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Gasolina

Gasolina en un frasco de vidrio La gasolina ( en inglés norteamericano ) o petrol ( en inglés británico ) es un producto petroquímico caracterizado por ser un líquido transparen...

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Gasolina en un frasco de vidrio

La gasolina ( en inglés norteamericano ) o petrol ( en inglés británico ) es un producto petroquímico caracterizado por ser un líquido transparente, amarillento e inflamable que normalmente se utiliza como combustible para motores de combustión interna de encendido por chispa . Cuando se formula como combustible para motores , la gasolina se compone químicamente de compuestos orgánicos derivados de la destilación fraccionada del petróleo y posteriormente se enriquece químicamente con aditivos para gasolina . Es un producto rentable de gran volumen producido en refinerías de petróleo crudo . [ 1 ]

La capacidad de una mezcla de gasolina en particular para resistir la ignición prematura (que causa golpeteo y reduce la eficiencia en los motores alternativos ) se mide por su índice de octano o número de rendimiento . El tetraetil plomo se usó ampliamente en el pasado para aumentar el índice de octano, pero no se usa en la gasolina automotriz moderna debido al riesgo para la salud . La aviación, los vehículos motorizados todoterreno y algunos motores de autos de carreras todavía usan gasolinas con plomo. [ 2 ] [ 3 ] Otras sustancias se agregan frecuentemente a la gasolina para mejorar la estabilidad química y las características de rendimiento, controlar la corrosión y proporcionar limpieza del sistema de combustible. La gasolina puede contener químicos que contienen oxígeno, como etanol , MTBE o ETBE para mejorar la combustión .

Historia y etimología

Los diccionarios de inglés muestran que el término gasolina se origina a partir de gas más los sufijos químicos -ole y -ine . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Petrol deriva de la palabra latina medieval petrol (L. petra , roca + oleum , aceite). [ 7 ]

El interés por los combustibles similares a la gasolina comenzó con la invención de los motores de combustión interna aptos para su uso en aplicaciones de transporte. Los llamados motores Otto se desarrollaron en Alemania durante el último cuarto del siglo XIX. El combustible para estos primeros motores era un hidrocarburo relativamente volátil obtenido del gas de carbón . Con un punto de ebullición cercano a los 85 °C (185 °F) ( el n -octano hierve a 125,62 °C (258,12 °F) [ 8 ] ), era muy adecuado para los primeros carburadores (evaporadores).    

El desarrollo de un carburador con boquilla de pulverización permitió el uso de combustibles menos volátiles. Se intentó mejorar aún más la eficiencia del motor con relaciones de compresión más altas , pero los primeros intentos se vieron frustrados por la explosión prematura del combustible, conocida como detonación . En 1891, el proceso de craqueo de Shukhov se convirtió en el primer método comercial del mundo para descomponer los hidrocarburos más pesados ​​del petróleo crudo y aumentar el porcentaje de productos más ligeros en comparación con la destilación simple.

Análisis y producción química

Algunos de los componentes de la gasolina son: isooctano , butano , 3- etiltolueno y el potenciador del octanaje MTBE.
Un extractor de agua en los Estados Unidos
Una plataforma petrolífera en el Golfo de México.

La gasolina comercial, al igual que otros combustibles líquidos para el transporte, son mezclas complejas de hidrocarburos. [ 9 ] La especificación de rendimiento también varía según la estación, requiriendo mezclas menos volátiles durante el verano para minimizar las pérdidas por evaporación.

La gasolina se produce en refinerías de petróleo. Aproximadamente 72 litros (19 galones estadounidenses ) de gasolina se obtienen de un barril de petróleo crudo de 160 litros (42 galones estadounidenses ) . [ 10 ] El material separado del petróleo crudo mediante destilación , llamado gasolina virgen o de destilación directa, no cumple con las especificaciones para los motores modernos, en particular el índice de octano ; véase más abajo, pero puede mezclarse con la gasolina.    

La mayor parte de una gasolina típica consiste en una mezcla homogénea de hidrocarburos con entre cuatro y doce átomos de carbono por molécula, comúnmente denominados C4–C12. [ 11 ] Es una mezcla de parafinas ( alcanos ), olefinas ( alquenos ), naftenos ( cicloalcanos ) y aromáticos . El uso del término parafina en lugar de la nomenclatura química estándar alcano es particular de la industria petrolera, que se basa ampliamente en la jerga. La composición de una gasolina depende de:

  • la refinería de petróleo que produce la gasolina, ya que no todas las refinerías tienen el mismo conjunto de unidades de procesamiento;
  • el petróleo crudo utilizado como materia prima por la refinería;
  • el tipo de gasolina que se busca, en particular, el índice de octano.

Las distintas corrientes de refinería que se mezclan para producir gasolina tienen características diferentes. Algunas corrientes importantes incluyen las siguientes:

  • La gasolina de destilación directa , a veces denominada nafta (y también nafta ligera de destilación directa "LSR" y nafta virgen ligera "LVN") , se destila directamente del petróleo crudo. Si bien alguna vez fue la principal fuente de combustible, el bajo índice de octano de la nafta requirió aditivos organometálicos (principalmente tetraetilo de plomo ) antes de su eliminación gradual del conjunto de gasolina que comenzó en 1975 en los Estados Unidos. [ 12 ] La nafta de destilación directa suele tener un bajo contenido de aromáticos (dependiendo del grado del flujo de petróleo crudo) y contiene algunos cicloalcanos (naftenos) y ningún olefina (alqueno). Entre el 0 y el 20 por ciento de este flujo se incorpora a la gasolina terminada porque la cantidad de esta fracción en el crudo es menor que la demanda de combustible y el número de octano de investigación (RON) de la fracción es demasiado bajo. Las propiedades químicas (es decir, el RON y la presión de vapor Reid (RVP)) de la gasolina de destilación directa se pueden mejorar mediante reformado e isomerización . Sin embargo, antes de alimentar esas unidades, la nafta debe separarse en nafta ligera y pesada. La gasolina de destilación directa también puede utilizarse como materia prima para las unidades de craqueo por vapor para producir olefinas.
  • El reformado , producido a partir de gasolina de destilación directa en un reformador catalítico , tiene un alto índice de octano, un alto contenido de aromáticos y un contenido relativamente bajo de olefinas. La mayor parte del benceno , tolueno y xileno (los llamados hidrocarburos BTX ) son más valiosos como materias primas químicas y, por lo tanto, se eliminan en cierta medida. Además, el contenido de BTX está regulado.
  • La gasolina craqueada catalíticamente , o nafta craqueada catalíticamente , producida con un craqueador catalítico , tiene un índice de octano moderado, un alto contenido de olefinas y un contenido aromático moderado.
  • El hidrocraqueo (pesado, medio y ligero), producido con una unidad de hidrocraqueo , tiene un índice de octano de medio a bajo y niveles aromáticos moderados.
  • El alquilato se produce en una unidad de alquilación , utilizando isobutano y olefinas C3/C4 como materias primas. El alquilato final no contiene aromáticos ni olefinas y tiene un alto MON ( Número de Octano del Motor ). El alquilato se utilizó durante la  Segunda Guerra Mundial como combustible de aviación . [ 13 ] Desde finales de la década de 1980, se vende como combustible especial para herramientas de jardinería y forestales (manuales) con motor de combustión. [ 14 ] [ 15 ]
  • El isomerato se obtiene mediante la isomerización de gasolina de destilación directa de bajo octanaje en isoparafinas (alcanos no encadenados, como el isooctano ). El isomerato tiene un RON y un MON medios, pero no contiene aromáticos ni olefinas.
  • El butano se suele mezclar con la gasolina, aunque la cantidad de este componente está limitada por la especificación de la presión de vapor Reid (RVP).
  • Los oxigenados (más específicamente alcoholes y ésteres ) se mezclan principalmente en la gasolina en los EE. UU. como etanol . En Europa y otros países, las mezclas pueden contener etanol además de metil tert-butil éter (MTBE) y etil tert-butil éter (ETBE). El MTBE fue prohibido en la mayoría de los estados de EE. UU. a principios y mediados de la década de 2000. [ 16 ] Algunos países todavía permiten que el metanol se mezcle directamente con la gasolina, especialmente en China. [ 17 ] En este artículo se aborda con más detalle el tema de los oxigenados y su mezcla.

Los términos anteriores son jerga utilizada en la industria petrolera, y la terminología varía.

Muchos países establecen límites para los aromáticos de la gasolina en general, el benceno en particular y el contenido de olefinas (alquenos). Estas regulaciones han llevado a una creciente preferencia por los isómeros de alcanos, como el isomerato o el alquilato, ya que su índice de octano es mayor que el de los n-alcanos. En la Unión Europea, el límite de benceno se fija en un uno por ciento en volumen para todos los grados de gasolina para automóviles. Esto generalmente se logra evitando alimentar C6, en particular ciclohexano , a la unidad de reformado, donde se convertiría en benceno. Por lo tanto, solo se alimenta nafta virgen pesada (desulfurada) (HVN) a la unidad de reformado. [ 18 ]

La gasolina también puede contener otros compuestos orgánicos , como éteres orgánicos , añadidos deliberadamente [ 19 ] , además de pequeños niveles de contaminantes, en particular compuestos organosulfurados , que generalmente se eliminan en la refinería.

En promedio, las refinerías de petróleo de EE. UU. producen entre 19 y 20 galones de gasolina, entre 11 y 13 galones de gasóleo y entre 3 y 4 galones de combustible para aviones por cada barril de petróleo crudo de 42 galones estadounidenses (160 litros) . La proporción de productos depende del procesamiento en la refinería y del análisis del petróleo crudo . [ 20 ]

Propiedades físicas

Una gasolinera Shell en Hiroshima , Japón.

Densidad

La gravedad específica de la gasolina varía de 0,71 a 0,77, [ 21 ] y las densidades más altas tienen una mayor fracción volumétrica de aromáticos. [ 22 ] La gasolina terminada comercializable se vende (en Europa) con una referencia estándar de 0,755 kilogramos por litro (6,30 lb/US gal) , (75668 lb/im gal). Su precio se ajusta según su densidad real. Debido a su baja densidad, la gasolina flota en el agua, por lo que generalmente no se puede usar agua para extinguir un incendio de gasolina a menos que se aplique en forma de niebla fina.  

Estabilidad

La gasolina de calidad debería ser estable durante seis meses si se almacena correctamente, pero puede degradarse con el tiempo. [ 23 ] La gasolina almacenada durante un año probablemente podrá quemarse en un motor de combustión interna sin mayores problemas. [ 23 ] Idealmente, la gasolina debería almacenarse en un recipiente hermético (para evitar la oxidación o la mezcla de vapor de agua con el gas) que pueda soportar la presión de vapor de la gasolina sin ventilación (para evitar la pérdida de las fracciones más volátiles) a una temperatura fresca y estable, para reducir el exceso de presión por expansión del líquido y reducir la velocidad de cualquier reacción de descomposición. [ 23 ]

Cuando la gasolina no se almacena correctamente, pueden formarse gomas y sólidos que corroen los componentes del sistema y se acumulan en superficies húmedas, dando lugar a una condición denominada "combustible rancio". La gasolina que contiene etanol es especialmente propensa a absorber la humedad atmosférica, formando gomas, sólidos o dos fases (una fase de hidrocarburo flotando sobre una fase de agua y alcohol). [ 23 ]

La presencia de estos productos de degradación en el tanque de combustible o en las líneas de combustible, así como en el carburador o los componentes de inyección de combustible, dificulta el arranque del motor o reduce su rendimiento. [ 24 ] Al reanudarse el uso normal del motor, la acumulación puede o no eliminarse con el flujo de gasolina nueva. La adición de un estabilizador de combustible a la gasolina puede prolongar la vida útil del combustible que no se almacena o no se puede almacenar correctamente. La única solución real al problema del almacenamiento a largo plazo de un motor, una máquina o un vehículo es la eliminación total del combustible del sistema. [ 11 ]

Los estabilizadores de combustible típicos son mezclas patentadas que contienen aguarrás mineral , alcohol isopropílico , 1,2,4-trimetilbenceno u otros aditivos . Se utilizan comúnmente en motores pequeños, como los de cortacéspedes y tractores, especialmente cuando su uso es esporádico o estacional (poco o ningún uso durante una o más estaciones del año). Se recomienda a los usuarios mantener los recipientes de gasolina a más de la mitad de su capacidad y bien tapados para reducir la exposición al aire, evitar el almacenamiento a altas temperaturas, hacer funcionar el motor durante diez minutos para que el estabilizador circule por todos los componentes antes de guardarlo y hacer funcionar el motor a intervalos para purgar el combustible viejo del carburador. [ 11 ]

Los requisitos de estabilidad de la gasolina se establecen en la norma ASTM D4814. Esta norma describe las diversas características y requisitos de los combustibles para automóviles destinados a su uso en una amplia gama de condiciones de funcionamiento en vehículos terrestres equipados con motores de encendido por chispa.

Contenido energético de la combustión

Un motor de combustión interna alimentado con gasolina obtiene energía de la combustión de los diversos hidrocarburos de la gasolina con el oxígeno del aire ambiente, produciendo dióxido de carbono y agua como gases de escape. La combustión del octano , una especie representativa, realiza la siguiente reacción química:

2 C 8 H 18 + 25 O 2 → 16 CO 2 + 18 H 2 O

Por peso, la combustión de la gasolina libera aproximadamente 46,7 megajulios por kilogramo (13,0 kWh /kg; 21,2 MJ/ lb ) o por volumen 33,6 megajulios por litro (9,3 kWh/L; 127 MJ/US gal; 121 000 BTU/US gal) , citando el valor calorífico inferior . [ 25 ] Las mezclas de gasolina difieren y, por lo tanto, el contenido energético real varía según la estación y el productor hasta en un 1,75 por ciento más o menos que el promedio. [ 26 ] En promedio, se obtienen aproximadamente 74 litros (20 US gal) de gasolina de un barril de petróleo crudo (aproximadamente el 46 por ciento en volumen), variando según la calidad del crudo y el grado de la gasolina. El resto son productos que van desde el alquitrán hasta la nafta . [ 27 ]         

Un combustible de alto octanaje, como el gas licuado de petróleo (GLP), ofrece una potencia total menor con la relación de compresión típica de 10:1 de un motor optimizado para gasolina. Un motor ajustado para GLP mediante relaciones de compresión más altas (normalmente 12:1) mejora la potencia. Esto se debe a que los combustibles de mayor octanaje permiten una mayor relación de compresión sin detonación, lo que resulta en una mayor temperatura en el cilindro y, por consiguiente, en una mayor eficiencia .

Una mayor eficiencia mecánica se logra mediante una mayor relación de compresión, gracias a la consiguiente mayor relación de expansión durante la carrera de potencia, cuyo efecto es, con diferencia, el más significativo. Esta mayor relación de expansión extrae más trabajo del gas a alta presión generado por la combustión. Un motor de ciclo Atkinson utiliza la sincronización de las válvulas para obtener las ventajas de una alta relación de expansión sin las desventajas, principalmente la detonación, de una alta relación de compresión. Una alta relación de expansión es también una de las dos razones clave de la eficiencia de los motores diésel , junto con la eliminación de las pérdidas por bombeo debidas a la restricción del flujo de aire de admisión.

El menor contenido energético del GLP por volumen líquido en comparación con la gasolina se debe principalmente a su menor densidad. Esta menor densidad es una propiedad del menor peso molecular del propano (componente principal del GLP) en comparación con la mezcla de diversos hidrocarburos con pesos moleculares más elevados que el propano que compone la gasolina. Por el contrario, el contenido energético del GLP por peso es mayor que el de la gasolina debido a una mayor proporción de hidrógeno respecto al carbono .

Molecular weights of the species in the representative octane combustion are 114, 32, 44, and 18 for C8H18, O2, CO2, and H2O, respectively; therefore one kilogram (2.2 lb) of fuel reacts with 3.51 kilograms (7.7 lb) of oxygen to produce 3.09 kilograms (6.8 lb) of carbon dioxide and 1.42 kilograms (3.1 lb) of water.

Octane rating

Octane rating is measured relative to a mixture of 2,2,4-trimethylpentane (an isomer of octane) and n-heptane. There are different conventions for expressing octane ratings, so the same physical fuel may have several different octane ratings based on the measure used. One of the best known is the research octane number (RON).

The octane rating of typical commercially available gasoline varies by country. In Finland, Sweden, and Norway, 95 RON is the standard for regular unleaded gasoline and 98 RON is also available as a more expensive option.

In the United Kingdom, over 95 percent of gasoline sold has 95 RON and is marketed as Unleaded or Premium Unleaded. Super Unleaded, with 97/98 RON and branded high-performance fuels (e.g., Shell V-Power, BP Ultimate) with 99 RON make up the balance. Gasoline with 102 RON may rarely be available for racing purposes.[28][29][30]

In the U.S., octane ratings in unleaded fuels vary between 85[31] and 87 AKI (91–92 RON) for regular, 89–90 AKI (94–95 RON) for mid-grade (equivalent to European regular), up to 90–94 AKI (95–99 RON) for premium (European premium).

As South Africa's largest city, Johannesburg, is located on the Highveld at 1,753 meters (5,751 ft) above sea level, the Automobile Association of South Africa recommends 95-octane gasoline at low altitude and 93-octane for use in Johannesburg because "The higher the altitude the lower the air pressure, and the lower the need for a high octane fuel as there is no real performance gain".[32]

El índice de octano se volvió importante a medida que las fuerzas armadas buscaban mayor potencia para los motores de aeronaves a finales de la década de 1920 y durante la década de 1940. Un índice de octano más alto permite una mayor relación de compresión o sobrealimentación , y por lo tanto, mayores temperaturas y presiones, lo que se traduce en una mayor potencia. Algunos científicos incluso predijeron que una nación con un buen suministro de gasolina de alto octanaje tendría ventaja en el poder aéreo. En 1943, el motor aeronáutico Rolls-Royce Merlin producía 980 kilovatios (1320 hp) utilizando combustible de 100 RON con una modesta cilindrada de 27 litros (1600 pulgadas cúbicas) . Para la época de la Operación Overlord , tanto la RAF como la USAAF estaban realizando algunas operaciones en Europa utilizando combustible de 150 RON (100/150 avgas ), obtenido al agregar un 2,5 por ciento de anilina a la gasolina de aviación de 100 octanos. [ 33 ] Para entonces, el Rolls-Royce Merlin 66 desarrollaba 1.500 kilovatios (2.000 hp) utilizando este combustible.    

Aditivos

Aditivos antidetonantes

Tetraetil plomo

Bomba de gasolina con plomo

Cuando se utiliza gasolina en motores de combustión interna de alta compresión , tiende a autoencenderse o detonar, provocando un golpeteo dañino en el motor , también conocido como "golpeteo" o "detonación". Para solucionar este problema, en la década de 1920 se adoptó ampliamente el tetraetilo de plomo (TEL) como aditivo para la gasolina. Ante la creciente conciencia de la gravedad del daño ambiental y para la salud causado por los compuestos de plomo, y la incompatibilidad del plomo con los convertidores catalíticos , los gobiernos comenzaron a exigir reducciones en el contenido de plomo en la gasolina.

Un surtidor de combustible con un acumulador rotativo, sobre el cual se lee "sin plomo" en mayúsculas.
Un surtidor de gasolina con un gran cartel que dice "sin plomo".

En los EE. UU., la Agencia de Protección Ambiental emitió regulaciones para reducir el contenido de plomo de la gasolina con plomo en una serie de fases anuales, programadas para comenzar en 1973 pero retrasadas por apelaciones judiciales hasta 1976. Para 1995, el combustible con plomo representaba solo el 0,6 por ciento de las ventas totales de gasolina y menos de 1.800 toneladas métricas ( 2.000 toneladas cortas; 1.800 toneladas largas ) de plomo por año. A partir de enero de 1996, la Ley de Aire Limpio de los EE. UU. prohibió la venta de combustible con plomo para su uso en vehículos de carretera en los EE. UU. El uso de TEL también requirió otros aditivos, como el dibromoetano .

Los países europeos comenzaron a reemplazar los aditivos que contenían plomo a finales de la década de 1980. A finales de la década de 1990, la gasolina con plomo fue prohibida en toda la Unión Europea, con la excepción de la Avgas 100LL para la aviación general . [ 34 ] Los Emiratos Árabes Unidos comenzaron a cambiar a gasolina sin plomo a principios de la década de 2000. [ 35 ]

La reducción del contenido promedio de plomo en la sangre humana puede ser una causa importante de la disminución de las tasas de delitos violentos en todo el mundo [ 36 ], incluyendo Sudáfrica. [ 37 ] Un estudio encontró una correlación entre el uso de gasolina con plomo y los delitos violentos (véase Hipótesis plomo-delincuencia ). [ 38 ] [ 39 ] Otros estudios no encontraron correlación.

En agosto de 2021, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente anunció la erradicación mundial de la gasolina con plomo, siendo Argelia el último país en agotar sus reservas. El Secretario General de la ONU, António Guterres, calificó la erradicación de la gasolina con plomo como un «éxito internacional». Añadió: «Poner fin al uso de la gasolina con plomo evitará más de un millón de muertes prematuras al año por cardiopatías, accidentes cerebrovasculares y cáncer, y protegerá a los niños cuyo coeficiente intelectual se ve afectado por la exposición al plomo». Greenpeace calificó el anuncio como «el fin de una era tóxica». [ 40 ]

La gasolina con plomo se sigue utilizando en aplicaciones aeronáuticas, de automovilismo y todoterreno. [ 41 ] El uso de aditivos con plomo todavía está permitido en todo el mundo para la formulación de algunos grados de gasolina de aviación, como la 100LL , porque es difícil alcanzar el índice de octano requerido sin el uso de aditivos con plomo.

Los compuestos de plomo han sido sustituidos por diversos aditivos. Los aditivos más populares incluyen hidrocarburos aromáticos , éteres ( MTBE y ETBE ) y alcoholes , principalmente etanol .

gasolina de sustitución de plomo

La gasolina con sustituto de plomo (LRP, por sus siglas en inglés) se desarrolló para vehículos diseñados para funcionar con combustibles con plomo y es incompatible con combustibles sin plomo. En lugar de tetraetilo de plomo, contiene otros metales como compuestos de potasio o metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo (MMT); se supone que estos protegen las válvulas y asientos de escape blandos para que no se deterioren debido al uso de combustible sin plomo.

El LRP se comercializó durante y después de la eliminación gradual de los combustibles con plomo en el Reino Unido, Australia , Sudáfrica y otros países. La confusión de los consumidores provocó una preferencia errónea generalizada por el LRP en lugar de la gasolina sin plomo, [ 42 ] y el LRP se eliminó gradualmente entre 8 y 10 años después de la introducción de la gasolina sin plomo. [ 43 ]

La gasolina con plomo se retiró del mercado británico después del 31 de diciembre de 1999, siete años después de que las regulaciones de la CEE anunciaran el fin de la producción de automóviles que utilizaban gasolina con plomo en los estados miembros. En ese momento, todavía circulaba un gran porcentaje de automóviles de los años 80 y principios de los 90 que funcionaban con gasolina con plomo, junto con automóviles que podían funcionar con gasolina sin plomo. La disminución del número de estos automóviles en las carreteras británicas provocó que muchas gasolineras retiraran la gasolina con plomo de su venta en 2003. [ 44 ]

MMT

El metilciclopentadienil manganeso tricarbonilo (MMT) se utiliza en Canadá y Estados Unidos para aumentar el índice de octano. [ 45 ] Su uso en Estados Unidos ha sido restringido por regulaciones, aunque actualmente está permitido. [ 46 ] Su uso en la Unión Europea está restringido por el artículo 8a de la Directiva sobre la calidad de los combustibles [ 47 ] tras sus pruebas en virtud del Protocolo para la evaluación de los efectos de los aditivos metálicos en los combustibles sobre el rendimiento de las emisiones de los vehículos. [ 48 ]

Estabilizadores de combustible (antioxidantes y desactivadores de metales)

Los fenoles sustituidos y los derivados de la fenilendiamina son antioxidantes comunes que se utilizan para inhibir la formación de gomas en la gasolina.

Los depósitos de resina gomosos y pegajosos son el resultado de la degradación oxidativa de la gasolina durante el almacenamiento prolongado. Estos depósitos dañinos se originan por la oxidación de alquenos y otros componentes menores de la gasolina (véase aceites secantes ). Las mejoras en las técnicas de refinación han reducido, en general, la susceptibilidad de las gasolinas a estos problemas. Anteriormente, las gasolinas craqueadas catalítica o térmicamente eran las más susceptibles a la oxidación. La formación de gomas se acelera por las sales de cobre, que pueden neutralizarse con aditivos llamados desactivadores de metales .

Esta degradación puede prevenirse mediante la adición de 5 a 100 ppm de antioxidantes , como fenilendiaminas y otras aminas . [ 11 ] Los hidrocarburos con un índice de bromo de 10 o superior pueden protegerse con la combinación de fenoles no impedidos o parcialmente impedidos y bases de amina fuertes liposolubles, como fenoles impedidos. La gasolina "en mal estado" puede detectarse mediante una prueba enzimática colorimétrica para peróxidos orgánicos producidos por la oxidación de la gasolina. [ 49 ]

Las gasolinas también se tratan con desactivadores de metales , compuestos que secuestran (desactivan) las sales metálicas que, de otro modo, acelerarían la formación de residuos gomosos. Las impurezas metálicas pueden provenir del propio motor o ser contaminantes presentes en el combustible.

Detergentes

La gasolina, tal como se suministra en el surtidor, también contiene aditivos para reducir la acumulación interna de carbono en el motor, mejorar la combustión y facilitar el arranque en climas fríos. Se pueden encontrar altos niveles de detergente en las gasolinas Top Tier Detergent . La especificación para las gasolinas Top Tier Detergent fue desarrollada por cuatro fabricantes de automóviles: GM , Honda , Toyota y BMW . Según el boletín, el requisito mínimo de la EPA de EE. UU . no es suficiente para mantener limpios los motores. [ 50 ] Los detergentes típicos incluyen alquilaminas y fosfatos de alquilo en un nivel de 50 a 100 ppm. [ 11 ]

Etanol

Producción de maíz frente a producción de etanol en Estados Unidos, 1986-2020
  Producción total de maíz ( bushels ) (izquierda)
  Maíz utilizado para la producción de etanol (bushels) (izquierda)
  Porcentaje de maíz utilizado para la producción de etanol (derecha)

unión Europea

En la UE, se puede añadir un 5 % de etanol a la gasolina estándar (EN 228). Se están llevando a cabo conversaciones para permitir la mezcla con un 10 % de etanol, disponible en gasolineras finlandesas, francesas y alemanas. En Finlandia, la mayoría de las gasolineras venden gasolina 95E10 (10 % de etanol) y 98E5 (5 % de etanol). En Suecia, la mayoría de la gasolina que se vende contiene entre un 5 % y un 15 % de etanol.

En los Países Bajos se comercializan tres mezclas diferentes de etanol: E5, E10 y hE15. La última se diferencia de las mezclas estándar de etanol y gasolina en que contiene un 15 por ciento de etanol hidratado (es decir, el azeótropo etanol-agua ) en lugar del etanol anhidro que se utiliza tradicionalmente para mezclar con gasolina.

From 2009 to 2022, renewable percentage in gasoline slowly increased from 5% to 10%, even though EU-produced ethanol can achieve a climate-neutral production capability and most EU cars can use E10. E10 availability is low even in larger countries like Germany (26%) and France (58%). 8 countries in the EU have not adopted E10 as of 2024.[51]

Brazil

The Brazilian National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) requires gasoline for automobile use to have 27.5 percent of ethanol added to its composition.[52] Pure hydrated ethanol is also available as a fuel.

Australia

Australia uses E10 (up to 10% ethanol) and E85 (up to 85% ethanol) in its gasoline. New South Wales mandated biofuel in its Biofuels Act 2007, and Queensland had a biofuel mandate since 2017. Fuel pumps must be clearly labelled with its ethanol/biodiesel content.[53]

U.S.

The federal Renewable Fuel Standard (RFS) effectively requires refiners and blenders to blend renewable biofuels (mostly ethanol) with gasoline, sufficient to meet a growing annual target of total gallons blended. Although the mandate does not require a specific percentage of ethanol, annual increases in the target combined with declining gasoline consumption have caused the typical ethanol content in gasoline to approach 10 percent.

Most fuel pumps display a sticker that states that the fuel may contain up to 10 percent ethanol, an intentional disparity that reflects the varying actual percentage. In parts of the U.S., ethanol is sometimes added to gasoline without an indication that it is a component.

India

In October 2007, the Government of India decided to make five percent ethanol blending (with gasoline) mandatory. Currently, 10 percent ethanol blended product (E10) is being sold in parts of the country.[54][55] Ethanol has been found in at least one study to damage catalytic converters.[56] In July, 2025, India has mandated blending of E20 despite facing backlash.[57][58]

Dyes

Though gasoline is a naturally colourless liquid, many gasolines are dyed in various colours to indicate their composition and acceptable uses. In Australia, the lowest grade of gasoline (RON 91) was dyed a light shade of red/orange, but is now the same colour as the medium grade (RON 95) and high octane (RON 98), which are dyed yellow.[59]

En Estados Unidos, la gasolina de aviación ( avgas ) se tiñe para identificar su índice de octano y distinguirla del combustible para aviones a base de queroseno, que se deja incoloro. [ 60 ] En Canadá, la gasolina para uso marino y agrícola se tiñe de rojo y no está sujeta al impuesto especial sobre el combustible en la mayoría de las provincias. [ 61 ]

Mezcla de oxigenación

La mezcla de oxigenados añade compuestos que contienen oxígeno , como metanol , MTBE , ETBE , TAME , TAEE , etanol y biobutanol . La presencia de estos oxigenados reduce la cantidad de monóxido de carbono y combustible sin quemar en los gases de escape. En muchas zonas de Estados Unidos, la mezcla de oxigenados es obligatoria según las regulaciones de la EPA para reducir el smog y otros contaminantes atmosféricos. Por ejemplo, en el sur de California, el combustible debe contener un dos por ciento de oxígeno en peso, lo que resulta en una mezcla de 5,6 por ciento de etanol en gasolina. El combustible resultante se conoce a menudo como gasolina reformulada (RFG) o gasolina oxigenada, o, en el caso de California, gasolina reformulada de California (CARBOB). El requisito federal de que la RFG contuviera oxígeno se eliminó en mayo de 2006 porque la industria había desarrollado RFG con control de COV que no necesitaba oxígeno adicional. [ 62 ]

El MTBE se eliminó gradualmente en los EE. UU. debido a la contaminación de las aguas subterráneas y las consiguientes regulaciones y demandas. El etanol y, en menor medida, el ETBE derivado del etanol son sustitutos comunes. Una mezcla común de etanol y gasolina con un 10 % de etanol se denomina gasohol o E10, y una mezcla de etanol y gasolina con un 85 % de etanol se denomina E85 . El uso más extendido del etanol se da en Brasil , donde se obtiene de la caña de azúcar . En 2004, se produjeron más de 13 mil millones de litros (3,4 × 10⁹ galones estadounidenses ) de etanol en los EE. UU . para su uso como combustible, principalmente a partir de maíz y vendido como E10. El E85 está cada vez más disponible en gran parte de los EE. UU., aunque muchas de las pocas estaciones que lo venden no están abiertas al público en general. [ 63 ]   

La Directiva de la Unión Europea sobre la promoción del uso de bioetanol y biometanol para el transporte fomenta el uso de biocombustibles y otros combustibles renovables para el transporte , ya sea de forma directa o indirecta mediante la conversión de etanol en bio-ETBE o de metanol en bio-MTBE. Sin embargo, dado que la producción de bioetanol a partir de azúcares y almidones fermentados implica la destilación , en gran parte de Europa la gente común no puede fermentar ni destilar legalmente su propio bioetanol en la actualidad (a diferencia de Estados Unidos, donde obtener un permiso de destilación de la BATF ha sido fácil desde la crisis del petróleo de 1973 ).

Seguridad

gasolina de clase HAZMAT 3

Toxicidad

La hoja de datos de seguridad de una gasolina sin plomo de Texas de 2003 muestra al menos 15 sustancias químicas peligrosas que aparecen en diversas cantidades, incluyendo benceno (hasta un cinco por ciento en volumen), tolueno (hasta un 35 por ciento en volumen), naftaleno (hasta un uno por ciento en volumen), trimetilbenceno (hasta un siete por ciento en volumen), metil tert -butil éter (MTBE) (hasta un 18 por ciento en volumen, en algunos estados) y alrededor de otras 10. [ 64 ] Los hidrocarburos en la gasolina generalmente presentan toxicidades agudas bajas, con LD 50 de 700–2700  mg/kg para compuestos aromáticos simples. [ 65 ] El benceno y muchos aditivos antidetonantes son cancerígenos .

Las personas pueden estar expuestas a la gasolina en el lugar de trabajo por ingestión, inhalación de vapores, contacto con la piel y contacto con los ojos. La gasolina es tóxica. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) también la ha clasificado como carcinógeno. [ 66 ] El contacto físico, la ingestión o la inhalación pueden causar problemas de salud. Dado que la ingestión de grandes cantidades de gasolina puede causar daños permanentes a órganos vitales, se recomienda llamar a un centro de control de intoxicaciones local o acudir a urgencias. [ 67 ]

Contrariamente a la creencia popular , la ingestión de gasolina generalmente no requiere tratamiento de emergencia especial, e inducir el vómito no ayuda, e incluso puede empeorar la situación. Según el especialista en intoxicaciones Brad Dahl, «incluso dos tragos no serían tan peligrosos siempre que lleguen al estómago y permanezcan allí o continúen su recorrido». La Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades de los CDC de EE. UU. recomienda no inducir el vómito, realizar lavados intestinales ni administrar carbón activado . [ 68 ] [ 69 ]

Inhalación para intoxicación

La inhalación de vapor de gasolina es un intoxicante común. Los usuarios concentran e inhalan el vapor de gasolina de una manera que el fabricante no pretendía que produjera euforia e intoxicación . La inhalación de gasolina se ha convertido en una epidemia en algunas comunidades pobres y grupos indígenas de Australia, Canadá, Nueva Zelanda y algunas islas del Pacífico. [ 70 ] Se cree que esta práctica causa daños graves en los órganos, además de otros efectos como discapacidad intelectual y diversos tipos de cáncer . [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]

En Canadá, los niños indígenas de la aislada comunidad de Davis Inlet , en el norte de Labrador , fueron objeto de preocupación nacional en 1993, cuando se descubrió que muchos inhalaban gasolina. Los gobiernos canadiense y provincial de Terranova y Labrador intervinieron en varias ocasiones, enviando a muchos niños a recibir tratamiento. A pesar de haber sido reubicados en la nueva comunidad de Natuashish en 2002, los graves problemas de abuso de inhalantes han persistido. Se reportaron problemas similares en Sheshatshiu en 2000 y también en la Primera Nación Pikangikum . [ 75 ] En 2012, el tema volvió a ser noticia en Canadá. [ 76 ]

Australia lleva mucho tiempo lidiando con el problema de la inhalación de gasolina en comunidades aborígenes aisladas y empobrecidas . Aunque algunas fuentes sostienen que la inhalación fue introducida por militares estadounidenses destinados en el extremo norte del país durante la Segunda Guerra Mundial [ 77 ] o mediante la experimentación de trabajadores de aserraderos de la península de Cobourg en la década de 1940 , [ 78 ] otras fuentes afirman que el abuso de inhalantes, como la inhalación de pegamento, surgió en Australia a finales de la década de 1960. [ 79 ] La inhalación crónica y grave de gasolina parece darse entre comunidades indígenas remotas y empobrecidas , donde la fácil accesibilidad a la gasolina ha contribuido a que se convierta en una sustancia común de abuso.

En Australia, la inhalación de gasolina ahora ocurre ampliamente en comunidades aborígenes remotas en el Territorio del Norte , Australia Occidental , partes septentrionales de Australia Meridional y Queensland . [ 80 ] El número de personas que inhalan gasolina sube y baja con el tiempo a medida que los jóvenes experimentan o inhalan ocasionalmente. Los "jefes" o inhaladores crónicos pueden entrar y salir de las comunidades; a menudo son responsables de alentar a los jóvenes a comenzar a hacerlo. [ 81 ] En 2005, el Gobierno de Australia y BP Australia comenzaron a usar combustible Opal en áreas remotas propensas a la inhalación de gasolina. [ 82 ] Opal es un combustible no inhalable que es mucho menos probable que cause euforia, y ha marcado una diferencia en algunas comunidades indígenas.

Inflamabilidad

La combustión incontrolada de gasolina produce grandes cantidades de hollín y monóxido de carbono .

La gasolina es inflamable con su punto de inflamación más bajo de −38 °C (−36 °F) a −43 °C (−45 °F) . [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] La gasolina tiene un límite inferior de explosividad del 1,4 por ciento en volumen y un límite superior de explosividad del 7,6 por ciento. Si la concentración es inferior al 1,4 por ciento, la mezcla de aire y gasolina es demasiado pobre y no se inflama. Si la concentración es superior al 7,6 por ciento, la mezcla es demasiado rica y tampoco se inflama. Sin embargo, el vapor de gasolina se mezcla y se extiende rápidamente con el aire, lo que hace que la gasolina sin restricciones sea rápidamente inflamable.    

Gasolina

Los gases de escape generados por la combustión de gasolina son perjudiciales tanto para el medio ambiente como para la salud humana. Tras ser inhalado, el monóxido de carbono (CO) se combina fácilmente con la hemoglobina en la sangre, con una afinidad 300 veces mayor que la del oxígeno. Por lo tanto, la hemoglobina en los pulmones se combina con el CO en lugar del oxígeno, lo que provoca hipoxia , dolores de cabeza, mareos, vómitos y otros síntomas de intoxicación. En casos graves, puede causar la muerte. [ 86 ] [ 87 ]

Los hidrocarburos solo afectan al cuerpo humano cuando su concentración es muy alta, y su nivel de toxicidad depende de su composición química. Los hidrocarburos producidos por la combustión incompleta incluyen alcanos, aromáticos y aldehídos. Entre ellos, una concentración de metano y etano superior a 35 g/m³ ( 0,035 oz/pie³ ) puede causar pérdida de conciencia o asfixia; una concentración de pentano y hexano superior a 45 g/m³ ( 0,045 oz/pie³ ) tiene un efecto anestésico; y los hidrocarburos aromáticos tienen efectos más graves sobre la salud, como toxicidad sanguínea, neurotoxicidad y cáncer. Si la concentración de benceno supera las 40 ppm, puede causar leucemia, y el xileno puede causar dolor de cabeza, mareos, náuseas y vómitos. La exposición humana a grandes cantidades de aldehídos puede causar irritación ocular, náuseas y mareos. Además de los efectos cancerígenos, la exposición prolongada puede causar daños en la piel, el hígado, los riñones y cataratas. [ 88 ]      

Una vez que el NO x ingresa a los alvéolos, tiene un efecto estimulante severo sobre el tejido pulmonar. Puede irritar la conjuntiva de los ojos, causar lagrimeo y enrojecimiento ocular. También tiene un efecto estimulante sobre la nariz, la faringe, la garganta y otros órganos. Puede causar sibilancias agudas, dificultad para respirar, ojos rojos, dolor de garganta y mareos, provocando intoxicación. [ 88 ] [ 89 ] Las partículas finas también son peligrosas para la salud. [ 90 ]

Efecto ambiental

La contaminación atmosférica en muchas grandes ciudades ha pasado de ser causada por la quema de carbón a ser causada por los vehículos de motor. En Estados Unidos, el transporte es la principal fuente de emisiones de carbono, representando el 30 por ciento de la huella de carbono total del país [ 91 ]. La combustión de gasolina produce 2,35 kilogramos por litro (19,6 lb/US gal) de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero [ 92 ] [ 93 ] .  

La gasolina sin quemar y la evaporación del tanque , al entrar en contacto con la atmósfera , reaccionan con la luz solar para producir smog fotoquímico . La presión de vapor aumenta inicialmente con la adición de etanol a la gasolina, pero el incremento es máximo al 10 % en volumen. [ 94 ] A concentraciones de etanol superiores al 10 %, la presión de vapor de la mezcla comienza a disminuir. Con un 10 % de etanol en volumen, el aumento de la presión de vapor puede agravar el problema del smog fotoquímico.

Este aumento de la presión de vapor podría mitigarse aumentando o disminuyendo el porcentaje de etanol en la mezcla de gasolina. Los principales riesgos de fugas no provienen de los vehículos, sino de accidentes de camiones cisterna y fugas en los tanques de almacenamiento. Debido a este riesgo, la mayoría de los tanques de almacenamiento (subterráneos) cuentan ahora con amplias medidas para detectar y prevenir dichas fugas, como sistemas de monitoreo (Veeder-Root, Franklin Fueling).

La producción de gasolina consume 1,5 litros por kilómetro (0,63 galones estadounidenses /milla) de agua por distancia recorrida. [ 95 ]  

El uso de gasolina provoca diversos efectos nocivos para la población humana y el clima en general. Entre los daños se incluyen una mayor tasa de mortalidad prematura y enfermedades, como el asma , causadas por la contaminación atmosférica ; mayores costes sanitarios para la población en general; menor rendimiento de los cultivos ; ausencias laborales y escolares por enfermedad; aumento de las inundaciones y otros fenómenos meteorológicos extremos vinculados al cambio climático global ; y otros costes sociales. Se estima que los costes para la sociedad y el planeta ascienden a 3,80 dólares por galón de gasolina, además del precio que paga el usuario en la gasolinera. El daño a la salud y al clima causado por un vehículo de gasolina supera con creces el causado por los vehículos eléctricos. [ 96 ] [ 97 ]

La gasolina puede liberarse al medio ambiente como combustible líquido no combustionado, como líquido inflamable o como vapor a través de fugas que ocurren durante su producción, manipulación, transporte y entrega. [ 98 ] La gasolina contiene carcinógenos conocidos , [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ] y el escape de gasolina es un riesgo para la salud. [ 90 ] La gasolina se usa a menudo como inhalante recreativo y puede ser nociva o mortal cuando se usa de esa manera. [ 102 ] Cuando se quema, un litro (0,26 galones estadounidenses ) de gasolina emite aproximadamente 2,3 kilogramos (5,1 lb) de CO 2 , un gas de efecto invernadero , que contribuye al cambio climático causado por el hombre . [ 103 ] [ 104 ] Los productos derivados del petróleo, incluida la gasolina, fueron responsables de aproximadamente el 32% de las emisiones de CO 2 en todo el mundo en 2021. [ 105 ]   

Dióxido de carbono

About 2.353 kilograms per liter (19.64 lb/U.S. gal) of carbon dioxide (CO2) are produced from burning gasoline that does not contain ethanol.[93] Most of the retail gasoline now sold in the U.S. contains about 10 percent fuel ethanol (or E10) by volume.[93] Burning E10 produces about 2.119 kilograms per liter (17.68 lb/U.S. gal) of CO2 that is emitted from the fossil fuel content. If the CO2 emissions from ethanol combustion are considered, then about 2.271 kilograms per liter (18.95 lb/U.S. gal) of CO2 are produced when E10 is combusted.[93]

Worldwide 7 litres of gasoline are burnt for every 100 km driven by cars and vans.[106]

In 2021, the International Energy Agency stated, "To ensure fuel economy and CO2 emissions standards are effective, governments must continue regulatory efforts to monitor and reduce the gap between real-world fuel economy and rated performance."[106]

Contamination of soil and water

Gasoline enters the environment through the soil, groundwater, surface water, and air. Therefore, humans may be exposed to gasoline through methods such as breathing, eating, and skin contact. For example, using gasoline-filled equipment, such as lawnmowers, drinking gasoline-contaminated water close to gasoline spills or leaks to the soil, working at a gasoline station, inhaling gasoline volatile gas when refuelling at a gasoline station is the easiest way to be exposed to gasoline.[107]

Use and pricing

The International Energy Agency said in 2021 that "road fuels should be taxed at a rate that reflects their impact on people's health and the climate".[106]

Europe

Countries in Europe impose substantially higher taxes on fuels such as gasoline when compared to the U.S. The price of gasoline in Europe is typically higher than that in the U.S. due to this difference.[108]

U.S.

U.S. regular gasoline prices
RBOB plus excise taxes on gasoline reflect prices paid at the pump.

En Estados Unidos, los precios minoristas de la gasolina incluyen impuestos, a diferencia de la mayoría de los bienes de consumo, que suelen anunciarse antes de añadir los impuestos sobre las ventas. El precio minorista de la gasolina está determinado principalmente por el costo del petróleo crudo, los impuestos, los costos y ganancias de refinación, y los costos de distribución y comercialización. [ 109 ] En 2025, el precio promedio anual nacional de la gasolina regular fue de $0.82 por litro ($3.10/ galón estadounidense) ; la EIA estimó que el petróleo crudo representaba aproximadamente el 51% del precio minorista, mientras que los impuestos, la refinación y la distribución y comercialización representaban el resto. [ 109 ] 

Los precios de la gasolina han fluctuado sustancialmente con el tiempo. De 1998 a 2004, los precios generalmente oscilaron entre $0.26 y $0.53 por litro ($1 y $2/ galón estadounidense) . [ 110 ] Alcanzaron alrededor de $1.09 por litro ($4.11/ galón estadounidense) a mediados de 2008 antes de caer durante la recesión de finales de la década de 2000. [ 110 ] Después de otro período de precios altos a principios de la década de 2010, los precios cayeron en 2020 durante la pandemia de COVID-19 y luego subieron a un máximo nominal de alrededor de $1.3 por litro ($5/ galón estadounidense) a mediados de 2022. [ 111 ]   

Los impuestos federales, estatales y locales contribuyen a los precios de la gasolina. A partir de enero de 2026 El impuesto federal sobre la gasolina para motores era de $0.049 por litro ($0.184/ galón estadounidense) , incluyendo el impuesto especial federal y la tarifa por fugas en tanques de almacenamiento subterráneo, mientras que los impuestos y tarifas estatales promediaban $0.0886 por litro ($0.3355/ galón estadounidense) . [ 109 ] El impuesto especial federal sobre los combustibles para motores se deposita en el Fondo Fiduciario de Carreteras . [ 112 ]  

Los precios también varían según la región. Los precios en California suelen ser más altos y volátiles que en la mayoría de los demás estados debido a que relativamente pocas refinerías producen la mezcla de gasolina requerida por el estado, el programa de gasolina reformulada de California es más estricto que el programa federal y sus impuestos sobre la gasolina son más altos que los de la mayoría de los estados. [ 113 ]

La gasolina se vende en grados regular, intermedio y premium, que se diferencian principalmente por su índice de octano . La gasolina de mayor octanaje es más resistente al golpeteo del motor y suele ser más cara. En 2025, el precio promedio anual nacional de la gasolina premium fue aproximadamente 0,25 dólares por litro (0,93 dólares por galón estadounidense) más alto que el de la gasolina regular. [ 109 ] 

El precio de la gasolina varía según la estación. La gasolina de verano tiene menor presión de vapor para reducir la evaporación, la formación de ozono y la contaminación atmosférica en climas cálidos, mientras que la gasolina de invierno tiene mayor presión de vapor para facilitar el arranque en climas fríos. [ 114 ]

Producción de gasolina por país

Comparación con otros combustibles

A continuación se muestra una tabla con la densidad energética por volumen y la energía específica por masa de diversos combustibles para el transporte, en comparación con la gasolina. Las filas con valores brutos y netos provienen del Libro de Datos de Energía para el Transporte del Laboratorio Nacional de Oak Ridge . [ 116 ]

Véase también

Notas explicativas

  1. ↑ Compuesto principalmente por hidrocarburos C3 y C4
  2. ↑ El combustible diésel no se utiliza en un motor de gasolina, por lo que su bajo índice de octano no es un problema; la métrica relevante para los motores diésel es el número de cetano .
  3. ↑ a −253,2 °C (−423,8 °F)

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Imágenes
  • Down the Gasoline Trail Handy Jam Organization, 1935 ( Caricatura )
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