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— Tutorial Nº 96 —

Adaptación de Vehículos a Gas

Índice de contenidos:

1- Introducción

1.1- Generalidades

1.2- Tipos de gases combustibles para vehículos

1.3- Configuraciones de los motores de vehículos a gas

2- Adaptación de vehículos a GLP

2.1- ¿Qué es el GLP?

2.2- Principio de funcionamiento de vehículos usando GLP

2.3- Componentes principales de la instalación

2.4- Montaje e instalación

2.5- Consideraciones de uso

3- Adaptación de vehículos a GNC

3.1- ¿Qué es el GNC?

3.2- Principio de funcionamiento de vehículos usando GNC

3.3- Componentes principales de la instalación

3.4- Montaje e instalación

3.5- Consideraciones de uso

Anexos y Tablas:

A.1- Reglamentos aplicables a vehículos adaptados

A.2- Tablas de poder calorífico de los principales combustibles


DESARROLLO DEL CONTENIDO


1- Introducción

1.1- Generalidades

Como consecuencia de una legislación a nivel internacional que cada vez es más restrictiva en lo que respecta al control de las emisiones contaminantes de los vehículos y de una mayor conciencia ciudadana sobre la necesidad de cuidar el medio ambiente, la industria del automóvil se encuentra inmersa en un continuo proceso de búsqueda de nuevas soluciones, donde la variable medioambiental de los diseños cobra un valor más importante día a día.

Resulta ya sobradamente comprobado, que el uso para la automoción de los combustibles tradicionales, diesel y gasolina, constituye una de las principales fuentes de contaminación para el medio ambiente, debido a las emisiones resultantes, principalmente por el aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera, causante del efecto invernadero, y también por el aumento de las emisiones de NOx, responsable de la lluvia ácida.

Como consecuencia, la industria del automóvil está siendo sometida a un marco legislativo cada vez más restrictivo de regulación de las emisiones contaminantes, por ejemplo en la Unión Europea a través de las sucesivas actualizaciones de las normas EURO, que está obligando a los fabricantes de vehículos a buscar nuevos diseños que mejore la eficiencia de funcionamiento de los motores limitando la emisión de contaminantes, o la inclusión de nuevos componentes que permitan la limpieza activa de las emisiones ya producidas.

Otra posible respuesta a esta necesidad, y que es el objetivo de este tutorial, consiste en someter a los vehículos a reformas que busquen adaptarlos al uso de combustibles alternativos que sean menos contaminantes, distintos a los tradicionales gasolina o diesel, como por ejemplo, ciertas reformas que tengan por objetivo la adaptación de los motores para que funcionen a gas, bien sea empleando GNC (Gas Natural Comprimido), o bien GLP (Gas Licuado del Petróleo).

 

1.2- Tipos de gases combustibles para vehículos

Principalmente, los tipos de gases combustibles que se emplean en la automoción son dos: Gas Natural Comprimido (GNC) y Gas Licuado del Petróleo (GLP). No son lo mismo, y por tanto, el tipo de reforma a llevar a cabo en los vehículos es distinta según el tipo de gas que se utilice. Las características principales de ambos tipos de gases son las siguientes:

• GNC (Gas Natural Comprimido): el gas natural comprimido está compuesto fundamentalmente por gas metano, como el que se emplea frecuentemente para uso doméstico en nuestras casas. Su almacenamiento es necesario hacerlo en depósitos a altas presiones, generalmente entre 200 y 250 bares.

Al ser un gas compuesto fundamentalmente por metano (CH4), en su composición presenta un alto porcentaje de átomos de hidrógeno por cada átomo de carbono, lo que va a generar durante el proceso de combustión menos dióxido de carbono (CO2) por unidad de energía entregada, en comparación con otros hidrocarburos más pesados (con más átomos de carbono y por tanto una menor relación H/C).

• GLP (Gas Licuado del Petróleo): el gas licuado del petróleo (también llamado autogás) es una mezcla de butano y propano que proviene del petróleo y que, aunque en condiciones normales de presión y temperatura es gaseoso, es licuable a presiones moderadamente más altas.

En la actualidad, ambos gases son de precios más baratos que la gasolina o el diesel, por lo que a las ventajas medioambientales de ser menos contaminantes, se les une el hecho de ser combustibles más económicos.

No obstante, los consumos suelen ser mayores. Así, un motor que haya sido adaptado para funcionar con gasolina y GLP indistintamente, suele gastar más volumen de combustible cuando funciona sólo con GLP que cuando emplea sólo gasolina (en torno a un 20% más). No obstante, al ser el GLP un combustible más barato que la gasolina se compensa al final el margen de este mayor consumo.

En cuanto a la diferencia de uso entre GLP y GNC, destaca el hecho que el GNC se suministra en estado gaseoso que tendrá que ser almacenado a muy altas presiones, mientras que el GLP, por sus propiedades, permite ser suministrado en estado líquido a unas presiones que no serán muy elevadas.

En lo que respecta al poder calorífico de ambos combustibles en comparación frente a la gasolina, en la siguiente tabla se muestran lo valores aproximados del poder calorífico por unidad de masa de combustible en cada caso:

Combustible

Poder Calorífico Inferior

Peso molar

Gasolina

10.510 kcal/kg

114,2 g/mol

GLP

10.990 kcal/kg

49,7 g/mol

Gas Natural

11.259 kcal/kg

18,2 g/mol


 

De la tabla anterior se ve que, aunque el gas natural ofrece un alto poder calorífico por unidad de masa, al tratarse de un gas muy volátil y con un peso molar bajo (mucho más bajo que la gasolina o el GLP que son hidrocarburos más pesado), es necesario comprimir muchísimo el gas natural para conseguir la misma cantidad de masa que la gasolina o el GLP, y así poder ofrecer la misma energía.

Volviendo a las condiciones de uso y suministro, una de las diferencias más importantes entre ambos tipos de gases radica, como se ha dicho, en la presión de almacenamiento. Así, un tanque que almacene GNC en estado gaseoso a bajas presiones, tendrá poca masa de combustible, y por tanto, poca energía almacenada que hará que el vehículo disponga de poca autonomía. Para subsanar este inconveniente, será necesario comprimir el gas a grandes presiones (en torno a los 200 bar), con el objeto de conseguir una mayor cantidad de masa de gas natural almacenada, y así mejorar la autonomía del vehículo.

Por su parte, el GLP, debido a sus propiedades, puede almacenarse a presiones más bajas, generalmente en torno a los 7 bar y en estado líquido, lo que aumenta la masa acumulada de gas. Como la presión de almacenamiento es baja, los tanques de GLP para vehículos pueden fabricarse de un acero más delgado y manejable, lo que resultan tanques más ligeros y baratos, haciendo más económica la instalación.

Por otro lado, en caso que se origine un escape de gas, al ser el GNC más liviano que el aire, éste tenderá a subir en la atmósfera, al contrario del GLP que es más pesado. De ese modo, si hay una fuga de gas, el GNC acabará por disiparse en la atmósfera, mientras que el GLP caería al suelo.

Con las pruebas realizadas en vehículos a gas y de la experiencia de los propios conductores que ya conducen vehículos a gas, se tiene que el sobrecosto que supone reformar un vehículo para adaptarlo al uso de gas se compensa sobradamente. Ello es debido a un precio de adquisición menor tanto del gas natural como del GLP en comparación con los precios actuales de la gasolina y el gasoil.

En cuanto a la autonomía, con la tecnología actual que se está aplicando, la autonomía de los vehículos funcionando exclusivamente con GNC es menor. Además, con la configuración de los motores actuales, un vehículo a GNC pierde en torno a un 15% de potencia en comparación con el mismo motor usando gasolina, mientras que en el caso de un motor empleando GLP logra entregar casi la misma potencia que con gasolina.

Por último, después de haberse comprobado horas de servicios de vehículos adaptados al gas, se tiene que aquellos vehículos que se mueven con gas duplican la duración del motor debido al menor desgaste que sufren los cilindros y segmentos del motor. Ello es debido a que el gas es más limpio que la gasolina y el gasoil, por lo que deja menos depósitos carbonosos en la combustión y permite que el aceite del motor se mantenga limpio durante más tiempo. Sin embargo, el gas no puede ofrecer una lubricación tan buena como la gasolina, por lo que puede generar un desgaste prematuro de ciertos elementos, sobre todo de las válvulas. Por eso se hace muy importante realizar un buen mantenimiento tanto del motor como del sistema GLP/GNC en los vehículos adaptados.

 

 


ANEXOS Y TABLAS


 

A.1.- Reglamentos aplicables a vehículos adaptados

Reglamento nº 110 de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE). Disposiciones uniformes relativas a la homologación de:
 
I. Componentes específicos de vehículos de motor que utilizan gas natural comprimido (GNC) y/o gas natural licuado (GNL) en sus sistemas de propulsión.
 
II. Vehículos en relación con la instalación de componentes específicos de un tipo homologado para el uso de gas natural comprimido (GNC) y/o gas natural licuado (GNL) en sus sistemas de propulsión.

A.2.- Tablas de poder calorífico de los principales combustibles

Poder calorífico de los principales combustibles

(*) Fuente:

• Fuentes: Eurostat, AIE y Resolución de la Secretaría de Estado de Energía de 27 de diciembre de 2013.



 

 

 

 

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