Del alcohol y la gasolina
por Julián Segarra Esbrí
La sociedad está llena de tecnología que requiere herramientas especiales para su reparación, mantenimiento y ajuste de los sistemas y también en los aparatos eléctricos y electrónicos y en el curso del desarrollo social, surgieron inventos como la escritura, la rueda, la palanca, la imprenta y así sucesivamente que de una forma u otra, cambiaron el mundo e hicieron que las personas de la sociedad moderna seamos tal como lo somos ahora.
Aunque el motor térmico es un dispositivo que transforma la energía del combustible al quemarse en movimiento, aparece registrado en los archivos del Consejo de Castilla que en el año 1606 el inventor navarro español Jerónimo de Ayanz y Beaumont, para limpiar el aire y refrigerar el interior de las minas, fabricó una especie de sifón que le permitía elevar el agua acumulada en las galerías utilizando el principio de la presión atmosférica empleando la fuerza del vapor para propulsar el agua por una tubería, aplicando lo que dos siglos más tarde se definirá como primer principio de la termodinámica y con el mismo efecto, permitía por intercambio con nieve, dirigirlo al interior de una mina para refrigerar el ambiente como acondicionador del aire, pero es desde en la década de 1690 cuando se reconoce uno de los inventos más trascendentales para la humanidad cuando el físico y matemático francés Denis Papin como pionero mundial en crear un motor de vapor de pistón experimentando con vacío y vapor y si bien esta primitiva construcción no era realmente muy práctica, con el tiempo, fue mejorada por otros ingenieros y científicos que llevó a la creación de un motor de vapor eficiente cuando el mecánico, inventor y científico inglés Thomas Savery, patentó una bomba de vapor el día 2 de julio de 1698, como un método de bombeo de agua y que mejoró el drenaje de las minas y también facilitaba el suministro público de agua y así, comenzó la llegada de la era del vapor con las primeras máquinas térmicas que funcionaban por combustión externa de combustible. En su mayoría eran equipos grandes y para disponer de vapor en su funcionamiento, se requerían calderas, condensadores, evaporadores, intercambiadores de calor, bombas y depósitos de agua entre otros componentes, al mismo tiempo, el pistón y el cilindro, que era la parte funcional principal de la máquina de vapor, eran pequeños en comparación con el resto de toda la instalación.
En 1787, Thomas Mead patentó un motor de gas y en 1791, el inventor inglés John Barber patentó una turbina de gas, se trataba de un prototipo funcional de un motor de combustión interna que funcionaba con combustible gaseoso. El motor del ingeniero químico francés Philippe Lebon patentado en 1801 funcionaba con gas de alumbrado para un motor de gas con bomba de combustible e inflamado por un dispositivo eléctrico lo que no es de extrañar ya que, Lebon es considerado el inventor de la iluminación a gas en 1804 al patentar su "thermolampe". En esa época, entre 1798 a 1802, el coronel estadounidense John Stevens III, diseñó un motor rotatorio de vapor.
Mientras evolucionaban las máquinas de vapor, varios inventores concebían la idea de combinar el combustible con el cuerpo de trabajo del motor para conseguir crear un motor de combustión interna y ello implicaba dimensiones reducidas y una intensificación de los procesos de arranque y escape. Si bien el motor de combustión externa podía alimentarse con cualquier cosa que ardiera como el carbón o la leña, en el caso del motor de combustión interna los ingenieros tenían una tarea nada sencilla cual era lograr que la cantidad necesaria de combustible y oxígeno del aire entraran regularmente y a tiempo en el cilindro para que toda la mezcla del conjunto ardiera bien y realizara el trabajo deseado y en este caso, lo más práctico era usar como combustible líquidos y gases siempre que fueran inflamables.
El progreso en diseño y desarrollo de motores de combustión interna, está estrechamente relacionado con el descubrimiento y uso de diversos combustibles, incluidos los sintéticos, la composición del cuerpo de trabajo, el poder calorífico, la velocidad de combustión de la mezcla y los parámetros del ciclo como el grado de compresión que siempre depende del combustible utilizado, también determina en gran medida las características de masa, tamaño y potencia de los motores y el primer combustible con el que funcionó el motor de combustión interna fue el gas de alumbrado ya que desde el siglo XVIII, cuando en 1792 William Murdoch inventó la lámpara de gas, ya se venía empleando y con la ayuda de muchos ingenieros haciendo su aporte al desarrollo de los motores de combustión interna, de tal suerte, varios experimentadores intentaron por primera vez usar productos gaseosos calientes para conseguir hacer funcionar las bombas en algunos tipos de motores.
Allá en 1794, Robert Street patentó un motor de combustión interna y también fue el primero en utilizar combustible líquido como el petróleo en su motor y en 1807, los ingenieros franceses Joseph Nicéphore Niépce y Claude Félix Abel Niépce, pusieron en funcionamiento un prototipo de motor de combustión interna, utilizando explosiones de polvo controladas y en ese mismo año, el ingeniero suizo nacido en París François Isaac de Rivaz, construyó y patentó un motor de combustión interna alimentado por hidrógeno y oxígeno que instalado en un carro de cuatro ruedas lo condujo por primera vez 100 metros en 1813, haciendo historia como el primer vehículo propulsado por un motor de combustión interna al construir un innovador motor de pistón. El motor funcionaba con hidrógeno, tenía elementos en el diseño que se incorporaron a prototipos posteriores de motores de combustión interna en un conjunto de pistón y encendido por chispa con el mecanismo de biela-manivela en el diseño del motor.
En 1807, el ingeniero francés Messi Fortnite puso en marcha un motor experimental de combustión interna de combustible sólido que utilizaba polvo de carbón como combustible, pero en 1820, en Inglaterra se construyó un motor en el que se mezclaba hidrógeno y aire que explotaban en la cámara de combustión y luego la cámara se enfriaba para crear un vacío que actuaba sobre el pistón, aunque en 1823, el inventor estadounidense Samuel Brown creó un motor que funcionaba con alcohol y trementina (una mezcla de hidrocarburos parafínicos, olefínicos, cicloparafínicos y aromáticos con un número de átomos de carbono en el rango de C10 a C14 compuesta de terpenos, principalmente los monoterpenos α-pineno y β-pineno, aunque con cantidades menores de careno, canfeno, limoneno y terpinoleno), unas sustancias conocidas por la humanidad desde hacía mucho tiempo atrás.
Otra sustancia conocida desde la antigüedad era el petróleo y así en 1825, un año antes de la invención de Brown, el físico inglés Michael Faraday, siendo discípulo de Sir Humphry Davy, destacado químico inglés de la Royal Institution de la Royal Society y de John Tatum, fundador en 1808 de la City Philosophical Society, haciendo experimentos en la destilación de hidrocarburos, después de numerosas pruebas fallidas de destilación de petróleo crudo, aisló una mezcla inflamable de hidrocarburos ligeros como la gasolina, derivado del petróleo traído desde Rusia e inicialmente se le dio el nombre de incienso de Java por ser sustancia aromática y durante las siguientes décadas, inventores e ingenieros construyeron motores que utilizaban la presión creada por la combustión del combustible y no el vacío como en los motores en los que el combustible se comprimía antes de la combustión, no obstante, Eugenio Barsanti, también llamado Nicolo, ingeniero y sacerdote católico italiano junto con Felice Matteucci, ingeniero hidráulico, coinventaron el primer motor de combustión interna en 1853 según patente concedida en Londres el día 12 de junio de 1854 y publicada en el Morning Journal de Londres, sin embargo, ninguno logró desarrollar un sistema de trabajo eficiente, aunque finalmente en 1858, el belga Jean Joseph Etienne Lenoir original de Mussy-la-Ville, fabrica un motor de combustión interna en París similar a un motor de vapor de doble efecto con cilindro horizontal que funcionaba con gas de alumbrado y era lo suficientemente eficiente para considerar a Lenoir el creador del primer motor de combustión interna de dos tiempos en 1859, su prototipo funcionaba con gas de hulla y aire y en 1863 construyó el motor de cuatro tiempos. La aparición del motor que funcionaba con gasolina era cuestión de tiempo y un motor de combustión interna de tales características, fue creado aproximadamente al mismo tiempo por varios ingenieros e inventores. Cabe indicar que la gasolina no es un producto químicamente puro, su componente mayoritario es el octano (C8H18), pero también contiene tolueno (C7H8), xileno (C8H10), isobutano (C4H10), hexano (C6H14) y demás, por tratarse de una fracción de la destilación del crudo.
El 29 de enero de 1886, Karl Benz patentó su vehículo motorizado de tres ruedas con motor de gasolina, un confiable motor de dos tiempos y se consideró como el día del nacimiento del automóvil. Este mismo año, Gottlieb Daimler creó el primer carruaje motorizado de cuatro ruedas y de la fusión de ambos, de la sociedad de motores Daimler con la de Karl Benz, nace "Benz & Cie". Un año después, un motor de gasolina completo fue desarrollado en el imperio ruso por su inventor, el súbdito austro húngaro serbio Onesla Ostovich, aunque la primacía en la creación del motor de gasolina y del primer automóvil de gasolina o del primer automóvil con motor de combustión interna se atribuye a Karl Friedrich Benz en la ciudad de Mannheim en 1886 con el modelo Benz Patent Motorwagen después de ver un motor estacionario en una feria en el estado de Ohio en 1886 e inspirarse con la idea de crear su propio motor para el año 1891 que terminó el proyecto en colaboración junto con su hermano Frank, llegando a construir históricamente un automóvil.
Los diferentes tipos de combustible han luchado por la preferencia de los fabricantes de motores y automovilistas y cada combustible tiene sus ventajas y desventajas, aunque la competencia principal será entre el alcohol y la gasolina y si bien los depósitos de los vehículos los llenamos con derivados del petróleo en lugar de hacerlo con alcohol, fue porque si bien en un momento de la historia la gasolina se impuso al uso del alcohol pasando a segundo plano a pesar de su futuro prometedor y fue debido a consecuencia de cambios tecnológicos y la influencia de personajes que defendían esta opción e imponían obstáculos a la otra, aunque al paso de los años ya se emplee el uso de los biocombustibles y se barajen buenas perspectivas de estos tipos de carburantes para el futuro.
Se considera que el motor clásico de combustión interna de cuatro tiempos fue ensamblado por primera vez en Alemania en 1876 por el ingeniero autodidacto Nikolaus August Otto, cuando inventó el primer motor de combustión interna de cuatro tiempos. Este motor estaba destinado para uso estacionario en la industria metalúrgica y funcionaba con etanol (C2H6O), es decir, alcohol, aunque antes de eso, en 1863 ya experimentó con un motor de gas debido a como estaba la situación en ese momento con la gasolina, puesto que a finales del siglo XIX, la única forma de usar la gasolina era como antiséptico y como producto de limpieza para encajes delicados, de hecho, la gasolina era un subproducto de la producción de queroseno (una mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32) y se encontraba en farmacias y tiendas de artículos para el hogar y no en estaciones de servicio como ahora, pero el alcohol estaba mucho más extendido en el comercio. Este combustible era prometedor por su combustión brillante y uniforme, sin humos ni fuerte olor, sin óxidos de azufre ni plomo, con un residuo de su combustión de tan solo dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua.
Desde los tiempos de la europa medieval, las personas aprendieron a obtener etanol (C2H6O), usando un simple alambique que era parte del equipo estándar de cualquier alquimista, además, estos aparatos eran un atributo importante de cualquier hogar privado que se respetara a sí mismo. El volumen del producto dependía solo de la cantidad de materia prima seleccionada y podía ser cualquier cosa, grano, frutas, bayas, incluso serrín de madera. Por siglos, el alcohol brindó a las personas luz, calor y "buen ánimo" y en el siglo XIX, el combustible de alcohol se usaba prácticamente en todas partes, incluso se cocinaba con él y se iluminaban los espacios de las habitaciones en las casas, incluso los mecheros de alcohol de los laboratorios escolares de química, son un tributo al uso masivo de estos dispositivos en la época de los grandes descubrimientos científicos.
En la segunda mitad del siglo XIX, los fabricantes de motores también preferían el alcohol y los ingenieros desarrollaron motores diseñados para funcionar con alcohol cuyo principal competidor era el queroseno (una mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32) que también se comercializaba en ese tiempo. El número de octanos del etanol (C2H6O) es mucho más alto (116 AKI, 129 RON) que la gasolina común (86/87 AKI, 91/92 RON) mientras que en la gasolina moderna se identifica como de 92, 95 ó 98 octanos aunque el producto más común de la destilación primaria del petróleo es el queroseno (una mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32) y según está indicado solo alcanza un octanaje de 15 a 20 unidades, la desventaja más seria del alcohol que los ingenieros pudieron identificar tras años de experimentos, es el alto calor de evaporación, lo que representaba dificultades para arrancar los motores en clima frío, pero un simple calentamiento inicial del motor, fácilmente compensaba esta desventaja, aunque a mediados del siglo XIX comenzó el declive de la era del alcohol y si bien en ese momento los procesos eran apenas perceptibles, en algunas regiones todavía se utilizaba incluso el aceite de ballena como combustible, ya que la industria petrolera apenas estaba en sus inicios, pero el rápido desarrollo de esta industria, pronto cambiará el mundo y por primera vez, durante la guerra civil entre 1861 y 1865, los estadounidenses tuvieron que pensar en una alternativa al líquido combustible más común y el gobierno de Abraham Lincoln impuso intencionalmente altos impuestos sobre el alcohol y sus derivados en el país de los Estados Unidos para presionar económicamente a los estados del sur que eran mayoritariamente unas regiones agrícolas y allí se producían millones de toneladas de alcohol siendo una de las principales fuentes de exportación para los sureños cuyo alcohol era muy usado en los estados norteños y como resultado de la guerra, en el norte surgió una escasez de combustible, haciéndose necesario encontrar una alternativa y ésta fue el petróleo o más precisamente los productos derivados de su destilación. Un papel especial en la exitosa expansión de los productos petroleros, primero en Estados Unidos y luego en el resto del mundo, lo jugó la persona de John Davison Rockefeller Sr., un magnate empresario estadounidense que fue el primero en observar y evaluar las perspectivas del nuevo producto, él y sus amigos, empezaron a comprar empresas que producían y vendían productos petroleros en toda la nación y también a aplastar a sus principales competidores los agricultores que suministraban alcohol etílico (C2H6O) y como resultado, para 1870 su compañía controlaba más del 95% del mercado energético estadounidense y el 90% de las exportaciones especializadas en esa época, siendo el queroseno (una mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32), el principal derivado del petróleo, ya que los demás subproductos del petróleo, al inicio de su producción, simplemente se desechaban arrojándolos en el suelo, sin embargo, Rockefeller pronto optimizó los procesos de fabricación y la gasolina, el nafta (entorno a C8H18), el betún (CnH2n+2), la vaselina (un hidrocarburo C25H52 entorno a los con 25 átomos de carbono) y demás derivados del petróleo que se utilizaban como combustible y otros diversos productos residuales en las refinerías también encontraron aplicación en la construcción y otras industrias, de ahí que inicialmente, con cada año que pasaba, disminuía el precio del petróleo extraído. En 1859, los primeros lotes de petróleo de los yacimientos en Pensilvania costaban alrededor de 18 dólares por barril y un año después, ya costaba 9 dólares y medio y en 1861, debido al enorme aumento en los volúmenes de extracción, el precio cayó a 49 centavos, posteriormente, Rockefeller con materia prima barata y optimizando procesos de producción de productos petroleros, logró obtener un precio más bajo para el queroseno (la mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32), acostumbrando a los estadounidenses a disponer de una infraestructura accesible y conveniente para el suministro de productos petroleros para después, comenzar a incrementar gradualmente los precios, lo que lo llevó a enriquecerse enormemente hasta que en 1911, Rockefeller se vio obligado a dividir su negocio en 34 pequeñas compañías según la ley antimonopolio, pero en realidad, el monopolio simplemente pasó a la sombra, ya que Rockefeller tenía el paquete de control de acciones en las 34 compañías y continuó aumentando su capital, puesto que prácticamente todas las grandes petroleras estadounidenses, incluyendo Chevron Corporation, una empresa petrolera estadounidense constituida en 1911 en California surgida de Standard Oil, también fue absorbida y así selectivamente, a otras más pequeñas.
A mediados del siglo XIX, solo Rusia y Estados Unidos explotaban reservas de petróleo, todos los demás países en Europa usaban recursos tradicionales para calefacción e iluminación como madera, carbón, turba y el principal proveedor de líquidos que contenían alcohol era Francia porque sus vinos, con baja riqueza alcohólica, se estropeaban con la llegada de la primavera. Gran Bretaña era importante y fuerte en la industria del carbón y en los gases derivados del carbón, Alemania aplicaba con éxito los avances científicos en química y fue en la vieja Europa donde se crearon las gasolinas sintéticas y la vaselina (un hidrocarburo C25H52 entorno a los 25 átomos de carbono). Con su mercado de combustibles ya establecido por los hermanos Robert Alfred Nobel y Ludwig Immanuel Nobel, hijos de Immanuel Nobel, fue Ludwig Immanuel Nobel el fundador de The Machine Building Factory Ludwig Nobel e inventó los buques-tanques petroleros que revolucionaron el sector y puso su atención en el prometedor mercado del petrolero y en los yacimientos de petróleo en el sur de Rusia y en 1873, los hermanos Nobel establecen la extracción de petróleo y el suministro de productos a los mercados de Europa, incluso construyen en 1906 el oleoducto Bakú-Batumi que era el más largo del mundo e invirtiendo el dinero ganado en el desarrollo de la industria petroquímica, llevaron el estado de purificación de los productos petroleros obtenidos a un nivel inalcanzable para la mayoría de los demás empresarios.
La ocurrencia del craqueo del petróleo, una técnica utilizada en las refinerías de petróleo mediante la cual las moléculas grandes y complejas de hidrocarburos se descomponen en componentes más pequeños y ligeros haciéndolos más útiles para el consumo o en la industria, se conseguía obtener de un barril de petróleo crudo una cantidad dos veces mayor de fracción ligera de naftas (entorno a C8H18), que la extraída por simple destilación y con el diseñó de la primera planta industrial del mundo para el craqueo térmico continuo desarrollada por el ruso Vladímir Grigórievich Shújov, se permitió establecer la producción y venta de la gasolina de mayor octanaje de esa época. Los intentos de Rockefeller por dominar este mercado fracasaron, pero los pioneros de la industria automotriz contribuyeron significativamente desde el lejano año de 1881 a la popularización en el consumo de la gasolina y el queroseno (una mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32).
El ingeniero e industrial alemán Gottlieb Daimler, un experimentado empleado de la compañía Deuts AG fundada en 1867 y establecida en Colonia (Alemania) por el ingeniero alemán Nikolaus August Otto, a sus 47 años fue enviado a Rusia para estudiar la posibilidad de abrir una nueva sucursal y se considera que el histórico encuentro entre Gottlieb Daimler y Ludwig Immanuel Nobel quien controlaba la extracción de petróleo en Bakú, al coincidir en la feria comercial de Nizhni Nóvgorod en el otoño de 1881, se hicieran amigos. Daimler, vuelve a Alemania obsesionado con una nueva idea, renuncia a la empresa de Otto y con el joven ingeniero Wilhelm Maybach crea su propia compañía en Stuttgart. Se desconoce el origen del capital inicial de Daimler, pero el dinero de algún "posible amigo sueco-ruso" fue suficiente con creces para adquirir un edificio independiente, talleres mecánicos, comprar todo el equipo necesario y organizar la producción experimental de motores de combustión interna que funcionaban exclusivamente con la gasolina de alto octanaje de los hermanos Nobel. Mientras tanto, en el taller de Daimler y Maybach de la compañía Deuts y en compañía de Benz, se inventaron varios carburadores de gasolina eficientes.
En 1882 los dos inventores crearon unidades con potencia compactas y potentes, capaces de impulsar cualquier construcción sobre ruedas y comenzaron en 1885 a construir y probar la primera motocicleta con un motor monocilíndrico de cuatro tiempos y al año siguiente adaptaron su motor a una carreta obteniendo así el primer moto-equipaje. Un curioso incidente que ocurrió en el verano de 1887, ayudó al éxito comercial especial de la empresa durante las pruebas de una lancha motora con motor de gasolina, Wilhelm Maybach entró accidentalmente en la zona donde se celebraba la regata de Maguncia, una competencia popular de botes de remos y Maybach, dejó atrás a todos con facilidad y se alejó. Se dice que hacia el atardecer del día siguiente, cerca del edificio de la empresa se formó una fila de personas que deseaban comprar una lancha o al menos, el motor igual de la producción de Daimler y desde entonces Maybach participaba en todas las grandes exposiciones mundiales donde siempre quedaba entre los ganadores, aunque esto sucedía con la colaboración o participación de los hermanos Nobel, pero el verdadero triunfo para los inventores, fue la exposición universal de París de 1888 donde presentaron un nuevo carruaje autopropulsado con el primer motor de dos cilindros de la historia, con una potencia de hasta un caballo y medio de fuerza y con unas revoluciones fantásticas para aquella época.
Daimler y Maybach no solo recibieron la medalla de oro en la exposición parisina, sino que también firmaron contratos muy lucrativos para suministrar sus motores a Francia que fueron empleados para equipar con ellos la producción de los jóvenes empresarios franceses Armand Peugeot y los hermanos Marcel, Louis y Fernand Renault. Otro inventor e ingeniero sumamente conocido fue Karl Benz que en 1886 después de 15 años de investigaciones, obtiene la patente para un carruaje autopropulsado de tres ruedas al que llamó motorwagen, esta máquina se movía gracias a un motor de cuatro tiempos con una potencia de 0'8 caballos de fuerza y una cilindrada de 1'7 litros y utilizaba como combustible una versión mejorada del queroseno (aquella mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32), llamada ligroína (una fracción del petróleo que consiste principalmente en hidrocarburos C7H16 y C8H18). Probablemente muchos lectores sepan de la anécdota cuando Berta Benz, esposa de Karl que sin que él lo supiera, viajó con sus hijos en el motorwagen de su marido para visitar a su madre y realizó el primer viaje en automóvil de la historia recorriendo 106 km. en 12 horas y durante el trayecto, la viajera llenó varias veces el motorwagen de gasolina comprando en las farmacias. La acción valiente de esta mujer, fue una excelente publicidad a principios del siglo XX y la empresa de Karl Benz, se convirtió en uno de los líderes reconocidos de la industria automotriz mundial, habiendo producido para el año 1900 un total de alrededor de 600 automóviles. Cabe mencionar que el gas de alumbrado y otros gases que se producían activamente mediante el método de pirolisis, un proceso de descomposición química de materiales orgánicos mediante calor en ausencia de oxígeno, también tenían ciertas perspectivas en esta industria.
Los británicos prosperaron y en general el alumbrado de gas fue conveniente y aceptado en la ciudad, así aparecieron automóviles con enormes bolsas en el techo con esta técnica de funcionamiento con gas y si bien en las ciudades había una buena infraestructura para repostar, en las zonas rurales, surgían problemas para llenar el depósito de un auto y en estos casos, definitivamente la gasolina y el alcohol ganaban, ya que en términos de transporte, eran tipos de combustible mucho más prácticos, por lo que tanto los Rockefeller y los hermanos Nobel no eran unos perversos que impedían a los granjeros pobres destilar alcohol, no eran ni buenos, ni malos absolutos ya que en cualquier negocio, todo productor defenderá sus propios intereses y durante mucho tiempo, los grandes propietarios de fábricas de gasógenos (se trata de una mezcla de monóxido de carbono (CO), hidrógeno, metano (CH4) y otros gases residuales) y de la infraestructura de gas como en Gran Bretaña, sofocaron en su origen a cualquier competidor con alternativas de combustible por invertir enormes sumas de dinero en su negocio del que solo deseaban el crecimiento de su propio capital.
Henry Ford, una personalidad legendaria en la industria automotriz, fue quien puso en marcha la producción en masa de automóviles y aplicó el método de ensamblaje en línea por el sistema Taylor revolucionando el modo de vida de muchas personas con su visión de tener un coche práctico y asequible a muchas personas, era un gran partidario del alcohol como combustible para vehículos con motores de combustión interna hasta los años 1890, pero desde el 4 de junio de 1896, Ford también experimentaba con motores de combustión interna y realiza su primer recorrido de prueba en un pequeño vehículo de cuatro ruedas al que llamó cuadriciclo y el motor de ese cuadriciclo funcionaba con etanol (C2H6O) y además, en 1908 Henry Ford lanzó a la venta su famoso modelo T, el primer automóvil de producción masiva en la historia y que podía funcionar con gasolina, etanol (C2H6O) o una mezcla de ambos combustibles.
La filosofía comercial de Ford era algo diferente a las ideas de Daimler y Benz, desde 1861 con el comienzo de la guerra civil en Estados Unidos, hubieron altos impuestos sobre el alcohol, específicamente de 2'08 dólares por galón hasta 3'78 por litro a finales del siglo XIX y aunque los agricultores pidieron repetidamente la eliminación de este impuesto, las autoridades no los atendieron hasta que finalmente en 1906, el lobby agrícola encontró un aliado en el presidente Theodore Roosevelt, con personalidad exuberante, amplitud de intereses y logros, vaquero y líder del movimiento progresista, además de un feroz enemigo de la industria petrolera, en el Senado aprobó el proyecto de ley para eliminar el impuesto el 24 de mayo de 1906. El New York Times volvió a señalar el bajo costo del alcohol en 14 centavos cuando era obtenido de maíz y estaba en 9'50 centavos cuando era destilado de melaza, en comparación con el alto precio del queroseno a 18 centavos y la gasolina a 22 centavos respectivamente. Los senadores triunfantes de los estados agrícolas, proclamaron que cada agricultor podía tener su propio alambique para proveer de calor, luz y electricidad a bajo costo, no obstante, al año siguiente se hallaron grandes yacimientos petroleros en Texas y se inició su explotación causando una bajada en el precio de la gasolina y el queroseno (mezcla desde C12H26 a C15H32) y si se sigue la política de precios de ambos tipos de combustible, en el que el alcohol, siempre fue entre 30% a 40% más caro que la gasolina durante un largo período del siglo XX.
Henry Ford, nacido en una familia de agricultores, pensaba que el alcohol era un excelente combustible para sus automóviles masivos y accesibles en áreas rurales y con este criterio, ni siquiera era necesario construir una gasolinera, cualquier agricultor que se respetase y mediante una sencilla manipulación, podía obtener combustible barato para su automóvil en cantidad suficiente a partir de materias primas agrícolas. La idea de Ford fue apoyada por Thomas Edison en Estados Unidos y Alexander Graham Bell en Europa, aunque en 1902, si bien hubieron más popularizadores del etanol (C2H6O), fue debido a las escasas reservas de petróleo propio. En la exposición de París se mostraron más de 70 motores de carburador que funcionaban con alcohol y sus mezclas con gasolina. En el certamen también se mostraron muchos dispositivos domésticos que utilizaban combustibles de alcohol como planchas, lámparas y estufas y en Alemania, en el periodo de 1914 a 1915, prácticamente cada automóvil podía ser adaptado para funcionar con alcohol y algunos historiadores coinciden en que si no fuera por el desarrollo de la industria del alcohol, Alemania habría perdido la guerra. Los alemanes construyeron una industria del alcohol exitosa utilizando como recursos principales la patata y la remolacha azucarera. Esta industria también estaba acrecentada en Francia hasta los años de 1930 y en muchos países europeos se añadía entre un 10% a un 20% de alcohol a la gasolina. En este sentido, la empresa española de transporte de viajeros Hispano Fuente En Segures (hife) de Benasal (Castellón en España), adquiría alcohol al destilador Francisco Ortí Jovaní de Chert (Castellón, España), para añadir a la gasolina de sus vehículos y aumentar tanto el octanaje como el kilometraje.
El origen de los alcoholes era diverso, desde productos agrícolas como en el caso de mi bisabuelo Francisco Ortí Jovaní durante el tiempo que duró la plaga de la filoxera, estuvo destilado melaza de higos en continuo, pero también se obtuvo hasta con madera en los países tropicales donde el suministro de petróleo era irregular y en condiciones cerradas como minas y fábricas, se preferían los motores que funcionaban con alcohol, aunque la dura competencia entre las preferencias de Ford y el deseo de Rockefeller en hacer que la gasolina fuera el combustible automotriz predominante, tiene su interesante historia.
Existe la opinión de que desde 1919 hasta 1933 fue introducida entre otras cosas la ley seca en Estados Unidos para sofocar la industria de producción de alcohol, la ley seca tuvo varias premisas, incluyendo el alto nivel de alcoholismo entre la población, sin embargo, los adultos sabemos bien que ninguna ley seca ha curado a la población del alcoholismo, a menudo todo termina en ilegalidad, criminalidad, contrabando y también aumenta la mortalidad por productos de calidad dudosa por no decir deficiente e incluso tóxica y a pesar de la ley seca, el etanol (C2H6O) tuvo cierto auge desde la década de 1900. Hasta principios de los años 1930, algunos fabricantes de automóviles, entre ellos como el principal o más representativo fue Henry Ford, todavía invertían en la creación de motores híbridos capaces de utilizar etanol (C2H6O), gasolina o queroseno (mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32) suministrados por la compañía Shell.
En 1909, al producir motores de alcohol para tractores y con el aumento de la demanda de equipos agrícolas que funcionaban con alcohol hasta después de la Primera Guerra Mundial, comenzó una investigación intensiva para desarrollar un motor de alcohol más eficiente y por otro lado, con el desarrollo de los motores y el aumento de la relación de compresión, los ingenieros se enfrentaron a un fenómeno extremadamente desagradable y destructivo cual era la detonación de la mezcla de aire y combustible que explotaba por la compresión antes de que el pistón llegara al punto muerto superior del motor y se encendiera con la chispa, esto se podía evitar usando un combustible con un número de octanos más alto y en los años 1910 diferentes oficinas, científicos e ingenieros individuales, realizaban experimentos con mezclas de alcohol y gasolina y el alcohol demostraba ser muy prometedor. En la compañía General Motors, Charles Franklin Kettering y Thomas Midgley Jr., trabajaban en la solución de este problema. Esta pareja llegó a la conclusión de que agregar una cierta cantidad de alcohol a la gasolina alrededor del 10%, permite aumentar el índice de octanaje e incluso se estandarizó el añadirlo en cierto momento, pero en la gasolina, para aumentar ese mismo índice, en el caso de Michel y Kethering resultó que no pudieron patentar el método y en 1921, Thomas Midgley Jr., descubre por primera vez el efecto antidetonante del tetraetilplomo (C8H20Pb) y a pesar de este descubrimiento, otros siguieron mostrando un gran entusiasmo por el combustible de alcohol, no obstante, los jefes magnates optaron por favorecer el tetraetilo de plomo (C8H20Pb) que además fue respaldado por una investigación de General Motors en la que se afirmaba que para una transición completa al alcohol, sería necesario procesar en etanol (C2H6O) alrededor del 46% de todos los productos alimenticios producidos según algunos cálculos de 1921 cuando la industria del alcohol producía 100 millones de galones de alcohol industrial al año en Estados Unidos, pero para el mercado de combustibles era necesario producir 8.300 millones de galones según las cifras calculadas, las áreas pasivas para el maíz y la caña de azúcar habrían sido suficientes, pero tal aumento en los volúmenes habría impactado negativamente al mercado alimentario y además General Motors refutó años de sus propias investigaciones declarando que solo el plomo podía resolver el problema de la detonación, de ahí que en 1923, tres de las corporaciones estadounidenses más grandes, General Motors, Dupont y Standard Oil crearon una empresa conjunta llamada Shell Gasolina Corporation y el producto se vendía bajo la marca Shell. Este nombre fue elegido especialmente para no asustar a la gente con la palabra plomo como se supo después, aunque el inventor estaba perfectamente consciente del peligro de la intoxicación por plomo y advirtió a la dirección al respecto, pero para los tiburones capitalistas, el dinero primaba la corporación y Shell siempre llevó a cabo una política de negación obstinada de la toxicidad de sus productos.
La gasolina comercializada en Estados Unidos y en todo el mundo contenía el tetraetilplomo (C8H20Pb) y en los años 1950, el público ya conocía el peligro del plomo en el combustible hasta que en 1965, la lucha decisiva por la prohibición del tetraetilplomo (C8H20Pb) la inició el geofísico estadounidense Clair Cameron Patterson, quien se topó accidentalmente con los hechos de la contaminación total del medio ambiente por plomo, sin embargo, durante mucho tiempo no se tomaron medidas debido al fuerte lobby de los fabricantes de combustible y solo desde los años 1970 empezaron a rechazar gradualmente el tratado de libre comercio de América del Norte eliminándolo por completo de su uso para principios del siglo XXI.
En el periodo de los años 1920 y 1930 del siglo pasado, a menudo revelaban diversas conexiones ocultas de grandes empresas como Standard Oil con interés en Dupont, United States Industrial Alcohol y otras, pero la mayoría de las investigaciones se detenían en 1933, el Instituto Americano del Petróleo pidió formar comités de emergencia a nivel estatal para luchar contra el combustible de alcohol y el memorándum explicaba que la mezcla obligatoria de alcohol y gasolina perjudica tanto a la industria petrolera como a la automotriz, así como a los tesoros estatales y nacionales debido a la reducción del consumo de petróleo y los únicos que se beneficiarán serán los destiladores, los ferrocarriles que transportarán el alcohol y los contrabandistas a quienes se les abrirán campos completamente nuevos para el fraude. Durante la Segunda Guerra Mundial, varios países, incluidos los Estados Unidos, se vieron obligados a recurrir a combustibles alternativos a pesar de los esfuerzos de los petroleros por luchar contra el alcohol a medida que aumentaban los planes de la industria militar, lo que hizo evidente la necesidad de alcohol y para 1942, la industria del alcohol alcanzó una producción de 600 millones de galones al año, pero al final de la guerra, la gasolina ya volvió a estar disponible a bajo precio.
Corría el año de 1973 cuando ocurrió el inicio de la crisis del combustible porque el precio por barril de petróleo crudo subió de 3 dólares con 89 centavos a 21 dólares con 59 centavos hasta 1980 y esos años fueron difíciles para muchos países que ampliaron su atención hacia el sector de los biocombustibles, pero el plan energético a gran escala más exitoso orientado al etanol (C2H6O), se implementó en hispanoamérica desde 1970 gracias a que por ley, se requiere que la gasolina contenga entre un 10% a un 25% de etanol (C2H6O) y el fabricante de automóviles italiano Fiat, lanzó en sus fábricas el primer automóvil comercial Fiat 147 equipado con un motor de automóvil de cuatro cilindros diseñado para funcionar con etanol (C2H6O) al 100% y en Estados Unidos, varias compañías petroleras entre las que se puede mencionar Ashland Inc., Chevron Corporation, Babcock Wanson y Texaco, desde los años de 1970 volvieron a interesarse en el etanol (C2H6O) como aditivo para la gasolina y desde entonces, en Estados Unidos y otros países, los gobiernos fomentarán la adición de alcohol a la gasolina y la producción de biodiesel.
Las particularidades de los motores de combustión interna con etanol (C2H6O) con las ventajas y desventajas del alcohol y las perspectivas futuras de este combustible; en los cilindros del motor en los que entra una mezcla de aire y combustible la cual debe tener una proporción específica entre ambos elementos, sí bien para la gasolina sin plomo está proporción es de 14'7 a 1 para el metanol (CH4O) es de 6'5 a 1 y para el etanol (C2H6O) es de 9 a 1, esto significa que para liberar la misma cantidad de energía, el alcohol necesita menos oxígeno que la gasolina. También como ventajas del alcohol se destaca su residuo ecológico de anhídrido carbónico (CO2) y vapor de agua, así como la facilidad de transición de la tecnología de la gasolina al alcohol y en particular, al agregar entre 10% a 20% de alcohol a la gasolina, no es necesario intervenir en los ajustes del motor. El aceite mineral en el motor que funciona con alcohol, dura más y el propio motor se calienta menos, el alcohol es bastante barato en nuestros días y puede competir con la gasolina a primera vista, por lo que el panorama aparece prometedor, sin embargo, deben considerarse los aspectos negativos, las explosiones tienen una menor conductividad térmica al igual que la mayoría de los tipos de combustible con alta resistencia antidetonante, es decir, un litro de alcohol al quemarse, produce menos energía que un litro de gasolina, no obstante, este factor se compensa con la mayor eficiencia del motor con combustible a base de alcohol, aunque el arranque del motor, se dificulta a bajas temperaturas. La mezcla de alcohol y gasolina puede separarse si hay humedad, sin embargo, las principales desventajas del alcohol como combustible, no se encuentran en su uso, sino en su producción que es relativamente barato, pero solo mientras se produzca a partir de su productos agrícolas y sin los impuestos especiales con los que se graba a las bebidas derivadas de alcoholes naturales.
En cuanto a los agricultores le sea rentable empezar a cultivar plantas para producir etanol (C2H6O) como producto principal, el costo de producción también puede subir mucho y hay que recordar que la agricultura moderna no es tan ecológica como antaño. Al principio se dedican vastas áreas de tierra al cultivo de algunas variedades de plantas, pero actualmente se aplican fertilizantes y pesticidas para proteger la cosecha de las plagas en los campos, las máquinas agrícolas también contaminan con sus emisiones y hasta el desgaste de las pastillas de freno son entre otros factores a considerar. El cultivo de biomasa vegetal para la industria del alcohol compite con la producción de alimentos y los gobernantes, compran tierra donde la encuentran, ya comentó el humorista, comentarista, actor y cowboy William Penn Adair "Will Rogers" que las reservas de suelos fértiles en el planeta son limitadas y tienden a disminuir debido al uso irracional y otros factores, porque, ¿cuánto combustible de alcohol requiere la humanidad?, Si analizamos las cifras globales de elaboración de derivados del petróleo en el año 2022 se produjeron 1.340 millones de toneladas de gasolina y 1.370 millones de toneladas de diesel. En ese mismo año se produjeron globalmente 815 millones de toneladas de etanol (C2H6O) y del volumen total, el 55% se produjo en Estados Unidos y cerca del 30% en otros países y al centrarnos exclusivamente en la gasolina, los volúmenes de la industria del alcohol cubren solo el 6% del consumo mundial.
Se puede plantear una ocurrencia más realista y si suponemos que queremos que en cualquier gasolinera del mundo haya una mezcla de 20% de alcohol y 80% de gasolina para este proyecto, se necesitan millones de toneladas de alcohol al año y según las tendencias, cada año se necesitará un poco más y eso representa un aumento de los volúmenes de producción actuales en 3'2 veces. Si vemos el valor promedio del rendimiento de etanol (C2H6O) a partir de diferentes materias primas para obtener los 185 millones de toneladas de alcohol que nos faltan para nuestro modesto y revolucionario proyecto y si vamos a utilizar el cultivo agrícola más rentable como es el maíz con un rendimiento promedio mundial de 5'5 Tm. por hectárea o 550 Tm. por kilómetro cuadrado, solo necesitaremos encontrar a los currantes agricultores necesarios para sembrar 1,157.000 km2. y puesto que los números pueden parecer ser difíciles de entender, si los comparamos en superficie, es el equivalente al área de un país como Colombia o al doble del área de Francia y si tomamos el promedio de todas las cosechas agrícolas, que es de unos 100 kg. por tonelada de materia prima, alguien tendría que arar un territorio comparable al tamaño de la India.
Algunos lectores recordarán que también existe el metanol (CH4O) y se producen alrededor de 170 millones de toneladas al año principalmente en China, sin embargo, la mayor parte de él, hoy en día se obtiene mediante síntesis química y solo una pequeña parte se produce por destilación seca de la madera, por cierto, cabe mencionar que el metanol (CH4O) es un excelente combustible para varios tipos de vehículos de carreras y además, se necesita menos aire para su combustión y la relación de compresión de un motor que funciona con metanol (CH4O) alcanza 15 ó 16 a 1, lo que permite obtener mayor potencia. Realmente, el reemplazar la gasolina por alcohol no es una tarea fácil y en varios países se ha intentado con diferentes niveles de éxito, en Estados Unidos se introducen mezclas de etanol (C2H6O) y gasolina como e 805 EE 10 pero me permito recordar que allí se concentra alrededor del 55% de la producción mundial de etanol (C2H6O). Brasil está implementando entre 22% a 25% de alcohol en la gasolina y hay marcas con alto contenido de etanol (C2H6O) y e 805 disponibles. En Ucrania, desde el año 2013 se estableció por ley un contenido del 5% de etanol (C2H6O) en la gasolina y del 7% desde el año 2014, con lo que en las gasolineras se vendía combustible con un contenido de bioetanol (C2H6O) del 30% al 37%. En Venezuela, Tailandia, India, Argentina, Colombia, Canadá, Australia, Indonesia, Filipinas y otros países, la gasolina contiene alrededor del 5% de alcohol, aclarando que la gran mayoría de los países mencionados son grandes productores de productos agrícolas y con los subproductos agrícolas, se precisa obtener el 5% de etanol (C2H6O) para que todo lo demás no se pudra sin propósito en una pila de compost. Se produce alcohol en todo el mundo, pero solo obedece a leyes lógicas del recurso barato y accesible, de esta suerte en la década de 1860 la aparición del queroseno (la mezcla de hidrocarburos desde C12H26 a C15H32) barato salvó a las ballenas de la destrucción total y en nuestro tiempo, la gasolina y otros productos de la industria petrolera son accesibles y relativamente baratos.
La historia del uso entre el alcohol y la gasolina es sumamente interesante, aunque el hecho de llenar de gasolina el depósito de un vehículo es una realidad en el ámbito cultural y político actual, los combustibles alternativos y en particular el alcohol, han tenido y mantienen un significado simbólico y estratégico tanto entre los partidarios como entre los opositores que va mucho más allá de simplemente reemplazar un producto por otro, Los opositores consideraban el etanol (C2H6O) como un plan para robar a los contribuyentes y beneficiar a los agricultores, transformar el alimento de los pobres en combustible para los ricos, empeorar la erosión del suelo y ser una alternativa ineficaz, en cambio, los partidarios verán en el combustible de etanol (C2H6O) un potencial para revolucionar la economía agrícola, para disipar la contaminación urbana y para limitar el poder de la industria petrolera y también un sueño altruista de que la humanidad pueda vivir de los ingresos solares y no de los posibles combustibles. El añadir un 10% de etanol (C2H6O) en la gasolina, realmente no resuelve los problemas ecológicos y si a los industriales les resulta rentable añadir alcohol, lo harán, pero si hay un aditivo más rentable, lo usarán. Se calcula que nos queda petróleo para 150 a 170 años más y para entonces, a las mentes pensantes del mañana se supone que ya se les ocurrirá algo.
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