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Determinación Del Poder Calorífico De Combustibles

Se denominan combustibles a aquellos cuerpos que al combinarse con el oxígeno desprenden calor. La calidad de un combustible viene dada por la cantidad de energía que contiene y puede liberar cuando se le somete a un proceso de conversión energético. Cuando un kilogramo de combustible se combina con oxígeno para dar uno o más compuestos, aparece siempre la misma cantidad de calor, a esta cantidad de calor se le llama poder calorífico y se expresa en kcal/kg. Es decir, cuando el carbono pasa a anhídrido carbónico.

El proceso de determinar el poder calorífico de un combustible mediante su análisis para averiguar qué hidrocarburos y en qué proporciones están presentes sería muy complicado y costoso. El método práctico consiste en quemar una masa de combustible conocida y medir el calor que se desprende. Esto se lleva a cabo en el aparato del laboratorio conocido como calorímetro, en el cual el calor producido es absorbido por una masa de agua cuya elevación de temperatura se mide.

El poder calorífico se clasifica en dos tipos: poder calorífico superior y poder calorífico inferior. Los valores de poder calorífico superior incluyen, mientras los de poder calorífico inferior excluyen, la energía empleada para vaporizar el agua, contenida en el material original o formada durante la combustión del proceso.

Poder calorífico superior:

Se define suponiendo que todos los elementos de la combustión (combustible y aire) son tomados a OºC y los productos (gases de combustión) son llevados también a OºC después de la combustión, por lo que el vapor de agua se encontrará totalmente condensado. Vapor de agua que proviene de:

  1. la humedad propia del combustible y
  2. el agua formada por la combustión del hidrógeno.

El poder calorífico inferior:

Considera que el vapor de agua contenido en los gases de la combustión no condensa. Por lo tanto, no hay aporte adicional de calor por condensación del vapor de agua.

Solo se dispondrá del calor de oxidación del combustible, al cual por definición se denomina: Poder Calorífico Inferior del Combustible.

Determinación del poder calorífico:

Existen dos procedimientos para la determinación del poder calorífico de los combustibles, que son:

Método Analítico Método Analítico

Consiste en aplicar el Principio de Conservación de la Energía, que expresa:

"El poder calorífico de un cuerpo compuesto es igual a la suma de los poderes caloríficos de los elementos simples que lo forman, multiplicados por la cantidad centesimal en que intervienen, descontando de la cantidad de hidrógeno total del combustible la que se encuentra ya combinada con el oxígeno de este”.

Método Práctico Método Práctico

Consiste en el empleo de "Calorímetros" mediante los cuales se puede determinar en forma directa en el laboratorio el poder calorífico de los combustibles. Los métodos calorimétricos consisten en quemar una cierta cantidad de combustible y medir la cantidad de calor producida a través de la energía térmica ganada por un líquido conocido, agua, el que, de acuerdo con el método a utilizar, puede estar contenida en un recipiente, o permanecer en continua circulación durante el proceso.

Reglamentación Norma ISO

Biocombustibles sólidos
Determinación del poder calorífico
(ISO 18125:2017)

Este documento especifica un método para la determinación del poder calorífico bruto de un biocombustible sólido a volumen constante y a una temperatura de referencia de 25 °C, usando una bomba calorimétrica calibrada mediante la combustión de ácido benzoico certificado.

El resultado obtenido es el poder calorífico bruto a volumen constante, con toda el agua de los productos de combustión como agua líquida. En la práctica, los biocombustibles se queman a presión constante (atmosférica) y el agua o bien no se condensa (se elimina como vapor con los gases de escape) o se condensa. En ambas condiciones, el calor de combustión clave que se usa es el poder calorífico neto del combustible a presión constante. También se puede usar el poder calorífico neto medido del combustible a volumen constante. Se dan fórmulas para calcular ambos valores.

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Referencias

Aparicio A, Ayala E. Identificación y Cuantificación de las Fuentes de Incertidumbre que Afectan el Proceso de Medición del Punto de Rocío de Hidrocarburo y el Poder Calorífico del Gas Natural. Met&Flu. 10:06-15.
E. J. Kates, W. E. Luck. (2021). Motores diésel y de gas de alta compresión. Reverte.
Gas Processor Association. GPA 2172: Calculation of Gross Heating Value, Relative Density, Compressibility and Theoretical Hydrocarbon Liquid Content for Natural Gas Mixtures for Custody Transfer. Washington, D.C. United States of America. 2015.
International Organization for Standardization. 18125: Solid biofuels — Determination of calorific value. Ginebra, Suiza. ISO.2017.

Eurofins, Análisis de Laboratorio, Análisis ambientales, Combustibles, energía, poder calorífico

  • Creado el
Autor: Ana Laura Barrantes