Gas de alumbrado
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Gas de alumbrado, gas de hulla o gas de coque. Se designan a las mezclas de gases combustibles que arden con llama luminosa y que se forman por destilación seca de hulla o carbón de piedra, sin aire, a temperaturas de 1200 a 1300º C.
Sumario
Surgimiento
Inventos que cambiaron el curso de la humanidad. Antes de 1780, la química orgánica no existía y no se sabía casi nada de compuestos orgánicos como los vegetales, ni, por tanto, de la madera. La química mineral acababa de nacer, ya que en 1772 se había descubierto el nitrógeno y el fenómeno de la combustión seguía estando poco claro, pues los sabios se hallaban enredados en las teorías del flogisto.
Sin embargo, en 1785, con apenas 18 años, al futuro ingeniero y químico Philippe Lebon se le ocurrió destilar madera o carbón de madera para obtener un gas que creía que se podría usar para alumbrar las calles y las casas.
Compañía primitiva de gas
En las últimas décadas del siglo XIX, varias empresas de origen británico producían “gas de alumbrado”, es decir, para iluminar las calles porteñas, con creciente competencia del alumbrado eléctrico.
A fines de ese siglo, la Compañía Primitiva de Gas compró a las otras competidoras y concentró la producción de gas en un único lugar.
Como la competencia con el alumbrado era cada vez mayor, la Compañía Primitiva de Gas trató de promover el uso del gas para cocción de alimentos, agua caliente y calefacción de ambientes.
La concesión que permitía a la Compañía Primitiva de Gas realizar ese servicio público estaba muy vencida, cuando Yacimientos Petrolíferos Fiscales (YPF), que ya realizaba ese servicio en Mendoza, tomó a su cargo, el 5 de marzo de 1945, el servicio público en la Capital Federal y reemplazó a la Compañía Primitiva de Gas.
El 1ro de enero de 1947 fue creada la Dirección General de Gas del Estado para que se ocupara de los servicios de gas por redes y del gas licuado de petróleo (que hasta entonces YPF abastecía directamente a los hogares, con la denominación de supergas).
Principales combustibles artificiales
Los principales gases combustibles artificiales son los siguientes: de hulla, de petróleo, de agua, de leña y acetileno. De estos gases, el de hulla y el de agua son los dos más importantes y de uso más común.
El gas de hulla se suele preparar partiendo del carbón de piedra bituminoso.
En una fábrica de gas a la que acaba de llegar, en grandes barcazas, en vagones de largos trenes de carga o en una numerosa flota de camiones, un cargamento de miles de toneladas de carbón mineral.
El carbón triturado que se encuentra en el interior se funde, por estar a una temperatura que oscila entre los 1.200º y los 1.300º C, y se inicia el desprendimiento de gases y líquidos volatilizados, mientras en el fondo queda un residuo sólido y esponjoso, el carbón de coque, y en las paredes superiores se deposita, en forma muy compacta, el llamado carbón de retorta.
El gas así obtenido es una mezcla compuesta, principalmente, por hidrógeno, monóxido de carbono, nitrógeno, alquitrán, amoniaco, ácido sulfhídrico-y vapor de agua. Estas impurezas deben ser eliminadas para que el gas arda con llama inodora y sin humo.
El alquitrán es separado por medio de un extractor. A continuación, el gas pasa por un depurador lleno de agua, que le absorbe el amoniaco. Luego, atraviesa los purificadores, grandes recipientes de acero que contienen óxido de hierro, en los cuales queda el ácido sulfhídrico.
Las termolámparas
Historia
Sus investigaciones duraron varios años y fueron muy concluyentes, ya que, a partir de 1797, comienza con sus aplicaciones prácticas. El 28 de septiembre de 1799 registra una patente para el uso del gas de madera o del carbón de madera para alumbrado y calefacción, mediante unos aparatos que denomina «termolámparas».
Su invención se mantendrá durante mucho tiempo en el plano teórico, pero obtiene el suficiente renombre como para que se le invite a emplearlo para alumbrar las fiestas de la coronación imperial en 1804, año en que Lebon muere asesinado, a la edad de 35 años, en condiciones misteriosas.
Aproximadamente en la misma época, el irlandés Murdoch y el inglés Winsor (cuyo verdadero nombre era Winzler) habían tenido la misma idea y, en los años posteriores a la muerte de Lebon, Winsor consigue instalar el primer sistema de alumbrado -restringido- de gas de hulla.
Este gas es un compuesto de óxido de carbono (un 33% aproximadamente), nitrógeno (un 65 % aproximadamente) e hidrógeno. Lo que arde es el hidrógeno, como es obvio. París no se beneficiará del «gas Lebon» hasta 1829.
Entre tanto se inventa el mechero mariposa, que hace que la llama se despliegue en abanico y le confiere mayor luminosidad y poder de iluminación y que será perfeccionado por el alumbrado holófano, que consiste en rodear la mecha de un globo esférico y opaco para que la luz se difunda de manera homogénea, cuyo inventor es el francés Blondel en 1893, y el mechero Auer, que inventa en 1895 un austriaco del mismo nombre y que aumenta la luminosidad de la llama haciéndola pasar por una envoltura de óxido de torio.
Pero la difusión del alumbrado eléctrico, que comienza con la invención, en 1878, de la lámpara incandescente por Edison, conlleva la decadencia progresiva del alumbrado de gas de hulla.
El genio de Lebon, no obstante, sigue siendo sorprendente. Impulsado únicamente por su intuición, Lebon no sólo lleva a cabo una invención muy avanzada para la química de su tiempo, sino que imagina un sistema de alumbrado urbano y de calefacción cuyo principio se ha perpetuado hasta la actualidad, aunque evidentemente con modificaciones, entre ellas la sustitución del gas de hulla por el gas natural para la calefacción y el uso doméstico.
Uso eficiente de gas de hulla
Usando nanopartículas de óxido de bario, unos investigadores han desarrollado una técnica de autolimpieza que podría permitir alimentar directamente a las células de combustible de óxido sólido con gas de hulla a temperaturas de operación tan bajas como 750 grados Celsius. La técnica podría proporcionar una alternativa más limpia y eficiente a las centrales eléctricas convencionales que generan electricidad a partir del carbón.
Las células de combustible de óxido sólido pueden operar con una gran variedad de combustibles, y usar directamente los gases de hidrocarburos.
Esas células de combustible se basan en ánodos hechos de níquel y un material cerámico especial. Sin embargo, hasta ahora, algunos combustibles, como el gas de hulla o el propano, podían inutilizar rápidamente estos ánodos, obstruyéndolos con depósitos de carbón, especialmente a temperaturas de operación bajas.
El equipo de Mingfei Liu, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales del Instituto Tecnológico de Georgia, Estados Unidos, ha desarrollado una técnica para recubrir los ánodos con nanoestructuras de óxido de bario. Las estructuras adsorben humedad y eso permite que se inicie una reacción química que usa agua para oxidar el carbono a medida que se forma, manteniendo limpia la superficie de los electrodos de níquel, incluso cuando se usan combustibles de carbón a bajas temperaturas.
