¿Qué es un Combustible?

Un combustible es una sustancia capaz de arder al ponerse en contacto con una flama o con el calor elevado. Por ejemplo: Un papel lo podemos encender con el calor de los rayos del sol si los concentramos en un punto con una lupa.

En la naturaleza existen combustibles: Sólidos, Líquidos y Gaseosos.

SÓLIDOS: La madera, el papel, el plástico, las telas, hule, etc.
LÍQUIDOS: Alcohol, gasolina, diesel, thiner, aceites, etc.
GASEOSOS: Hidrógeno, acetileno, gas natural, gas L.P.

¿Porqué arde un combustible?

Porque en su composición siempre están presentes dos elementos simples, que son altamente combustibles cuando están en presencia de suficiente calor y oxígeno. Ellos son: el CARBONO y el HIDROGENO.

Porque está formado de dos clases de substancias, cuyos átomos denominados Carbono e Hidrógeno son eminentemente combustibles y se queman con facilidad cuando hay suficiente CALOR y OXIGENO frente a ellos.

Hidrocarburos:

A todos los combustibles se les denominan también HIDROCARBUROS como consecuencia de los nombres de las dos substancias que los componen, tomando HIDRO del Hidrógeno y CARBURO como calificativo del Carbono.
COMBUSTIBLES = HIDROCARBUROS

Utilidad de los Combustibles:

Desde que el hombre aprendió a utilizar el fuego para obtener de él su luz y calor aprovechándolos en su vida cotidiana, ha librado dura batalla en conseguir de la naturaleza, mayor variedad de ellos y mayor aprovechamiento de sus propiedades caloríficas de cada uno.

A estas propiedades caloríficas de los combustibles se les llama técnicamente: VALOR CALORIFICO y es distinto para cada material combustible. Se mide en CALORIAS (Cal.) Y así decimos que la leña seca tiene 3,700 CaL/Kg., El alcohol 7.183 CaL/Kg., El carbón vegetal 7,500 CaL/Kg., La gasolina 11,528Cal./Kg., etc.
CALORIA: Unidad de cantidad de calor, que equivale a la cantidad de calor necesaria para elevar de 14.5°C a 15.5 °C la temperatura de 1 (un) gramo de agua, a la presión atmosférica normal.

 

EL PETRÓLEO

DEFINICIÓN:

Es un aceite pesado de color obscuro verdoso que se encuentra en el subsuelo a profundidades entre los 7000 y los 15000 mts. Y que está constituido por una gran mezcla de hidrocarburos.

ALGO DE HISTORIA SOBRE EL PETRÓLEO:

La historia antigua nos da la primera noticia del conocimiento y uso del petróleo por el hombre, allá por el año 800 A.J. fecha en que se le encontraba en zonas húmedas, flotando en el agua.

El petróleo está considerado como uno de los productos naturales más antiguos utilizados por el hombre pero es tan incierta y desconocida su aparición y su origen que nadie está seguro de ella.
Se han establecido varias teorías que tratan de explicarlo, pero la más aceptada es la que le atribuye su origen a los Fósiles.

De acuerdo a esta Teoría el Petróleo se formó a partir de inmensas cantidades de plantas y animales que vivieron hace millones de años en Costas y Zonas cercanas al mar que fué cubriendo poco a poco la tierra sepultando en sus aguas a esos seres orgánicos. A través de los años la tierra sufrió transformaciones debido a una serie de temblores y a la aparición de un gran número de volcanes que al hacer erupción fueron hundiendo en las profundidades de la tierra aquellos fósiles que por descomposición lenta se fueron transformando en aceites, hasta constituir el petróleo actual.

EXTRACCIÓN.

De un modo general, se le extrae construyendo pozos semejantes a los artesianos de agua, y que alcanzan centenares o miles de metros de profundidad, requiriéndose una maquinaria especial para perforarlos.

En algunos lugares el petróleo se trasmina del subsuelo a los pantanos o manantiales superficiales, cosa que sucede especialmente en las costas del Golfo de México.
Los primeros pozos mexicanos se comenzaron a perforar por esas regiones.
La producción de un pozo petrolero puede elevarse mediante la presión, que consiste en inyectar a los pozos parte del gas o agua.

REFINACIÓN.

La refinación del petróleo es la operación que consiste en la separación de los distintos hidrocarburos mediante destilaciones sucesivas o fraccionadas. De ese modo se obtienen gasolinas, gasóleo, aceites y todos los siguientes derivados.

DERIVADOS DEL PETRÓLEO.

Los derivados del petróleo son tantos que, no conocemos todos los que se elaboran en la industria petrolera.
Los más conocidos son los siguientes:
Gasolinas Plásticos
Parafinas Insecticidas Asfaltos Impermeabilizantes Gases
Solventes etc.
Aceites Lubricantes Hules sintéticos Cosméticos Fibras poliéster Amoniaco Azufre

 

GENERALIDADES SOBRE EL GAS, L.P.

¿Qué es el Gas, L.P.?

Es un hidrocarburo, derivado del petróleo, que se obtiene durante el proceso de refinación de otro derivado denominado gasolina.

¿Qué significa L.P.?

Significa LICUADO DEL PETRÓLEO porque se produce en estado de vapor pero sé licúa mediante COMPRESIÓN y ENFRIAMIENTO simultáneos de estos vapores, necesitándose procesar 270 litros de vapor para obtener 1 litro de gas licuado.

¿Cómo se entiende que sea licuado si es Gas?

El gas al ser comprimido y enfriado se condensa y se convierte al estado líquido, en cuyo estado se le transporta y maneja desde las refinerías, a las plantas de almacenamiento y de éstas a los usuarios, ya sea por transportes o recipientes portátiles, en donde el gas se vaporiza para poder ser utilizado en estufas y otros aparatos domésticos.

Propano y Butano:
Hay dos clases de Gas, L.P.: PROPANO Y BUTANO, que se distinguen entre sí en su composición química, en su presión normal, en su temperatura de ebullición y en su poder calorífico (o de calentamiento).

CARACTERÍSTICAS DEL GAS, L.P.:

1.        SE PRODUCE EN ESTADO DE VAPOR, pero se licúa con cierta facilidad, mediante comprensión y enfriamiento.

2.        NO TIENE COLOR es transparente como el agua en su estado líquido.

3.        NO TIENE OLOR cuando se produce y licúa pero se le añade una sustancia de olor penetrante para detectarlo cuando se fuga llamada etyl mercaptano. 4- NO ES TOXICO, pero no es propio para respirarlo mucho rato.

4.        ES MUY INFLAMABLE cuando se escapa y se vaporiza se enciende violentamente con la menor llama o chispa.

5.        ES EXCESIVAMENTE FRIÓ porque cuando se licúa se le sometió a muy bajas temperaturas de (bajo O°C) por lo cual al contacto con la piel producirá siempre quemaduras de la misma manera que lo hace el fuego.

6.        ES MANEJABLE: con las debidas precauciones presenta un riesgo mínimo.

7.        ES LIMPIO: cuando se quema debidamente combinado con el aire, no forma hollín, ni deja mal sabor en los alimentos preparados con él.

8.        ES ECONÓMICO: por su rendimiento en comparación con otros combustibles.

9.        Un litro de gas líquido pesa aproximadamente 1/2Kg (Un litro de agua pesa 1 Kg).

10.      Un litro de gas líquido se transforma en 273 litros de vapor de gas.

11.      Los vapores del gas L.p. son más pesados que el aire, por lo que al escaparse el gas, tenderá a ocupar las partes más bajas, como el piso, fosas y pozos que haya en él.

 

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS y TÉRMICAS DE LOS HIDROCARBUROS.

Por su naturaleza, el gas LP., y el Natural carecen de olor y color.
Sin embargo para anunciar su presencia se ha optado por odorizarlo utilizando para ello un aroma penetrante y molesto conocido con el nombre de Mercaptano, sustancia también carente de color.
Esta sustancia se mezcla total y libremente con el gas y no es venenosa, no reacciona con los metales comunes y es inofensiva a los diafragmas de los medidores.
Su olor es tan penetrante que basta poner en cada litro de gas líquido, sólo una gota de mercaptano.

PRESIÓN DE VAPOR.

El gas LP., se almacena y se transporta en estado líquido, sin embargo se consume en estado de vapor. Analicemos como sucede esta transformación.
En todos los cuerpos, las moléculas que los forman están en movimiento, es decir, no están fijas. En cuerpos sólidos las moléculas están relativamente próximas una a otras y se mueven despacio.

Si calentamos ese sólido, las moléculas se mueven más aprisa y tienden a separarse.
Cuando están suficientemente separadas, las substancias se "funden o derriten", tomando el estado líquido.
Si continuamos calentando ese líquido aún más, las moléculas se moverán todavía más aprisa y se alejarán más entre sí, hasta que el líquido hierva y forme el gas.
Ese proceso puede ser invertido y al bajar la temperatura lo suficiente, el vapor se condensará en líquido y con nueva reducción de temperatura ese líquido tomará el estado sólido.
Las moléculas de un líquido están en constante movimiento, aunque con una velocidad menor a las de los gases. Como un líquido presenta una superficie libre, algunas moléculas atraviesan esta superficie fugándose del líquido. Si el recipiente es cerrado las moléculas se irán acumulando gradualmente en el espacio libre y al ir aumentando un litro de propano líquido, en una proporción de 9.5% y 90.5% de aire, se convierten, primero el litro en 273 Its. de vapor mezclados con el aire yen 11,870 Its. de mezcla inflamable.

La expansión de los gases que se están quemando puede ser tan rápida que su fuerza será casi tan violenta como la de una explosión, aún cuando los gases no estén confinados dentro de una área cerrada.
De ahí, la Importancia que tiene evitar cualquier fuga de gas en estado líquido.

MEZCLA INFLAMABLE, EXPLOSIVA Y CARBURADA.

La diferencia entre una mezcla Inflamable y una mezcla explosiva depende de la cantidad y localización de la mezcla en el momento de la Ignición. Por ejemplo: si una mezcla correcta de gas y de aire pasa por un tubo vénturi a las espreas de salida del quemador, esta mezcla arderá en el momento en que se encienda, continuando igual mientras el quemador siga proporcionando gas correctamente.
Si la mezcla se confina dentro de un área sin ventilación, como un cuarto o un sótano, un edificio, el interior de un horno o en algún área baja, se tornará explosiva y si se enciende explotará. Sin embargo, si la mezcla de gas y aire se vuelve demasiado pobre o demasiado rica en contenido de gas no podrá explotar. Estas dos diferentes condiciones son lo que se llama "límites de inflamabilidad" y se dividen en: "límite Inferior" y "límite superior" que se miden por porcentajes de contenido.
Para explicarnos mejor, veamos; si de propano tenemos un 2.4% de gas y un 97.6% de aire, la mezcla será inflamable, es decir que, al tener contacto la mezcla con una flama o chispa, necesariamente se encendería, pero si la mezcla está por debajo del límite inferior, o sea con un contenido de gas de menos del 2%, entonces la mezcla se tornará no inflamable. r

Ahora bien si la mezcla se encuentra por encima del límite superior de inflamabilidad, o sea que contenga más del 9.5% de gas y menos del 90.5 % de aire, tampoco será Inflamable por ser demasiado rica, hasta no encontrar una corriente de aire que empobrezca la mezcla volviéndola al límite de inflamabilidad.

TEORÍA DEL FUEGO

¿Cuál es el fuego?
El Fuego es el resultado de la combinación de un Combustible con el OXIGENO en presencia de calor elevado ó flama.

COMPORTAMIENTO DEL GAS L. P. COMO COMBUSTIBLE

1.. Dado que el gas L. P. es un producto muy volátil, se le mantiene sin peligro almacenado en tanques y tuberías cerradas herméticamente. Su manejo entre tanques o su transporte también requieren de esa hermeticidad.
Un problema con gas L. P. empieza cuando se escapa y queda sin control, sea líquido o vapor porque en pocos segundos se combinará con el aire ambiente, formando una mezcla explosiva invisible que solo espera hacer contacto con alguna chispa o flama para encenderse violentamente en forma de explosión.
Por esta razón deben ser evitadas toda clase de fugas. Pero cuando se detecte alguna, principalmente en el interior de una habitación lo primero que debe hacerse es abrir puertas y ventanas y ventilar, soplando con cartones o telas de algodón para no provocar una chispa, como pudiera suceder si se utilizan telas de poliester o un ventilador eléctrico. Ni siquiera deben ser encendidas las luces del lugar, porque el apagador al ser movido produce una pequeña chispa que es suficiente para encender la mezcla combustible. Provocan una explosión capaz de derrumbar la finca.

2.- ¿ Porqué el gas no explota al quemarse la estufa?
Porque en el quemador de una estufa se combinan cantidades adecuadas de gas y oxígeno y se queman controladamente.


3.- El gas L. P. no es un peligro manejándolo adecuadamente, como tampoco lo es manejar un automóvil, lo peligroso está en manejar ambos sin las debidas precauciones.

NOTAS COMPLEMENTARIAS:

1. ¿Qué sucede cuando el Gas L.p. se escapa de un tanque o cilindro?
Inmediatamente se evapora, pasando del estado líquido al Gaseoso, sucediendo aquí el fenómeno inverso al de la Licuefacción.

2. ¿Cómo se consume el Gas L.p.?
Se consume en forma de vapor en los quemadores de estufas, boilers, calefactores, etc. Este vapor se produce al abrir la válvula de cualquier quemador conectado a un cilindro o tanque ya que en ese momento tiende a bajar la presión en el recipiente. En ese momento hierve al líquido formando más vapor. Si el consumo de gas se prolonga también continúa hirviendo el líquido, tomando el calor necesario para ello del medio ambiente, a través de las paredes metálicas del cilindro.
De esta manera se consume el líquido, transformándose poco a poco en vapor hasta terminarse.

¿El por qué de las normas?

La principal razón por la cual, las autoridades controlan la fabricación y el manejo del recipiente para contener gas, es garantizar la seguridad tanto de bienes como de personas dada la peligrosidad del gas como combustible y como fluído sujeto a una alta presión.
F.5 por ello que todo aquel que se dedique a la fabricación y venta de equipo para almacenar o consumir gas L. P. deberá ajustar su producto a las especificaciones que indique la norma correspondiente.

 

CONTROL Y SEGURIDAD DEL GAS, L.P. CONTENIDO EN CILINDRO:

El gas L. P. utilizado bajo control como combustible es el mejor servidor del hombre pero fuera de control significa destrucción y daños sobre las personas y cosas que pudieran estar cerca de él, en un momento dado. Es por ello que todo recipiente portátil está provisto de una válvula de control seguridad, la cual es en sí un dispositivo mecánico para poder graduar o interrumpir el flujo de gas que se aplica en un momento dado a un aparato de consumo (por ejemplo: una estufa o boiler). También tiene integrada una válvula de seguridad.
Estas válvulas están diseñadas para trabajar e instalarse exclusivamente en la zona de vapor del recipiente, su diseño y fabricación obedecen a una norma.

¿El por qué de las normas?

La principal razón por la cual, las autoridades controlan la fabricación y el manejo del recipiente para contener gas, es garantizar la seguridad tanto de bienes como de personas dada la peligrosidad del gas como combustible y como fluído sujeto a una alta presión.
F.5 por ello que todo aquel que se dedique a la fabricación y venta de equipo para almacenar o consumir gas L. P. deberá ajustar su producto a las especificaciones que indique la norma correspondiente.


MÁXIMO LLENADO DE UN CILINDRO O TANQUE PARA GAS:

Por norma y por seguridad ningún recipiente para almacenar gas L. P. debe ser llenado a más del 90% de su capacidad indicada, en litros de agua. Esto es con el fin de disponer de una cámara vacía en la parte superior que permita dilatarse al gas cuando se caliente por el sol por algún fuego y evitar que se sobrepresione el tanque. Esta cámara también sirve para que el gas líquido se vaporice y pueda ser utilizado.

FUNCIÓN DE LA VÁLVULA DE SEGURIDAD:

La válvula de seguridad consiste en un mecanismo sencillo formado por un tapón metálico presionado por un resorte que en conjunto "vigilan" una salida de emergencia, soportando una presión que no rebase de 23 Kg/Cm2. Cuando por alguna causa la presión interior del tanque en el que esté instalada la válvula, sobrepasa el valor indicado el tapón metálico de válvula es empujado por el exceso de presión permitiendo salir ese exceso de presión hasta que se reduzca a 28 Kg/Cm2. menos. De esa manera se impide que el tanque sea sometido a presiones mayores que en un momento dado pusieran en peligro la resistencia de la lámina del almacenador de gas.

 

TANQUES ESTACIONARIOS Y SU CLASIFICACIÓN:

A). Se entiende por tanque fijo o estacionario al recipiente de acero fabricado especialmente para contener gas L. P. Y que por su peso y dimensiones puede llenarse solamente en el lugar mismo de su instalación. Su fabricación está sujeta también a una norma especial para recipientes no portátiles. (DGN-X-l211969).
La forma que tienen normalmente estos tanques, es semejante a cápsulas, esto es, con cuerpo cilíndrico y cabezas semiesféricas las cuales van soldadas al cuerpo con soldadura eléctrica.
-X-Clasificación de los tanques estacionarios.-x¬

B) Con relación a su capacidad y utilización, los tanques estacionarios se clasifican en:
. Tanques estacionarios para uso doméstico, comercial o industrial cuya capacidad oscila entre 300 Its. y 5000 Its.
. Tanques de almacenamiento destinados a plantas de almacenamiento. Su capacidad oscila entre los 5,000 Its. Y 250,000Its.
. Tanque para transportar gas L.P. montados como carga directamente sobre el chasis de algún vehículo (por ejemplo: las pipas transportes y carros tanque), su capacidad oscila entre 5,000 Its., 12,000 Its., 40,000 Its. y 120,000Its.
. Tanque para montarse en vehículos que consumen gas, L. P. como combustible del motor. Su capacidad varía entre 60y 120 Us.
Accesorios de control y de seguridad en los tanques estacionarios para uso doméstico, comercial e industrial. Considerando la capacidad de almacenamiento de estos tanques, la forma como se llenan, la forma como se usa el gas que contienen y sus dimensiones, se equipa cada tanque con un conjunto de válvulas y accesorios de control y seguridad.
Un tanque estacionario para uso doméstico, llevará instalados los siguientes accesorios:

1. - VÁLVULA DE LLENADO:
Es una válvula de no retroceso especial para que el tanque sea llenado desde una pipa o autotransporte a través de una manguera que se acopla en ella.

2.- VÁLVULA DE RETORNO DE VAPORES:
Su función es la de permitir la conexión de una manguera entre la zona de vapor del tanque que se llena y la zona de vapor del tanque de la pipa para mantener el equilibrio de presiones entre el tanque de la pipa y el estacionario.

ACCESORIOS DEL TANQUE ESTACIONARIO

3.- VÁLVULA DE SERVICIO:

Esta válvula es idéntica a la de un cilindro tanto en su forma como en su operación. Su función es la de controlar la salida de gas a los aparatos de consumo.

4. -VÁLVULA DE SEGURIDAD:

Como su nombre lo indica, su función es la de salvaguardar al tanque contra excesos de presión interior debidos al sobrellenado o a un excesivo calentamiento del tanque por la
acción del fuego, como sucede cuando hay incendio que lo afecte.

5. -MEDIDOR DEL NIVEL DE LIQUIDO.

Este medidor indica a través de un mecanismo movido por un flotador, el porcentaje de gas contenido en un momento dado, dentro de un tanque con relación a su capacidad.
La carátula; del medidor está graduada desde 0% al 90%.

6. -VÁLVULA DE MÁXIMO LLENADO:

Como ya se indicó con anterioridad por reglamento, ningún recipiente fabricado para contener gas L.P. deberá llenarse a más del 90 % de su capacidad por motivos de seguridad. De acuerdo a esto se ha instalado, una pequeña válvula en el cuerpo de los tanques en un lugar tal que si pertenece abierta mientras se está llenando el tanque, indicará con una pequeña fuga de líquido.

Construcción y pruebas de un cilindro.

Todas las partes arriba señaladas, como integrantes de un cilindro se soldan entre sí con soldadura eléctrica y una vez formado, se le somete a tres pruebas:

1. -TRATAMIENTO TÉRMICO.

Este tratamiento consiste en someter al cilindro a un calentamiento total a 600°C en un horno, para que se releven o desaparezcan los esfuerzos que se produjeron cuando se soldó la lámina y su resistencia sea uniforme en todos sus puntos.

2. -PRUEBA HIDROSTÁTICA:

Esta prueba se lleva a cabo con agua y consiste en llenar el cilindro con agu2 a una presión de 21 kg/cm2 con la finalidad de verificar que la resistencia de la lámina sea la conveniente y sea apto para almacenar gas L.P..

3. -PRUEBA NEUMÁTICA:

Esta prueba se verifica una vez que se ha probado hidráulicamente el cilindro y una vez que se le ha instalado la válvula. Consiste en llenar ahora el cilindro con aire a una presión de 7 Kg/Cm2 y comprobar que no tiene fugas de presión por soldaduras o por la válvula