Los productos resultantes de una combustión estequiométrica estarán formados por el CO2 procedente del C, vapor de agua procedente del H2, SO2 si tiene azufre el combustible y el N2 correspondiente al aire comburente, además de una pequeña cantidad de gases inertes que contiene el aire. Si la combustión se realiza, como es habitual, con exceso de aire, en los productos de la combustión hallaremos también el oxígeno del aire sobrante.
Los principales gases que se encuentran en los PDCs (productos de la combustión) son:
- Nitrógeno (N2) Es el principal componente del aire que respiramos. Este gas incoloro, inodoro y sin sabor no interviene en la combustión, entra en la caldera, se calienta y sale por la chimenea sin aportar ganancia alguna.
- Dióxido de carbono (CO2) Es un gas incoloro, inodoro y con un ligero sabor agrio. Las concentraciones superiores al 15 % en volumen en la respiración producen una pérdida inmediata de conciencia. En la siguiente tabla se indican los valores aproximados de CO2 máximo o estequiométrico en % para los combustibles habituales:
Porcentaje de CO2 de los combustibles Combustible CO2 Máximo (%) Gasóleo 15,5 Gas Natural 11,8 Gas Propano 13,75 Gas Butano 14
El gas natural es el que menos CO2 emite a la atmósfera en su combustión. Por ello su contribución al efecto invernadero en menor que las de los otros combustibles.
- Vapor de agua (H2O). Es producto de la humedad del combustible y de la reacción del hidrógeno contenido (H) del mismo.
- Monóxido de carbono (CO). Es un gas incoloro e inodoro. Aparece como producto de una combustión incompleta del carbono del combustible. Se trata de un gas muy nocivo, ya que se fija de forma irreversible a la hemoglobina (el oxígeno lo hace reversiblemente), causando la muerte por asfixia, al impedir el transporte de oxígeno por la sangre. El valor límite de efecto es de 50 ppm. Los valores típicos en gases de combustión:
- Caldera de gasóleo: 80 ppm – 150 ppm
- Caldera de gas: 80 ppm – 100 ppm
- Óxidos de nitrógeno: (NOx) a altas temperaturas de combustión (superiores a 1 300 ºC) el nitrógeno (N2), presente en la combustión, y el exceso de aire (Con O2 que no se combina con el combustible), reaccionan formando diversos óxidos de nitrógeno (generalizado como NOx). Estas emisiones presentes en los humos resultan especialmente perjudiciales para el medio ambiente al ser el origen de la llamada lluvia ácida. Los valores típicos en gases de combustión de calderas ya sean de gas o de gasoil es entre 50 ppm y 100 ppm.
- Dióxido de azufre (SO2). Es un producto de la combustión del azufre (S) del combustible y está presente en concentraciones apreciables en los productos de combustión del gasóleo. Es un gas tóxico e incoloro, y que, en combinación con el vapor de agua, produce ácido sulfúrico que puede ser origen de corrosión en calderas. Los valores típicos en gases de combustión de calderas es entre 180 ppm y 220 ppm.
- Hidrocarburos inquemados (CxHy): Estos se forman cuando la combustión es incompleta (falta de aire) y contribuyen el efecto invernadero. Este grupo incluye metano, butano y benceno. El valor típico en gases de combustión de calderas de gasoil es de menos de 50 ppm.
- Hollín: Es carbono puro (C) resultado de una combustión incompleta. Para cuantificar su valor se emplea el índice de Bacharach, que para calderas de gasóleo será como máximo 2. En las de gas su presencia es prácticamente inexistente. En la imagen vemos un opacímetro manual, aunque existen analizadoras de gases que dan todos los parámetros relacionados con la combustión.
Se llama "lluvia ácida" a la que se forma cuando la humedad del aire se combina con óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre o trióxido de azufre. En interacción con el agua de la lluvia, estos gases forman ácido nítrico, ácido sulfuroso y ácido sulfúrico. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida