“Combustión”Concepto:La combustión es una reacción de tipo exotérmico, el cual consiste en la reacción química producida entre el oxígeno y un material oxidable, el cual al ser una reacción exotérmica, incluye dentro del proceso desprendimiento de energía manifestado comúnmente en forma de incandescencia o llama.

Características:Se le llama combustible a cualquier material que es plausible de liberar energía una vez que este se oxida de manera violenta y con desprendimiento de calor.

El combustible libera energía de su lado potencial (energía de enlace) a un estado utilizable, ya sea de modo directo o mecánico, produciendo como residuo calor (energía térmica).

Clasificación:

Sólidos:Están conformados por C, H2, O2 Y S, entre estos combustibles se incluyen:

Carbón, Madera y Turba

Para poder ser usados como combustibles estos minerales, se requiere que estén en forma de polvo muy fino, siendo este pulverizado con aire durante la alimentación de un cilindro.

Alguno de los principales problemas que presentan estos combustibles, es la inaceptable erosión provocada por los pistones, válvulas y cilindros de las máquinas que los utilizan.

Líquidos:Estos combustibles son obtenidos por medio de la refinación del petróleo, destilación del cisto bituminoso o hidrogenación del carbón, y pueden ser de origen mineral como no mineral.

Los de origen mineral están conformados por hidrocarburos, mientras que los de origen no mineral se conforman por alcoholes y aceites vegetales. Entre los no minerales se encuentran los alcoholes: “Etílico y Metílico”, mientras que los formados por aceites vegetales están formados por C, H2, O2 y N2.

Este tipo de combustibles son mayormente empleados a instancias de motores de combustión interna, destacándose combustibles como:

Gasolina, Diesel y Queroseno.

Gaseosos:Los combustibles gaseosos son combustibles con un bajo costo.

Estos combustibles forman con el aire una mezcla más homogénea, atribuyendo una mayor distribución en los cilindros, aumentando el rendimiento y vida útil del motor.

Alguno de los gases más utilizados, son:

-Metano

-Propano

-Butano

“Comburentes”Concepto:En la combustión al agente oxidante se le llama “comburente”.

Un comburente es cualquier sustancia que bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, puede combinarse con un combustible, dando así lugar a una combustión.

Características:Todos los comburentes tienen en su composición oxígeno disponible, ya sea en forma de oxígeno molecular, o bien como oxígeno que ceden al momento de la combustión.

Para que se produzca la combustión es necesaria la presencia de una proporción mínima de oxígeno, que por regla general va de un 15% hasta, en casos extremos, un 5%.

La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son: CO2 y H2O

Algunos de los comburentes usados más comunes están:

Oxígeno, ozono, peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), halógenos, ácido nítrico y otros, óxidos de metales pesados, nitratos, cloratos, percloratos, cromatos, dicromátos, permanganato, etc.

“Poder Calorífico de un Combustible”Concepto:Se define como la cantidad de energía que puede liberar ese combustible por unidad de peso o volumen.

Los poderes caloríficos son determinados de manera experimental

Se consideran dos poderes caloríficos dentro de los combustibles, el Poder Calorífico Superior y el Poder Calorífico Inferior.

PCI:El poder calorífico inferior, PCI, es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de combustible, este calor liberado es el que realmente se puede utilizar, ya que gran parte del calor total producido se emplea en mantener en estado vapor de agua que forma parte de los productos de la combustión.

PCS:El poder calorífico superior, es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa del combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado, así pues se contabiliza el calor desprendido en este cambio de fase.

También es llamado poder calórico neto.

“Aire Necesario para la Combustión”El aire presente en la combustión, proporciona el oxígeno necesario para la combustión.

El aire se compone de:

Nitrógeno

Oxígeno

Bajos Volúmenes de Gases Inertes

Vapor de Agua

Para una combustión ideal, se dice que la necesidad mínima de oxígeno depende del combustible directamente.

1Kg. Carbono:

2.67Kg Oxígeno

1Kg. Hidrógeno:

8Kg. Oxígeno

1Kg Azufre:

1Kg. Oxígeno

Cuando las proporciones de las cantidades son exactas, se denomina como combustión ideal

Combustión Incompleta:

Este tipo de reacción se caracteriza por la presencia de sustancias combustibles en los

gases de combustión. Estas sustancias generalmente son carbono como hollín, CO, H2 y

también pueden aparecer pequeñas cantidades de los hidrocarburos que se utilizan como

combustibles.

Un caso práctico y muy conocido es la combustión incompleta de un motor de un

automóvil, un brasero, un calefón o un calefactor domiciliario sin tiro balanceado.

Dada la generación de CO o monóxido de carbono en este tipo de reacciones, que se

presenta como un gas imperceptible al olfato, se debe tener especial cuidado en la

ventilación de los ambientes donde ocurran, ya que el CO es un elemento nocivo para el

cuerpo humano y puede producir la muerte,

Combustiones Lentas:Las combustiones lentas no producen emisiones de luz generando poca emisión de calor. Se suelen producir en lugares poco ventilados con escasez de comburente o sobre combustibles muy densos. Se trata de fuegos muy peligrosos ya que al darse en condiciones de poca aireación cuando entra aire nuevo en la habitación se produce un aumento del comburente activando el incendio rápidamente.

Combustiones Rápidas:En las combustiones rápidas se produce una gran emisión de calor y luz con un fuego intenso. Si una combustión es muy rápida se puede producir una explosión. Las explosiones se consideran combustiones instantáneas.

Podemos distinguir entre dos tipos de explosiones:

- Deflagración: La velocidad de propagación del frente de llamas no supera la velocidad del sonido.

- Detonación: Una detonación se da cuando la velocidad de propagación del frente de llamas es superior a la velocidad del sonido (340 m/s).

Combustión Estequiométrica:

Es la combustión que se lleva a cabo con la cantidad mínima de aire para que no existan

sustancias combustibles en los gases de reacción. En este tipo de combustión no hay

presencia de oxígeno en los humos, debido a que este se ha empleado íntegramente en la

reacción.

Combustión con Exceso de Aire:

Es la reacción que se produce con una cantidad de aire superior al mínimo necesario.

Cuando se utiliza un exceso de aire, la combustión tiende a no producir sustancias

combustibles en los gases de reacción.

En este tipo de combustión es típica la presencia de oxígeno en los gases de combustión.

La razón por la cual se utiliza normalmente un exceso de aire es hacer reaccionar

completamente el combustible disponible en el proceso.

Combustión con Defecto de Aire

Es la reacción que se produce con una menor cantidad de aire que el mínimo necesario.

En este tipo de reacción es característica la presencia de sustancias combustibles en los

gases o humos de reacción.