El diésel es un combustible líquido derivado del petróleo, compuesto por una mezcla de hidrocarburos de cadena larga, típicamente en el rango de C10 a C22, utilizado principalmente en motores de combustión interna de encendido por compresión, también conocidos como motores diésel. A diferencia de la gasolina, que requiere una chispa para iniciar la combustión, el diésel se autoenciende al ser inyectado en un ambiente de alta presión y temperatura generado por la compresión del aire dentro del cilindro.
Este combustible debe su nombre a Rudolf Diesel, el ingeniero alemán que en 1892 desarrolló el motor que lleva su apellido. Su principio de funcionamiento se basa en la ignición espontánea del combustible por efecto de la compresión, lo que permite operar con relaciones de compresión más elevadas y, por tanto, alcanzar mayores niveles de eficiencia térmica en comparación con los motores de gasolina. El diésel se ha convertido en un pilar del transporte terrestre, marítimo e industrial, gracias a su alto contenido energético, su economía en consumo y su durabilidad en condiciones severas.
Origen y proceso de obtención
El diésel se obtiene mediante la destilación fraccionada del petróleo crudo en las refinerías, siendo extraído como una de las fracciones intermedias, justo por encima del queroseno y por debajo del fuelóleo pesado. Sin embargo, la demanda global ha requerido adaptar los procesos de refinación con técnicas adicionales como el craqueo catalítico, el hidrotratamiento y la isomerización, que permiten obtener diésel a partir de fracciones más pesadas o mejorar la calidad del producto final.
El resultado es un combustible compuesto principalmente por parafinas, naftenos y, en menor proporción, aromáticos, con propiedades físico-químicas que lo hacen apto para ser inyectado a alta presión y quemado de forma controlada en motores diésel. En muchos países, el diésel comercial incluye aditivos detergentes, antioxidantes, mejoradores de flujo en frío y agentes antiespuma, así como una fracción de biocombustible (normalmente ésteres metílicos de ácidos grasos, conocidos como FAME), con el fin de reducir el impacto ambiental y cumplir normativas de sostenibilidad.
Características fisicoquímicas y comportamiento en el motor
Desde el punto de vista técnico, el diésel posee una mayor densidad energética que la gasolina, lo que se traduce en un menor consumo específico y una autonomía superior por litro de combustible. Su densidad típica se sitúa entre 820 y 860 kg/m³, dependiendo de la formulación y del contenido de biodiésel, mientras que su poder calorífico inferior ronda los 42 a 45 MJ/kg.
Una propiedad fundamental en la evaluación de este combustible es su índice de cetano, que mide la facilidad de autoignición. Cuanto mayor es este índice, menor es el retraso entre la inyección y el inicio efectivo de la combustión, lo que mejora el arranque en frío, reduce el golpeteo y suaviza el funcionamiento del motor. Un diésel con bajo índice de cetano puede provocar combustiones abruptas, aumento del ruido, emisiones más elevadas y dificultades de encendido a bajas temperaturas.
El diésel tiene un punto de inflamación más alto que la gasolina, generalmente por encima de los 55 °C, lo que lo hace más seguro en términos de almacenamiento y manipulación. Sin embargo, su comportamiento a bajas temperaturas puede ser problemático, ya que puede presentar precipitación de parafinas que obstruyen los filtros de combustible. Por eso, en climas fríos, las distribuidoras modifican la formulación con aditivos que mejoran su fluidez (CFPP) y punto de enturbiamiento.
Al ser inyectado a muy alta presión —superando en los motores modernos los 2.000 bar en sistemas Common Rail—, el diésel debe atomizarse finamente para mezclarse con el aire comprimido en la cámara y lograr una combustión eficiente. El patrón del chorro, el número de inyecciones por ciclo y el tiempo de inyección son parámetros controlados por la ECU, en función de la carga, el régimen y la temperatura del motor.
Aplicación y ventajas operativas
El uso del diésel está asociado a aplicaciones que requieren alto par motor, durabilidad, eficiencia de combustible y fiabilidad en ciclos de trabajo prolongados. Por eso, es el combustible elegido para vehículos pesados, maquinaria agrícola, generadores estacionarios, locomotoras, barcos y camiones de transporte de larga distancia. También ha sido muy utilizado en automóviles de pasajeros en regiones como Europa, donde su bajo consumo y autonomía ofrecían ventajas económicas frente a los motores de gasolina.
Los motores diésel trabajan con relaciones de compresión más elevadas, lo que les permite obtener una mayor eficiencia termodinámica, especialmente en regímenes de carga parcial. Además, al operar sin mariposa de admisión y regular la potencia mediante la dosificación del combustible inyectado, presentan menores pérdidas por bombeo, lo que se traduce en un consumo más bajo y una eficiencia sostenida en distintos escenarios de uso.
Otra ventaja clave es la vida útil prolongada de los motores diésel, gracias a su construcción robusta, menores revoluciones por minuto y lubricación más efectiva derivada del propio combustible, que actúa también como refrigerante parcial en inyectores y bombas.
Desafíos técnicos y normativos
A pesar de sus ventajas, el diésel ha estado en el centro del debate ambiental por sus emisiones contaminantes, particularmente de óxidos de nitrógeno (NOx) y material particulado (PM). Aunque el contenido de dióxido de carbono por litro es similar o incluso menor que el de la gasolina, el tipo de combustión por difusión y las altas presiones de trabajo favorecen la formación de NOx, mientras que la acumulación incompleta de combustible genera partículas finas que deben ser tratadas antes de la emisión.
Para enfrentar estos problemas, los vehículos diésel modernos incorporan una serie de tecnologías de postratamiento como los filtros de partículas (DPF), sistemas de recirculación de gases de escape (EGR) y reducción catalítica selectiva (SCR) mediante el uso de urea (AdBlue), que permiten cumplir con normativas cada vez más estrictas, como Euro 6 o equivalentes en otras regiones.
El desarrollo de biocombustibles diésel, como el biodiésel y el HVO (aceite vegetal hidrotratado), ha sido otra vía para reducir el impacto ambiental del diésel, aunque no sin desafíos técnicos, ya que estos combustibles presentan características diferentes en cuanto a estabilidad, lubricidad, comportamiento a bajas temperaturas y compatibilidad con materiales.
Conclusión
El diésel es un combustible complejo, energético y fundamental para el funcionamiento de motores de encendido por compresión. Su eficiencia, densidad energética y capacidad de adaptación a aplicaciones de alta exigencia lo han convertido en una herramienta clave para el transporte y la industria global. Sin embargo, su impacto ambiental y los requerimientos técnicos asociados a su uso moderno exigen un conocimiento profundo de su comportamiento, formulación y tratamiento posterior a la combustión.
Para el ingeniero mecánico automotriz, entender qué es el diésel implica dominar no solo sus propiedades físico-químicas, sino también su interacción con los sistemas de inyección de alta presión, los procesos de combustión controlada, las tecnologías de reducción de emisiones y los desafíos que representa su uso en un contexto de transición energética. A pesar de las transformaciones del mercado automotriz, el diésel sigue ocupando un lugar estratégico en el desarrollo de soluciones eficientes para sectores donde la potencia, la autonomía y la fiabilidad siguen siendo prioritarias.
