Gases Combustibles: Clasificación, Propiedades y Fundamentos de Combustión

Cálculo de Cantidad de Cilindros de 45 kg

La cantidad de cilindros (N) se calcula mediante la siguiente fórmula:

N = PIT (Consumo Total Mcal/h) / Rv (29 Mcal/h)

Pérdidas de Carga en Sistemas de Gas

Las pérdidas de carga son un factor crucial en el diseño y operación de sistemas de distribución de gas. A continuación, se detallan los valores típicos para baja presión:

• Gases Combustibles (GC) y Gas Natural (GN): 120 Pascal en baja presión.
• Gas Licuado del Petróleo (GLP): 150 Pascal en baja presión.

Clasificación de los Gases Combustibles: Familias Principales

Los cuerpos gaseosos combustibles se clasifican en tres grandes grupos o familias, según su origen y proceso de obtención:

• Gases Manufacturados
• Gases Naturales
• Gases Licuados del Petróleo (GLP)

Gases Manufacturados

Los gases manufacturados no son productos naturales, sino elaborados por el ser humano. Pertenecen a la primera familia de gases y su principal exponente es el «Gas de Ciudad».

Distribución de Gases Manufacturados

Su consumo se realiza mediante una red de distribución, formada por tuberías de diversos diámetros, que tienen su origen en la fábrica de gas.

Gases Naturales

Los gases naturales son una mezcla de hidrocarburos livianos en estado gaseoso. Pertenecen a la segunda familia de gases y suelen encontrarse en las capas superiores de los yacimientos petrolíferos, en condiciones normales de temperatura y presión.

Obtención y Transporte del Gas Natural

El gas natural se obtiene directamente de la tierra, sin necesidad de ningún tipo de fabricación. Su transporte se realiza a través de gasoductos desde el país productor al país consumidor. Si el gas natural llega a un país en forma de Gas Natural Licuado (GNL), entonces se regasifica en una planta especializada. Su principal componente es el Metano.

Gases Licuados del Petróleo (GLP)

Los gases licuados del petróleo están conformados fundamentalmente por el butano y el propano. Pertenecen a la tercera familia de gases.

Estos gases son productos derivados de la destilación del petróleo, conservándose en forma líquida en depósitos especialmente construidos para ello. Se los identifica comúnmente por la sigla GLP.

Poder Calorífico del GLP

El poder calorífico de los componentes del GLP, de mayor a menor, es el siguiente:

• Butano
• Isobutano
• Propano
• Etano

Ley de Dalton de las Presiones Parciales

La Ley de Dalton establece que en una mezcla de gases, cada gas ejerce una presión parcial que es proporcional a su fracción molar (o tanto por ciento) en la mezcla total. La presión total de la mezcla es la suma de las presiones parciales de cada gas componente.

El Quemador: Función y Tipos de Combustibles

El objetivo principal de un quemador es regular de manera adecuada el caudal de gas y de aire, asegurando así una combustión completa y eficiente.

Poder Calorífico de Combustibles Comunes (Kcal/Nm³)

A continuación, se listan algunos combustibles comunes y sus unidades de poder calorífico (Kcal/Nm³):

• Butano comercial
• Propano comercial
• Gas natural
• Gas manufacturado

Temperatura de Combustión

Un gas alcanza su temperatura de combustión cuando arde en condiciones ideales. A esta temperatura se logra el mayor rendimiento del poder calorífico del gas, lo que significa una liberación óptima de energía.

Temperatura de Inflamación

El valor absoluto de la temperatura de inflamación de un gas es siempre menor que el valor absoluto de su temperatura de combustión. La temperatura de inflamación es el punto mínimo al cual un gas puede encenderse y mantener una llama cuando se le aplica una fuente de ignición.

Ejemplos de Temperaturas de Inflamación y Combustión

• Metano:
  • Temperatura de inflamación: 580º C
  • Temperatura de combustión: 1940º C
• Propano:
  • Temperatura de inflamación: 480º C
  • Temperatura de combustión: 1950º C

Un gas inflamable es aquel capaz de arder cuando se le aplica una temperatura igual o superior a su temperatura de inflamación.

Unidades de Presión Comunes

Las unidades de presión más utilizadas en el ámbito de los gases incluyen:

• Lb/pulg² (Libras por pulgada cuadrada, también conocida como PSI)
• Pascal (Pa)
• Bar
• Milibar (mbar)
• Kilopascal (kPa)
• Kg/cm² (Kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado)