¿Dónde encontrarás química en tu coche?

¿La química y los compuestos químicos desempeñan un papel importante en los automóviles y en toda la industria automovilística? ¡Definitivamente sí! Sin duda, son uno de sus elementos clave. Se utilizan en muchas aplicaciones, desde lacas, parachoques y faros hasta asientos interiores, componentes del tablero y cinturones de seguridad. Los combustibles son mezclas de muchos compuestos químicos, al igual que los lubricantes utilizados para el correcto funcionamiento del vehículo. Por eso, vale la pena aprender dónde podemos encontrar la química en nuestro coche y conocerla mejor.

Publicado: 4-10-2023

¿Qué podemos utilizar para construir un coche?

Aunque el corazón de todo automóvil es el motor, que determina en gran medida la dinámica de todo el vehículo, otros componentes, incluida la carrocería, desempeñan un papel igualmente importante. El material del que está fabricado es una combinación de conocimientos y experiencia en química, física e ingeniería de materiales. Aunque el acero sigue siendo el material básico utilizado en las carrocerías de los automóviles, el uso de compuestos, polímeros e incluso algunos residuos reciclados está ganando popularidad. La mayoría de los elementos de la carrocería están hechos de acero laminado. El acero es una aleación de hierro y carbono. Además, para mejorar el rendimiento del material final, se introducen modificadores en forma de elementos químicos seleccionados, incluidos cobre, manganeso, níquel y cobalto. Dependiendo del componente estructural del automóvil, el acero utilizado tendrá una composición de peso algo diferente; por ejemplo, el acero utilizado en la sección de rodamiento destaca por su bajo contenido en carbono. Además, para cumplir con requisitos específicos, los ingenieros han desarrollado grados especiales de acero, incluidos aquellos que garantizan la ductilidad o resistencia deseada del producto terminado. El aluminio se puede utilizar, por ejemplo, para fabricar la estructura de un automóvil. El aluminio tiene algunas desventajas en comparación con el acero (por ejemplo, menor resistencia mecánica), pero también es menos susceptible a la humedad. No se utiliza como metal puro, sino sólo en forma de aleaciones. El tipo y la cantidad de aditivos de aleación dependen de las propiedades finales requeridas. Los aditivos más utilizados son magnesio, silicio, cobre y manganeso. Las aleaciones individuales difieren en sus parámetros, por lo que deben seleccionarse de acuerdo con los requisitos del elemento final. Los materiales estructurales populares incluyen compuestos . Así llamamos a los materiales que constan de más de dos componentes. Los composites para la industria del automóvil se producen utilizando los llamados metales básicos (hierro y sus aleaciones, aleaciones de níquel, aluminio, magnesio, cobre, etc.), cerámicas base (óxido de aluminio, nitruro de silicio, etc.) y cerámicas base (óxido de aluminio, nitruro de silicio, etc.). Polímeros (resinas termoendurecibles y químicamente curables, materiales termoplásticos, etc.). Los composites más utilizados son las fibras de vidrio. Se producen añadiendo un relleno polimérico a la fibra de vidrio . En los últimos años se ha prestado especial atención al uso de compuestos reforzados con fibra de carbono debido a sus numerosas ventajas, especialmente su alta resistencia mecánica.

Combustibles y lubricantes

Los combustibles y lubricantes son otros elementos importantes que juegan un papel muy importante en la industria del automóvil. Aquí también podemos encontrar una gran cantidad de compuestos químicos.

Combustibles

El aspecto más importante de los combustibles son sus propiedades. Dependen directamente de su composición química. Los combustibles son productos basados ​​principalmente en hidrocarburos y que contienen mezclas de otros elementos.

  • La gasolina es una mezcla líquida de hidrocarburos alifáticos que contiene de 5 a 12 átomos de carbono, que se obtiene mediante rectificación del petróleo crudo. Además, la gasolina contiene hidrocarburos insaturados (que contienen múltiples enlaces en sus moléculas) e hidrocarburos aromáticos (que contienen anillos de benceno). Para mejorar las propiedades se añaden también los llamados agentes antidetonantes (compuestos químicos seleccionados). Su contenido total no suele superar el 1%. Un parámetro importante que indica la calidad de la gasolina es el octanaje. Su valor define la capacidad del combustible para quemarse eficientemente. Las gasolineras normalmente ofrecen gasolina con un octanaje de 95 y 98.
  • El gasóleo es un combustible obtenido por la destilación del petróleo crudo. El gasóleo contiene fracciones nafténicas, parafínicas y aromáticas. El producto bruto contiene una cantidad considerable de azufre, lo cual es muy indeseable. Por eso el azufre se extrae mediante hidrorefinación. La calidad del gasóleo está determinada por el llamado índice de cetano. Es un parámetro que indica la capacidad del gasóleo para autoinflamarse. Esto depende estrictamente de la composición química. Cuanto mayor sea el valor, más fácil será arrancar un motor frío con las menores emisiones de escape posibles.
  • El GLP y el GNC son dos tipos de gases utilizados en la industria del automóvil. Los coches suelen utilizar sistemas de GLP. Este gas es una mezcla de hidrocarburos procedentes del petróleo. Sus componentes principales son propano y butano. Sus campos acompañan al petróleo crudo y se extraen junto con él. El GLP se obtiene como subproducto del procesamiento del petróleo crudo. GNC significa gas natural comprimido, que se extrae de pozos. Es un gas natural, principalmente metano. También puede contener pequeñas cantidades de nitrógeno, etano o propano. El contenido de cada componente depende del campo de gas.

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Lubricantes

Los lubricantes son igualmente importantes para los vehículos de motor. Desempeñan varias funciones en el control de la fricción y el desgaste de componentes individuales. Los lubricantes también protegen el motor contra la corrosión , garantizan una temperatura adecuada del pistón y mucho más. La clasificación general de los lubricantes utilizados en la industria del automóvil incluye:

  • Los aceites de motor son agentes lubricantes que protegen el motor. En su gran mayoría se componen de aceite base, el resto son aditivos que inciden en sus propiedades. La base suele ser proporcionada por aceites minerales, que son una mezcla de hidrocarburos líquidos procedentes del procesamiento del petróleo crudo. Los aditivos utilizados incluyen compuestos tensioactivos (que actúan como emulsionantes ), modificadores de la viscosidad o agentes anticorrosivos.
  • La función principal de los aceites de transmisión es reducir la fricción entre los elementos de acoplamiento. Su componente principal es el aceite base, que es un aceite mineral o sintético. El resto se compone de varios aditivos.
  • Grasas plásticas aplicadas en las conexiones de elementos móviles (como rodamientos o juntas). La estructura de las grasas plásticas se asemeja a una estructura hecha de un espesante (generalmente jabones simples, ceras, polímeros o sílice hidrolizada) con un aceite en su interior. La fase de gran volumen en los lubricantes está dominada por la fase continua, que está formada por aceites minerales o sintéticos, poliglicoles, ésteres o siliconas líquidas. También se utilizan mejoradores como polvos metálicos, teflón o disulfuro de molibdeno. La composición de las grasas plásticas puede variar mucho dependiendo del fabricante y de las propiedades y uso final de la grasa.

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Celda galvánica automotriz, es decir, la batería.

La batería es una fuente de energía electroquímica reversible. En los coches, se encarga de almacenar energía que puede utilizarse, por ejemplo, para alimentar todos los equipos y sistemas del coche o para arrancar el motor. En cada celda ocurren reacciones químicas, que son la fuente de electrones. Los electrones en movimiento forman corriente eléctrica. El principal tipo de baterías utilizadas en los automóviles son las baterías de plomo-ácido. Las baterías son dispositivos altamente "químicos". Están formados por una serie de células interconectadas en serie. Se colocan en compartimentos separados de una carcasa hecha de un material resistente a los ácidos. Una sola celda consta de placas positivas y negativas dispuestas alternativamente. El electrodo positivo está hecho de dióxido de plomo y el electrodo negativo está hecho de plomo poroso. La estructura de cada placa está formada por una rejilla de una aleación de plomo y calcio. Las últimas baterías también contienen otro elemento químico: la plata. Aumenta la resistencia del dispositivo al funcionamiento cíclico y a las altas temperaturas del electrolito. Los espaciadores de placas de una batería están hechos de polietileno . El espacio entre las placas se llena con una solución acuosa al 37 %de ácido sulfúrico (VI). El principio de funcionamiento de las baterías se basa en la reacción química que se produce. El agua del ácido sulfúrico (VI) hace que las moléculas del ácido se descompongan (disocian) en iones de hidrógeno y radicales ácidos, que se transportan entre las placas positiva y negativa mientras la batería se carga y descarga. Cuando la batería está conectada a un receptor de corriente, la corriente fluye a través del electrolito. La composición química de los electrodos cambia y se forma sulfato de plomo, lo que provoca la descarga de la batería. La carga se realiza invirtiendo todo el proceso. Cuando la corriente pasa desde una fuente externa, como un rectificador, hace que el sulfato de plomo se convierta nuevamente en dióxido de plomo y plomo poroso. El proceso de carga también va acompañado de la descomposición (electrólisis) del agua en oxígeno e hidrógeno.

Productos químicos para el cuidado del coche

Nadie necesita estar convencido de que el mantenimiento del coche es extremadamente importante. No sólo mantiene el coche limpio y en buen estado, sino que también ayuda a prolongar la vida útil de muchos elementos del equipamiento. Los productos utilizados para el cuidado de vehículos se conocen comúnmente como productos químicos para el cuidado del automóvil . Estos incluyen productos diseñados para:

  • cuidado del cuerpo,
  • cuidado de tapicería,
  • cuidado del tablero,
  • Preservar las piezas mecánicas.

Los productos enumerados contienen varias sustancias químicas. Su tipo y cantidad dependen del uso final. Los productos destinados al lavado y al cuidado del cuerpo, como los champús para automóviles, contendrán principalmente tensioactivos (agentes tensioactivos). Son los responsables de una eliminación eficaz de la suciedad. Estas sustancias incluyen compuestos con denominaciones INCI , como laurilsulfato de sodio o dietatanolamida de coco. Además, a menudo se utilizan cloruro de sodio y alcohol isopropílico. Los alcoholes se utilizan especialmente en preparados destinados a la limpieza y cuidado de los cristales de los automóviles. Facilitan la eliminación de la suciedad y se evaporan rápidamente sin dejar rayas. Los productos diseñados para la limpieza de tapizados y salpicaderos incluyen principalmente sustancias con propiedades limpiadoras y desengrasantes, así como tensioactivos y ceras. Los compuestos aromáticos se utilizan como aditivos. Vea productos listos para usar y formulaciones químicas para la industria del cuidado del automóvil .


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