Combustibles fósiles
Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) son recursos no renovables formados a partir de restos orgánicos durante millones de años.
Los combustibles fósiles son el carbón, el petróleo y el gas natural: sustancias ricas en carbono e hidrógeno que se formaron durante millones de años a partir de restos de seres vivos enterrados. Al quemarse liberan una gran cantidad de energía, y sostienen aún cerca de cuatro quintas partes del consumo mundial de energía primaria, a costa de emitir dióxido de carbono y otros contaminantes.
¿Qué son los combustibles fósiles?
Son recursos no renovables de origen orgánico. Se denominan «fósiles» porque proceden de materia viva (plantas, algas y plancton) que quedó sepultada bajo sedimentos y sufrió, a lo largo de millones de años, presión y temperaturas crecientes en ausencia de oxígeno. Químicamente son mezclas de hidrocarburos y de carbono casi puro, cuya energía procede, en último término, de la luz solar captada por la fotosíntesis.
Como su ritmo de formación es incomparablemente más lento que el de consumo, se consideran agotables a escala humana.
Tipos de combustibles fósiles
| Combustible | Estado | Origen | Composición principal |
|---|---|---|---|
| Carbón | Sólido | Vegetación de zonas pantanosas | Carbono, con hidrógeno, oxígeno, azufre y cenizas |
| Petróleo | Líquido | Plancton y algas marinas | Mezcla compleja de hidrocarburos |
| Gas natural | Gas | Materia orgánica, a menudo asociado al petróleo | Metano (CH₄) en su mayor parte, con etano, propano y butano |
El carbón
Se forma por carbonización progresiva de restos vegetales. Cuanto más se transforma, mayor es su contenido en carbono y su poder calorífico. De menor a mayor grado se distinguen: turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita, que supera el 90 % de carbono. Buena parte de los grandes yacimientos se originó en el periodo Carbonífero, hace unos 300 a 360 millones de años.
El petróleo
Es un líquido oleoso, de color pardo oscuro o negro, que se acumula en rocas porosas del subsuelo. Se refina mediante destilación fraccionada para obtener gases, gasolinas, queroseno, gasóleo, aceites lubricantes y asfaltos. Además es la materia prima de plásticos, fibras y fertilizantes.
El gas natural
Es el más limpio de los tres en términos de emisiones por unidad de energía, porque su componente mayoritario, el metano, tiene una proporción alta de hidrógeno respecto al carbono. Se transporta por gasoductos o licuado a unos −162 °C en barcos metaneros.
La combustión de los combustibles fósiles
La energía se libera en reacciones de combustión, en las que el combustible se oxida con el oxígeno del aire. Con oxígeno suficiente, los productos son dióxido de carbono y agua:
Si el oxígeno escasea, la combustión es incompleta y aparecen monóxido de carbono (CO) y hollín. Además, el azufre presente en carbones y crudos genera dióxido de azufre (SO₂), y a altas temperaturas el nitrógeno del aire forma óxidos de nitrógeno (NOₓ).
Impacto ambiental
- Cambio climático: la combustión emite CO₂, un gas de efecto invernadero (véase el dióxido de carbono), que devuelve a la atmósfera carbono almacenado durante millones de años. El metano de las fugas de gas es otro potente gas de efecto invernadero.
- Contaminación del aire: partículas, SO₂ y NOₓ afectan a la salud respiratoria y provocan lluvia ácida.
- Vertidos y extracción: mareas negras, minería a cielo abierto y fracturación hidráulica alteran ecosistemas y acuíferos.
Alternativas
La transición energética se apoya en las energías renovables, la eficiencia y los combustibles alternativos, como el hidrógeno o los biocombustibles obtenidos de la biomasa, cuya emisión neta de carbono es menor a lo largo de su ciclo de vida.
Ejercicios resueltos
1. ¿Qué masa de CO₂ se produce al quemar completamente 1 kg de metano? (M del CH₄ = 16,04 g/mol; M del CO₂ = 44,01 g/mol)
Por la estequiometría, 1 mol de CH₄ da 1 mol de CO₂. Moles de metano: 1000 / 16,04 = 62,3 mol. Masa de CO₂: 62,3 · 44,01 = 2742 g, es decir, ≈ 2,74 kg de CO₂.
2. ¿Cuánta energía se libera al quemar 2 mol de metano si ΔH = −890 kJ/mol?
Energía = 2 mol · 890 kJ/mol = 1780 kJ liberados en forma de calor.
3. ¿Cuántos kg de CO₂ genera la combustión completa de 1 kg de octano (M = 114,2 g/mol)?
Cada mol de C₈H₁₈ produce 8 mol de CO₂. Moles de octano: 1000 / 114,2 = 8,76 mol. Moles de CO₂: 8,76 · 8 = 70,0 mol. Masa: 70,0 · 44,01 = 3084 g, o sea, ≈ 3,08 kg de CO₂.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se llaman combustibles fósiles?
Porque proceden de restos de organismos vivos que quedaron enterrados y se transformaron durante millones de años. Su energía es luz solar almacenada por plantas y plancton.
¿Son renovables los combustibles fósiles?
No. Tardan millones de años en formarse y se consumen mucho más deprisa de lo que se generan, por lo que se consideran no renovables.
¿Cuál es el combustible fósil más contaminante?
El carbón, que emite más CO₂ por unidad de energía, además de más partículas, dióxido de azufre y cenizas. El gas natural es el que menos emite, aunque no está exento de impacto.
¿Para qué se usa el petróleo además de como combustible?
Como materia prima de la industria petroquímica: plásticos, fibras sintéticas, disolventes, pinturas, medicamentos, cosméticos y fertilizantes.
Referencias
- Agencia Internacional de la Energía. World Energy Outlook. Informe anual.
- Chang, R., y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- Smil, V. Energy and Civilization: A History. MIT Press.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Combustibles fósiles». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/combustibles-fosiles/
