ús de biodièsel en barreges també presenta altres inconvenients, com la contaminació bacteriana als dipòsits, que pot generar problemes d'emmagatzematge i degradació del combustible.
Les zones urbanes, on el trànsit és dens, són especialment vulnerables i es busquen alternatives més netes com l'electrificació i l'ús de combustibles sintètics per mitigar aquests problemes.