CARS MAROBE-Vehículos de combustible alternativo

Vehículos de combustible alternativo

La escasez y el inevitable incremento del precio en los combustibles más utilizados para automoción, como son el gasoil y la gasolina, han forzado la aparición de nuevas fuentes de combustible para vehículos. En algunos casos estas fuentes ya se conocían, pero su uso estaba restringido a vehículos de uso público al no estar permitida la utilización de éstos en vehículos de uso privado.

Con la llegada de la Euro III, en el año 2001, se permite el uso de estos combustibles en vehículos privados, no sin antes revisar el criterio de homologación para estipular las características de todo el sistema y cumplir un máximo de seguridad en esta instalación. Cabe destacar que estos combustibles se pueden usar tanto en gasolina como en diésel, aunque en este último la ventaja o ahorro es muy pequeño, ya que se ve forzado a usar también gasoil mezclado con una proporción muy pequeña de gas.

Al mismo tiempo se incrementa la red de gasolineras que incorporan estos nuevos combustibles alternativos y así hacen posible que el consumidor final se plantee el hecho de realizar una instalación para dotar al vehículo de un nuevo sistema de inyección con un combustible “diferente”. Incluso, a la hora de realizar el pedido de ese vehículo nuevo, el usuario se plantea incorporarle con lo que se conoce “bi-fuel” es decir, dos depósitos de combustible para alimentar al mismo propulsor.

El motivo por el cual hay aceptación para la implantación de estos combustibles alternativos es que, en igualdad de condiciones con la gasolina, emiten menos gases contaminantes y al poder extraerse de otras fuentes diferentes al petróleo garantizan la existencia.

Hasta ahora no he nombrado el tipo de combustible ya que, en la actualidad, a parte de otros combustibles alternativos como el biodiesel, etanol, electricidad, hidrógeno… en España existen fundamentalmente dos diferentes homologables para montajes en la postventa, el GLP (gas licuado del petróleo) y GNC (gas natural comprimido) que en base funcionan de forma análoga aunque no son compatibles entre sí. Su principal diferencia reside en las presiones a las que son almacenados, el GLP unos 10 Bar y el GNC hasta unos 200 Bar (porque en su composición hay metano y necesitaría una presión descomunal a temperatura ambiente para ser licuado). Para centrarnos en uno, vamos a destacar el que tiene más extensión en cuanto a puntos de servicio hoy en día en España, el GLP.

Instalación de GLP

Características

El GLP está formado por una mezcla de hidrocarburos ligeros saturados en los que predominan el propano y el butano. A temperatura y presión ambiental se encuentra en estado gaseoso. Como gas tiende a expandirse si no hay paredes que lo contengan. Es incoloro y en su forma natural también es inodoro (el olor proviene de un compuesto añadido denominado mercaptano). Sometidos estos gases a una presión moderada y a temperatura ambiente se licuan, reduciendo su volumen 250 veces.

Tipos

En la actualidad se pueden encontrar dos tipos de instalación, la que inyecta el GLP en estado gaseoso (es la más habitual) y la que basa su funcionamiento en inyectarlo en estado líquido. En principio la instalación de los dos tipos es similar en cuanto a elementos básicos (depósito, unidad) con diferencia en los elementos que se encargan de gasificar (vaporizador) o mantener en estado líquido (bomba aforador) e inyectores, ya que unos se denominan válvulas (los de gas) y otros inyectores al estar el combustible en estado líquido.

Precauciones de seguridad

En el depósito tiene que haber una parte sin licuar para que sirva de expansión si el depósito sube de presión, por lo que no se debe llenar nunca por encima del 80% de capacidad. El GLP es más pesado que el aire por lo que fluye hacia las cavidades en el suelo y es altamente inflamable.

Inconvenientes

El proceso de instalación del vehículo se tiene que homologar en ITV. Esta homologación va a modificar las características en cuanto a pesos del vehículo, llegando incluso a perder una plaza de ocupantes en algunos casos.

Al instalar el depósito en el maletero se pierde espacio o la rueda de repuesto.

El GLP no tiene aditivos lubricantes que sí lleva la gasolina. Un vehículo necesita lubricar y refrigerar las válvulas, por lo que al introducir gas estas válvulas no reciben lubricación y se pueden “quemar”. Las soluciones para este inconveniente son principalmente dos: la primera es llevar un bote de lubricante en la propia instalación que irá introduciendo lubricante a la vez que gas, con el inconveniente de tener que sustituir este bote de lubricante periódicamente. La segunda es hacer que por cada x inyecciones de gas haga alguna de gasolina (esto se puede programar en la unidad de control) lo que dará una correcta lubricación de válvulas, pero gastará algo de gasolina a la vez que gas.

En inyecciones directas se agravan los problemas ya que el inyector de gasolina está dentro de la cámara de combustión y necesita refrigerarse. Si no inyecta gasolina al funcionar en gas se termina rompiendo. También se soluciona este hecho realizando una inyección de gasolina por cada x inyecciones de gas o en la inyección en fase líquida, haciendo que los propios inyectores del motor inyecten el GLP presurizado por la bomba de alta presión.

Otro problema con los motores de inyección directa reside en la activación de los inyectores, esta es más compleja que la de inyección indirecta y la unidad de GLP en muchos casos no la lee correctamente, haciendo que no se pueda montar el equipo en dicho vehículo hasta que el fabricante del equipo de GLP dedique un estudio para ese tipo de inyección e incorpore los nuevos datos en la unidad de GLP

Componentes principales

Depósito de combustible

Al tener que añadir el depósito al vehículo una vez fabricado, su ubicación generalmente será en el espacio del maletero, dentro o fuera del habitáculo o en los bajos en el exterior del habitáculo. Suelen ser tóricos o cilíndricos con el fin de cumplir los requisitos entre peso, resistencia y capacidad. No olvidemos que el interés principal es incorporar el depósito más grande posible porque, como ejemplo, un depósito de 70 litros no podrá albergar más de 56 litros aproximadamente. En el depósito se encuentra el GLP en estado líquido a una presión de entre 4 a 10 bares.

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Multiválvula

Así recibe el nombre el “aforador” de este depósito ya que cumple diversas misiones como  son: limitar al 80% la entrada de combustible en el tanque, verificar el nivel de combustible, cerrar con una válvula eléctrica de seguridad el paso de GLP hacia el motor cuando el sistema no está activo, descargar el GLP a la calle si la presión en el tanque sube o si se eleva la temperatura en exceso y en el caso de la inyección líquida, mandar por medio de una bomba el GLP hacia el motor con una presión de unos 14 bares para asegurar que se encuentra en estado líquido.

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Filtro

El sistema lleva uno o varios filtros para retener las posibles impurezas que puedan venir con el combustible e impedir así obstrucciones en el sistema. Cabe destacar que este filtro se tiene que sustituir con periodicidad.

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Vaporizador-reductor

Es un elemento propio del sistema de inyección gasificado. En él se produce una bajada de presión. Se encarga de asegurar que lo que llega a las válvulas de inyección sea GLP en estado gaseoso, además asegura que no exista una obstrucción provocada por el cambio de líquido a gas, es decir, como el combustible tiene un punto de ebullición bajo (unos -15ºC dependiendo de la proporción de gases) al expandirse cambia de estado líquido a gaseoso. Este hecho absorberá el calor del ambiente en el punto de la expansión, exactamente igual que lo hace el gas del aire acondicionado en el evaporador. Para evitar que se congele se utiliza el propio circuito de refrigerante del motor para aportar calor al vaporizador. Este factor es por el cual los vehículos que trabajan con GLP primero arrancan en gasolina y luego cambian a GLP cuando ya se ha alcanzado cierta temperatura de motor.

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Válvulas de inyección

Son los dispositivos que inyectan el GLP de forma precisa al colector de admisión. Normalmente son del tipo estándar con boquillas o chicles intercambiables y así la misma válvula sirve para diferentes cilindradas y potencias de motor. En el caso de la inyección líquida de GLP, se compone de inyectores similares a los de gasolina y la ventaja de este sistema reside en que, al inyectar en estado líquido, la gasificación se produce en el mismo colector, con su correspondiente bajada de temperatura en esa zona, sirviendo así como una especie de “intercooler” en el propio colector y haciendo que entre más volumen de aire en el cilindro. Por eso sobre el sistema de inyección líquida se dice que se puede ganar potencia al instalar el GLP.

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Unidad de control

Es la encargada de conmutar de gasolina a GLP. En el momento de la instalación el punto más crítico está en configurar la unidad de GLP para que analice la señal que envía la unidad de motor a los inyectores de gasolina y la modifique para enviarla a los inyectores de gas. De esta manera la unidad de motor se cree que alimenta con gasolina cuando lo que hace la unidad de gas es robar esa activación y modificarla para que las válvulas de inyección de GLP introduzcan el gas correspondiente a la cantidad de gasolina que debería inyectar. Por norma general se necesita más cantidad de GLP que de gasolina por lo que un vehículo que gaste 6,5l a los 100Km de gasolina estará en torno a un litro más de GLP.

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Conmutador/indicador

Es el único elemento del sistema que se instala dentro del habitáculo en una posición accesible al conductor. Desde este panel de mando se puede visualizar la cantidad de GLP del depósito, si el vehículo está trabajando en gasolina o en gas e incluso tiene un botón desde el cual se puede seleccionar manualmente el tipo de combustible que alimente al motor.

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Toma de llenado

Es la conexión con la estación de llenado. Normalmente se utiliza un adaptador ya que la toma no está estandarizada en toda Europa y, por ejemplo, en España se tiene una diferente a Francia y Portugal. Por lo que, de salir del país, se tiene que prever llevar la toma adecuada.

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Por último, queda recalcar que el GLP es un método eficaz para reducir el coste por kilómetro de cualquier vehículo gasolina y además, al ser menos contaminante que la gasolina (produce menos CO2 y NOx), convierte a dicho vehículo en un vehículo de bajas emisiones, con las ventajas que ello conlleva.

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Daniel López Mena, Responsable de Formación en Carsmarobe