OPINIÓN: Formulando la gasolina perfecta

José María RamosMartes, 26 de febrero de 2019 15:26

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"La gasolina es como un coctel, requiere de un esfuerzo muy peculiar para hacer la mezcla de varios ingredientes".


En el mundo existen aproximadamente 800 millones de automóviles muy sedientos, consumiendo por ahí de los 7 mil millones de litros de gasolina. Estos carros demandan un combustible muy particular y potente, el cual debe ajustarse no sólo a sus necesidades tecnológicas sino también de la temporada y el clima. La gasolina moderna es el resultado de nada menos que de una mezcla de astucia ingenieril, genialidad química y mucho trabajo sucio.


Crear gasolina no es solamente refinar petróleo y escoger las fracciones correctas, es como crear un Martini perfecto, en donde el cliente no tolerará una calidad inferior a la que te pide, pero no te pagará si la excedes. Encima de eso, la calidad demandada cambiará entre verano e invierno.


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La gasolina es como un coctel, una vez que se tiene refinado el petróleo crudo, se requiere de un esfuerzo muy peculiar para hacer la mezcla de varios ingredientes en proporciones precisas para obtener la gasolina. Se pone complicado dado que se tienen que cumplir múltiples expectativas de manera simultánea como aquellas que demandan los motores de combustión interna, estándares ambientales estrictos, así como mandatos gubernamentales que obligan a incluir biocombustibles en la mezcla (dependiendo del país).


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(Foto: SFGate)


Cuando empezaron a circular los primeros automóviles, la nafta, una fracción que se obtiene de destilar el petróleo era lo suficientemente buena para usarse como combustible en los carros de la épica. Al evolucionar la industria automovilística se adicionaron más cilindros para obtener mayor potencia de propulsión en los motores. El problema era que la nafta era ya un combustible inadecuado; detonaba de manera inesperada al ser sometido a un tratamiento más intenso, de ahí la necesidad de asegurar un 'octanaje' mínimo.


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Para no complicar demasiado las cosas existen dos parámetros de calidad críticos en la gasolina: La mezcla debe arrojar un octanaje preciso, pero también tiene que cumplir con un parámetro de volatilidad llamado RVP o ¨Reid Vapor Pressure¨, el cual es la presión de vapor ejercida por el combustible a una temperatura de 100°F (37.8°C). Si el RVP está fuera de rango la gasolina puede ser tan volátil que pueda presurizar contenedores cerrados y se evapore de contenedores abiertos contaminando el ambiente y perdiendo combustible valioso.


Por el otro lado, si la gasolina no es lo suficientemente volátil no generará los vapores necesarios para alimentar un motor frío que quieras arrancar en una mañana fría.


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(Foto: Gab Pili)


Es por eso que la calidad (y el precio) de la gasolina cambia de verano a invierno. Cuando comienza el verano, dada el alza en temperatura del ambiente, los refineros se ven forzados a reducir la cantidad de gas butano (un componente muy barato) para reducir la volatilidad, teniendo que sustituir su volumen con componentes más pesados y costosos. 


Nótese que esto sólo sucede en mercados petroleros libres, México siendo una excepción dado que desde 1935 el gobierno ha manipulado el mercado petrolero fijando los precios de los combustibles.


¿Has notado que tu gasolina te rinde más en verano que en invierno? No es coincidencia, esto se debe a que la gasolina tiene componentes más pesados, moléculas más grandes y con más energía química sustituyendo al butano, una molécula más chica con menos energía.


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¿Por qué en verano tiende a subir el precio de la gasolina (En Estados Unidos)?

Dado que incrementar el valor del octanaje afecta la volatilidad de la gasolina y viceversa, existen en las refinerías equipos de personas que se ayudan de métodos matemáticos de programación lineal para determinar qué proporciones de los diferentes ingredientes (hidrocarburos refinados) a su disposición se deben mezclar. 



Para resolver este problema pueden existir varias soluciones las cuales se seleccionarán buscando maximizar el margen operativo de la refinería, sin embargo, el personal de estas instalaciones está siempre bajo presión por maximizar el uso de los componentes baratos, como la nafta ligera, y minimizar el uso de componentes caros o escasos como la nafta reformada aromática, aquella que le da el olor característico a la gasolina.


Es por esto que los planeadores en la refinería están constantemente encima de los ingenieros de proceso para garantizar el abasto de todos los ingredientes necesarios para el coctel. Cuando algo sale mal en la refinería y comienza a faltar un ingrediente crítico es probable que el producto tenga un costo de producción más elevado de lo normal, se produzca combustible fuera de especificación o en caso extremos, como en la refinería de PEMEX en Salamanca, no se pueda producir gasolina en lo absoluto.


Para complicar más las cosas, si el octanaje de la gasolina excede la especificación, por ejemplo, si se vende gasolina con octanaje de 87.1 en lugar de 87.0 el cliente no paga esta calidad adicional en el combustible, para una refinería mediana esto se reflejaría en de $1mdd de pérdidas diarias.


Dependiendo del país y la región en la que se produce gasolina se requiere por ley adicionarla con componentes químicos oxigenados, es decir que el combustible contenga oxígeno en sus moléculas (lo cual logra una combustión más completa y limpia). 


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(Foto: 20minutos)


Compuestos típicos oxigenados son el MTBE, ETBE (metil y etil ter-butil eter) y etanol, los cuales ayuda a mejorar la combustión del combustible y reducir la formación de gases contaminantes como monóxido de carbono reduciendo así el smog y la contaminación. 


El MTBE es polémico ya es un fuerte contaminante de mantos acuíferos si se llegara a fugar. Esta sustancia es potencialmente carcinogénica en concentraciones elevadas de acuerdo a la EPA o Agencia de Protección Ambiental. En Estados Unidos en 2005 se prohibió el uso de MTBE en el Acta de Política Energética o "Energy Policy Act". 


En México, así como en muchos otros países seguimos importando y usando MTBE para fabricar gasolina en las refinerías de PEMEX. De hecho, la refinería de Salamanca tuvo que parar producción de gasolina por falta de importaciones de MTBE entre otros problemas.


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Por consecuencia, el etanol se usa como sustituto dado que es barato de obtener. Pero existe otro problema, el etanol absorbe agua por lo que no se puede transportar gasolina adicionada con etanol por ductos, lo cual resulta en que las refinerías no produzcan gasolina con etanol, sino que se adicionará el etanol a la gasolina cerca del punto final de entrega del combustible.



Así que ya lo sabes, la próxima vez que llenes tu tanque recuerda que la ciencia, la ingeniería y la logística necesaria para hacerte llegar gasolina con la calidad que tú necesitas a la gasolinera de tu colonia sin duda han evolucionado para tu comodidad. 


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José María Ramos José María Ramos

Especialista en refinería de petróleo, biocombustibles e innovación tecnológica enfocada a start-ups.

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