El dièsel, també conegut com a gasoil, és un combustible derivat del petroli utilitzat principalment en motors de combustió interna d'encesa per compressió, comunament anomenats motors dièsel.
Des del punt de vista tècnic, el dièsel és una barreja d'hidrocarburs, composta principalment per molècules amb cadenes més llargues que les de la benzina. Això li confereix propietats físiques i químiques distintives que ho fan apte per a aplicacions que requereixen potència sostinguda i eficiència tèrmica.
A continuació, explorarem detalladament les propietats físiques i químiques del dièsel, així com la seva relació amb el rendiment, la seguretat i l'impacte ambiental.
Composició del dièsel
El gasoil està compost principalment per hidrocarburs saturats (parafines) i aromàtics amb cadenes de carboni que solen oscil·lar entre 10 i 22 àtoms de carboni per molècula. La proporció específica d'aquests compostos varia segons el tipus de dièsel i el procés de refinament.
Hi ha diferents qualitats de dièsel, com el dièsel de baix sofre i el dièsel sintètic, que s'obtenen de fonts alternatives com el gas natural o la biomassa.
En general, els hidrocarburs presents al dièsel li atorguen una densitat energètica elevada, cosa que significa que pot alliberar una gran quantitat d'energia en cremar-se.
Aquesta composició, però, també influeix en altres propietats, com la viscositat, el punt d'inflamació i les emissions generades durant la combustió.
Propietats físiques del dièsel
A ciontinuació et mostro les princpals propietats físiques que presenta el gasoil:
Densitat
La densitat del dièsel és més gran que la de la gasolina i sol oscil·lar entre 0.82 i 0.85 g/cm³. Això ho fa més pesat i dens, cosa que té un impacte positiu en la seva densitat energètica. A un mateix volum, el gasoil conté més energia que la gasolina, cosa que contribueix a la major eficiència dels motors dièsel en termes de quilòmetres per litre. No obstant això, aquesta densitat més gran també implica que el dièsel genera més emissions de CO₂ per litre cremat.
Viscositat
El dièsel és més viscós que la gasolina, cosa que significa que és menys fluid a temperatura ambient. La seva viscositat oscil·la entre 2 i 4 centistokes a 40 °C, depenent de la formulació i les normatives locals. Aquesta propietat és important perquè afecta l'atomització del combustible als injectors del motor.
Si la viscositat és massa alta, el combustible pot formar gotes grans en lloc d'una boira fina, cosa que redueix l'eficiència de la combustió.
Per millorar-ne el rendiment en climes freds, s'hi afegeixen additius que redueixen la viscositat i eviten la formació de vidres de parafina que podrien obstruir els filtres de combustible.
Punt d'inflamació
El punt d'inflamació del dièsel és significativament més alt que el de la gasolina, i se situa entre 52 °C i 96 °C.
Aquesta propietat fa que el gasoil sigui menys volàtil i, per tant, menys inflamable en condicions normals demmagatzematge i maneig.
Aquesta característica contribueix a la seva seguretat, ja que el gasoil té menys probabilitats d'encendre's accidentalment en comparació de la gasolina.
Volatilitat
El dièsel és menys volàtil que la gasolina, cosa que significa que s'evapora més lentament a temperatura ambient. Això és degut a les seves molècules més grans i pesades. per evaporació durant l'emmagatzematge i el transport.
Color i olor
El gasoil té un color que pot variar de groc clar a marró, depenent de la qualitat i del contingut de sofre. La seva olor característica, més forta i penetrant que la de la gasolina, és deguda a la presència d'hidrocarburs aromàtics i compostos sulfurats.
Propietats químiques del dièsel
A continuació et presnet les principals propietats químiques que presenta aquest combustible:
Combustió
La combustió del dièsel ocorre en un motor mitjançant un procés d'encesa per compressió, on l'aire es comprimeix a altes pressions fins a assolir temperatures prou altes per encendre el combustible sense necessitat d'espurna. L'equació general per a la combustió completa d'aquest combustible és:
C n H m + O₂ → CO v + H v O + energia
En condicions ideals, el dièsel es crema completament per formar diòxid de carboni (CO₂) i aigua (H₂O), alliberant una gran quantitat d'energia. No obstant això, a la pràctica, la combustió incompleta pot generar subproductes com monòxid de carboni (CO), hidrocarburs no cremats, sutge i òxids de nitrogen (NOₓ).
Índex de cetà
L'índex de cetà mesura la facilitat amb què el dièsel s'encén sota compressió. Un índex de cetà més alt indica que el combustible s'encén més fàcilment i produeix una combustió més suau, reduint el copejament del motor i millorant-ne el rendiment. Els combustibles dièsel típics tenen un índex de cetà entre 40 i 55.
Aquest paràmetre és equivalent al nombre d'octà a la gasolina, encara que mesura una propietat diferent. Els combustibles amb un índex de cetà més baix poden causar problemes d'encesa i augmentar les emissions contaminants.
Contingut de sofre
El contingut de sofre al dièsel ha estat objecte de regulacions estrictes a causa del seu impacte ambiental. El sofre, present en forma de compostos sulfurats, genera diòxid de sofre (SO₂) en cremar-se, un gas que contribueix a la pluja àcida ia problemes de qualitat de l'aire. Els dièsels moderns solen ser de baix o ultra baix contingut de sofre, amb nivells que no superen les 15 parts per milió (ppm) a molts països.
4. Estabilitat química
El dièsel és relativament estable durant l'emmagatzematge, encara que es pot rovellar i formar gomes i dipòsits si s'exposa a l'aire durant períodes perllongats.
Aquesta oxidació pot afectar el rendiment del combustible i obstruir els injectors del motor. Per mitigar aquest problema, s'afegeixen antioxidants al dièsel.
A més, el gasoil pot contaminar-se amb aigua, cosa que pot afavorir el creixement de microorganismes als tancs d'emmagatzematge. Aquest problema es resol amb l‟ús d‟additius antimicrobians il‟eliminació periòdica d‟aigua acumulada.
Impacte dels additius
Els additius al dièsel milloren tant el seu rendiment com la seva sostenibilitat ambiental. Alguns dels additius més comuns inclouen:
- Milloradors de cetà: augmenten l'índex de cetà i milloren l'encesa.
- Additius anticongelants: prevenen la formació de vidres de parafina en climes freds.
- Additius detergents: redueixen la formació de dipòsits als injectors i vàlvules.
- Estabilitzadors: milloren la vida útil del combustible en prevenir l'oxidació.
Seguretat i maneig del gasoil
El gasoil és menys inflamable que la gasolina, cosa que ho fa més segur durant el transport i l'emmagatzematge.
Tot i això, el seu maneig requereix precaucions, ja que l'exposició perllongada als vapors o al líquid pot causar irritacions a la pell i problemes respiratoris. El contacte amb el sòl o les fonts d'aigua també pot tenir efectes ambientals negatius a causa de la naturalesa contaminant.