Cumplimiento del % de agua en gasolinas oxigenadas con etanol anhidro

Industria: Petroquímica

Equipo: HI 934

Norma: acorde a la Resolución 40103 de 2021

Contexto:

La gasolina oxigenada constituye un método eficaz para aliviar la contaminación atmosférica debida al tráfico rodado. Según sus fabricantes, este nuevo combustible reduce hasta un tercio la emisión de benceno; un 25 por 100 la de monóxido de carbono, y un 10 por 100 la de hidrocarburos.

Los beneficios ambientales del uso masivo de biocombustibles, como el caso del Etanol, radican en el potencial de reducir significativamente las emisiones netas de CO₂, un gas de efecto invernadero, que afectan actualmente al planeta a través del fenómeno de cambio climático que ha sido documentado ampliamente (IPCC, 2007).

Este producto se desarrolló a partir de la iniciativa del Gobierno Nacional a través de la ley 693 de 2001, donde se decretó el uso de gasolina oxigenada (mezcla de 10% alcohol carburante y 90% gasolina), en las ciudades con más de 500.000 habitantes. El uso de alcohol carburante se considera necesario y benéfico para el medio ambiente, pues mejora la combustión en los motores de explosión interna y reduce las emisiones nocivas de gases contaminantes, ya que se produce a partir de biomasa mediante tecnologías limpias.

El uso de Etanol como parte de los combustibles reformulados para vehículos automotor se encuentra ampliamente arraigado en algunos países como Brasil, Estados Unidos y Australia. El primero de ellos comercializa mezclas con un contenido de hasta 85% en volumen de Etanol en sus gasolinas (E85). En general, todos los automóviles de transporte ligeros a gasolina (conocidos también como los LDV o light-duty vehicles) pueden usar mezclas gasolina-Etanol que contengan menos de 10% de etanol en volumen (E10), sin necesidad de realizar cambios al vehículo (p. ej., Andersen et al., 2010a; Anderson et al., 2010). En caso de que se requiera utilizar una mezcla con mayor porcentaje de sustitución de gasolina por Etanol, es necesario hacer modificaciones significativas al vehículo, sobre todo al tren motriz del mismo (Yimin et al., 2007). Existen en el mercado vehículos capaces de utilizar gasolina con 85% en volumen de Etanol llamados Flex Fuel.

Debido a la fuerte afinidad entre el agua y el alcohol, el agua puede ocasionar la separación de las fases, es decir, el alcohol y el agua se mezclan y se van hacia el fondo del tanque y cuando la bomba de combustible succiona el producto, podría estar solamente succionando agua mezclada con alcohol carburante y no Bio-gasolina. También podría generar corrosión de las estructuras y la pérdida de combustible.

El agua que entra en el tanque de gasolina del automóvil puede disminuir gradualmente la potencia del motor. Y, si no se considera seriamente, a la larga, también disminuirá la autonomía del vehículo. Además, causaría la biodegradación del combustible, lo que haría que el automóvil pierda potencia.

Además de esto, es importante tener en cuenta que el agua es más pesada que la gasolina, por lo que queda en el fondo del tanque, lo que provoca la oxidación del contenedor. Debido a ello, los microbios pueden crecer dentro del tanque y destruir todo el sistema de combustible.

Reto o contribución:

Una empresa dedicada a la distribución mayorista de combustibles líquidos derivados del petróleo requiere dar cumplimiento a las disposiciones estipuladas en la Resolución 40103 de 2021 respecto a los requisitos de calidad de las gasolinas oxigenadas con etanol anhidro combustible para uso en motores de encendido por chispa.

El encargado del área de calidad de la empresa indica que requiere monitorear el porcentaje en volumen de agua en gasolina mezclada con etanol anhidro en diferentes proporciones, se comunicó con el área de consultoría científica de HANNA INSTRUMENTS Colombia para recibir una asesoría técnica personalizada respecto a su necesidad.

Acorde a la Resolución 40103 de 2021, el contenido de agua en gasolinas oxigenadas con etanol anhidro debe ser menor al 0,2 % en volumen y ser cuantificado siguiendo la norma técnica ASTM D6304-20.

Para la determinación de contenido de agua en hidrocarburos derivados del petróleo como la gasolina oxigenada, se requiere de equipos que tengan la sensibilidad, rango y precisión, para ello, los métodos de separación no son tan selectivos a la hora de cuantificar el contenido de agua, adicionalmente para este tipo de matrices la cantidad de agua es muy baja.

Para suplir su requerimiento se aconseja el uso del titulador coulométrico Karl Fischer HI 934 que permite el análisis de matrices de hidrocarburos, con tiempos cortos de 3 a 4 minutos aproximadamente por muestra, ofrece un rango de operación de 1 ppm a 5 % de H₂O, el cual es óptimo para lo requerido y exigido para la gasolina y demás derivados, por último, garantiza su desempeño al usar estándares trazables que avalan la veracidad en los resultados.

Presenta un diseño renovado que permite una personalización completa y un manejo versátil de la información gracias a su software y conexión USB; generadores con y sin diafragma de yodo con un pulso de hasta 400 mA; tamiz molecular desecante de alta eficiencia y un agitador incorporado. Junto a esto, el titulador permite almacenar hasta 100 métodos de usuario o estandarización de titulante, en los que se encuentran métodos estándar ISO, ASTM, AOAC y EPA. El HI 934 es una poderosa herramienta para evaluar pequeñas concentraciones de humedad.

Se realizaron pruebas en las siguientes muestras:

• Mezcla E10 (10 % ETANOL- 90 % GASOLINA)
• Gasolina
• Etanol
• Mezcla E10 + 2% agua
• Mezcla B10 (10% BIODIESEL + 90 % GASOLINA)

Los resultados obtenidos fueron acordes a lo esperado por el cliente.

Bibliografía

• ABC DE LAS RECOMENDACIONES SOBRE EL USO DE BIOGASOLINA
• Análisis de las propiedades fisicoquímicas de gasolina y diesel mexicanos reformulados con Etanol
• Contenido de agua en Gasolina