Combustión: aire teórico, aire en exceso y gases en base seca
Por Daniel · Actualizado el 1 de noviembre de 2026
Los balances de combustión tienen sus propias convenciones. La más importante: el aire en exceso siempre se calcula respecto a la combustión completa, aunque en la realidad se forme algo de CO.
Oxígeno teórico
Es el O₂ necesario para quemar todo el combustible a CO₂ y H₂O (y el azufre a SO₂). Para un compuesto CaHbOc:
O₂ teórico por mol = a + b/4 − c/2
Metano (CH₄): 1 + 1 = 2. Propano (C₃H₈): 3 + 2 = 5. Etanol (C₂H₅OH): 2 + 1.5 − 0.5 = 3.
Aire teórico y en exceso
El aire tiene 21 % de O₂ y 79 % de N₂ en mol (la composición habitual en los libros). El aire teórico es el O₂ teórico entre 0.21. El exceso se define como:
% exceso = (O₂ alimentado − O₂ teórico) / O₂ teórico × 100
Con 100 kmol/h de metano y 20 % de exceso: O₂ teórico = 200, alimentado = 240, aire = 1,142.86 kmol/h y N₂ = 902.86 kmol/h.
Gases de combustión
Contienen los productos (CO₂, H₂O), el O₂ sobrante, todo el N₂ del aire y, si la combustión es incompleta, CO o combustible sin quemar. En el ejemplo del metano: CO₂ 100, H₂O 200, O₂ 40 y N₂ 902.86 kmol/h.
Base húmeda y base seca
La base húmeda incluye el vapor de agua. La base seca lo excluye, porque los analizadores tipo Orsat condensan el agua antes de medir. Para pasar de una a otra quita (o agrega) el agua y normaliza.
En el ejemplo: gas húmedo 1,242.86 kmol/h y gas seco 1,042.86 kmol/h; el CO₂ es 8.05 % en base húmeda y 9.59 % en base seca.
Combustión incompleta
Si parte del carbono sale como CO, se escriben dos reacciones (a CO₂ y a CO) con su propio grado de avance, y un dato adicional como la razón CO₂/CO. El aire en exceso sigue calculándose con la combustión completa. Está resuelto en el ejemplo de propano.
Preguntas frecuentes
¿El N₂ del aire reacciona?
En los balances de combustión típicos no: es inerte y sale completo en los gases. Los óxidos de nitrógeno se forman en cantidades muy pequeñas.
¿Qué pasa si el combustible ya trae oxígeno?
Se descuenta en el O₂ teórico (el término −c/2 de la fórmula).
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