miércoles, 30 de junio de 2021

A MI VECINO LE HAN ROBADO EL CATALIZADOR… (Mientras yo tiemblo por la llegada del ¡“supercatalizador”!)

DE ROBO LE VIENE AL GALGO

Los que tenemos unos años, y en referencia a los turismos, recordamos como no hace tanto que el miedo se centraba en que no te robasen el radiocasete del coche. También hubo una época donde los robos se centraban sobremanera en las llantas de aluminio, o incluso no hace tanto, en los navegadores…

Mientras, en el campo, la cosa ha sido incluso más variada; desde los robos del gasoil de tractores, cosechadoras o motores de riego, hasta las mismas bombas de pozos, o tubos de aluminio de riego; más moderno fueron los robos de cable de cobre; y luego se ha pasado a los sistemas de autoguiado con sus antenas… y ahora desembocamos en ¡los catalizadores!

En los últimos tiempos, el robo de catalizadores se ha convertido en un quebradero de cabeza tan grande que empresas de transportes e incluso algún agricultor ha decidido soldar los catalizadores de sus camiones o tractores al tubo de escape para dificultar la labor del “caco”.

Y es que el catalizador de un tractor medio, 100-120 CV vale “una pasta”, en gran parte es un componente que ha sido responsable de la enorme subida que han tenido los tractores en los últimos 15 años. Sistemas como los Common Rail, con sistemas reductores por urea (SCR) más la válvula de recirculación de gases de escape (EGR) o los filtros de partículas diésel (DPF) y el catalizador de oxidación (DOC) nos dan los desorbitados precios que tienen los tractores con Tier IV y V (y dejo el susto del Tier VI para el final…)

EL CATALIZADOR: LA FUNCIÓN

Casi todo malo: Y es que del “maldito invento” sabemos que además de encarecer mucho el precio del motor (por ende, del equipo que lo monta: tractor, cosechadora, vendimiadora…) resta potencia al motor, tiene un mantenimiento que además no es barato y una vida “corta”

Lo bueno: Lógicamente no todo es malo. Su valía está en lo que aporta al medio ambiente puesto que su misión es la de modificar químicamente los gases de escape para reducir las emisiones nocivas mediante técnica de catálisis.

Un poco de historia: Los primeros catalizadores se instalaron en la década de los 70 tras el proyecto norteamericano de “aire limpio”. En Europa se empezaron a ver a mediados de los 80.

Por fuera: Es fácilmente reconocible; se ve como una especie de silencioso, normalmente de acero inoxidable, con una pantalla antitérmica. Se coloca cerca del escape porque como se verá, las altas temperaturas favorecen su función depuradora.

Por dentro: Un soporte cerámico con una estructura de múltiples celdillas en forma de panal y cuya superficie se “baña” con los elementos nobles, preciosos, metálicos como platino y palacio (para la oxidación) y rodio (para la reducción) que actúan como catalizadores, es decir, aceleran las reacciones químicas sin intervenir en ellas.

El catalizador, antes de liberar los gases de escape, provenientes del motor de combustión interna, a la atmósfera, produce modificaciones químicas en dichos gases. Actúa de forma similar en motores de gasolina o gasóleo.

Su acción disminuye la proporción de algunos gases nocivos provenientes de la combustión y en concreto actúa ante el monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC) y óxidos de nitrógeno (NOx) que se forman en el proceso de combustión.

Vida útil: Un catalizador tiene una vida promedio de 100.000 km en un coche; mientras que en un tractor se le da una vida promedio de unos 8 a 10 años, unas 8000 h. Eso significa que, siempre hablando en términos generales, durante la vida de un coche, ídem en un tractor, se puede sustituir 1 vez para hacer los 200.000 km o las 15.000 h del tractor. Transcurridos esos periodos el catalizador va perdiendo eficacia.

De precios: Los metales preciosos, platino, paladio y rodio, que lleva un catalizador impregnando el panal cerámico, son los responsables de su elevado precio.

En un catalizador para un motor diésel de 3500 a 6000 cm3 en fase 4 y 5, el catalizador viene a costar entre 2000 y 5000 € (como equipo de reposición e incluyendo mano de obra del cambio)

¡Oh, platino!: El platino es hasta 30 veces menos abundante que el oro. La cantidad de platino en un catalizador depende del tamaño del mismo. En motores entre 3500 y 6000 cm3 la cantidad de platino es de unos 3 a 3,5 g y su precio (hoy, 30 de junio 2021) es de unos 30 €/g Es decir que en un catalizador de tractor puede haber sobre unos 100 € en platino (hay que sumar paladio y rodio) y que es un precio bajo en si para justificar el robo para “pequeños cacos”. El problema son las “bandas organizadas” puesto que en ellas el lucro es bastante mayor al multiplicar por “muchos”.

TIPOS DE CATALIZADORES

Hay varios tipos en función de su labor en la disminución de gases contaminantes.

Catalizador de oxidación o una vía: Es el tipo más sencillo. Está conformado por un único cuerpo cerámico. La reacción química que realiza es la oxidación simultánea de dos contaminantes frutos de la combustión. Por una parte, oxida el monóxido de carbono (CO) y por otra los restos de hidrocarburos (HC) para convertirse en anhídrido carbónico (CO2) y agua (H2O)

Catalizador de oxidación o doble vía: Trabaja de idéntica forma al de una vía, pero dispone de una cámara de aire entre dos compartimentos. Se trata del catalizador más utilizado en motores diésel (son motores que trabajan con exceso de oxígeno)

Tanto en los de una como los de doble vía, el catalizador dispone de platino y paladio, no rodio.

El problema de estos catalizadores es que generan altas tasas de óxidos de nitrógeno (NOx) por lo que se deberá implementar otro sistema para eliminarlos y que, habitualmente, se decide por recircular los gases de escape (EGR)

Catalizador de tres vías: Se trata del catalizador más completo. A diferencia de los dos anteriores, el de 3 vías, tiene un metal más impregnado, el rodio que actuará de catalizador “reductor” (se puede sustituir el rodio por el más barato circonio, pero se trata de un metal menos eficiente para la labor asignada)

Ahora las reacciones químicas serán de oxidación y de reducción. Por una parte, igual que los anteriores, oxidando el monóxido de carbono (CO) y los hidrocarburos no quemados (HC); pero se reducen los peligrosos óxidos de nitrógeno (NOx) para pasarlos a N2 y O2

El catalizador de 3 vías se ha asociado, tradicionalmente, a motores de gasolina, pero hoy también se incorporan en motores diésel, e incluso en vehículos con sistema EGR (recirculación de gases de escape)

Su buen funcionamiento se consigue si el motor funciona con el oxígeno correcto para reducir los NOx con el HC y el CO, es decir, para oxidar los HC y el CO con el NOx y no con el oxígeno

¿Y POR QUÉ LOS ROBAN?

Está claro que los roban porque es un negocio “lucrativo”. Los más perjudicados son los turismos, camiones y autobuses cuando quedan aparcados en las calles o en los estacionamientos nocturnos. En el caso de los tractores el problema es quizá aun mayor pues se guardan en ocasiones en naves apartadas sin, o con escasa, vigilancia. Además, y para mayor desgracia de los agricultores y los profesionales del camión, en este tipo de vehículos, el catalizador está a la vista y resulta muy fácil de extraer.

Los “cacos” como ya he dicho, suelen ser bandas especializadas, para las que los 100 a 500 € que pueden sacar por un catalizador les compensa el esfuerzo al vender “furgonetas” enteras de catalizadores. Su modus operandi habitual es quitarlo sin muchos reparos: arrancándolo mediante tirón con otro vehículo o en el mejor de los casos, mediante corte del escape con radiales a batería.

¿Y la solución a los hurtos?: Considero que la solución a estos hurtos es sencilla y, al igual que ocurre con el robo de aceituna u otros productos agrícolas, si se exigiese la procedencia del producto (en el caso de la aceituna, por ejemplo, citando polígono y parcela) y en el caso del catalizador citando número de chasis o motor del vehículo de procedencia.

Pero no ocurre así, solo tienes que “pasear” por algunos desguaces como los populares de San Martín de la Vega en Madrid para comprobar que, por lo general, se compran, sin muchos escrúpulos.

Y PARA DESANIMAR AÚN MÁS…

Y es que se vislumbra “en el horizonte” que las cosas irán a peor. Como el lector sabe, el tema de las emisiones contaminantes no han terminado, los motores térmicos, y sobre todo el diésel, sigue siendo “el malo de la película” En el horizonte tenemos la aún “futurible” Euro 7.

Nuestra Administración (y ahí incluye a los “caramelos y pasteles” de la Comisión Europea) es bastante “débil y frágil” (no por lo que cobran y por su número, si no por su pusilanimidad) Ante nuestras numerosas y bien alimentadas Administraciones, se agolpan multitud de grupos de presión para, así nos entendemos todos, “arrimar el ascua a su sardina”.

Uno de estos grupos, por citar uno, aunque los hay a decenas, es el “comité técnico” Consortium for Ultra Low Vehicle Emissions (CLOVE) que, por su comportamiento, parece que se la tienen “jurada” a los motores térmicos.

Si la Euro 7 sale adelante el tradicional catalizador de 3 vías será ya cosa del pasado y habrá que inventar (porque que yo sepa no está inventado) un "supercatalizador" que deberá reunir en su mágico interior un superfiltro de partículas, más un sistema de reducción con amoniaco (urea) más el actual catalizador de 3 vías…

lunes, 21 de junio de 2021

RECTIFICADO DE MOTOR, ¿QUÉ SIGNIFICA Y QUÉ CONLLEVA? (Parte II)

En la Parte I, se repasó que significa rectificar un motor a la par que se analizaba quien puede hacer este tipo de labor y las operaciones que conlleva así como las partes que son proclives a la rectificación: culata, asiento de culata, bloque motor: cilindros, camisas... 
En la Parte II, se amplía para analizar el proceso en cigüeñal y bancada, asiento de válvulas, árbol de levas. Además se repasan conceptos de qué puede ocurrir con el rectificado del motor. 
Cigüeñal y bancada: El cigüeñal de un motor agrícola suele estar fabricado en acero forjado. El cigüeñal está equilibrado estática y dinámicamente y de su perfecto estado depende el correcto funcionamiento del motor. Las fuerzas generadas por el giro del cigüeñal sobre sus apoyos (cojinetes) el continuo rozamiento a la par que el desequilibrio de fuerzas, provocan la aparición de ovalamiento entre apoyos y muñequilla.

La operación de rectificado del cigüeñal suele ser la sustitución de los propios cojinetes, mientras que en el cigüeñal, mediante desbaste con piedras abrasivas, se les confiere, de nuevo, forma circular perfecta a las muñequillas, siendo las medidas más comunes de rectificación de centésimas de milímetro: 0.25 a 0.50 mm; siendo ya raro llegar a 1 milímetro.

Además, la labor incluye también la alineación tanto de los alojamientos del cigüeñal como del equilibrado del sistema.

Rectificado de válvulas y asientos de válvula: Además de la ya comentada rectificación de la culata, se puede acometer el rectificado de asientos y guías de válvula.

Los desgastes entre vástago y guía de válvula son habituales (cuando el vástago sufre deformación es preferible optar por la sustitución) Con un mal asiento de válvula se produce un aumento de la temperatura; la válvula, al no apoyar su cabeza en el asiento, no llega a enfriar, además de perder compresión, pérdida de potencia, por escape de gases.

La rectificación de los asientos de válvula se consiguen mediante fresas que van limando material hasta dejarlo completamente liso, consiguiéndose de nuevo un acople perfectamente.

Árbol de levas: A semejanza de un “cigüeñal pequeño” las bancadas del árbol de levas pueden sufrir desgaste. El proceso de rectificado es similar al visto en el cigüeñal.

Bloques de aluminio: No es el caso de motores agrícolas, forestales, minería o transporte pesado, pero en turismos son populares los bloques de aluminio y en este caso no se rectifican directamente los cilindros puesto que las paredes de los mismos están recubiertas por películas micrométricas de materiales tipo teflón o molibdeno o incluso cerámica y diamante…

Válvulas en motor turboalimentado: ojo también en estos casos, puesto que las válvulas pueden llevar protección superficial extra y si se rectifican se elimina esa capa y las posibilidades de gripado son considerables

ALGUNAS CUESTIONES

Tras la rectificación, ¿las medidas del motor son las mismas?:  No, las medidas de un motor rectificado difieren de las originales ya que el proceso de rectificado implica, en algunos componentes, nuevas medidas También depende de si se trata de un motor con camisas húmedas o secas.

Al rectificar un motor, ¿se consigue mayor potencia?:

No, la operación de rectificado se debe independizar de aquellos retoques de motor para conseguir una mayor potencia. Con el rectificado del motor si se notará un motor más fino, menos humos. Lo que se puede conseguir es volver a las cifras de potencia similares a cuando el motor era nuevo, puesto que las fugas de estanqueidad se reducen. En ese sentido el usuario, si notará un aumento de potencia con respecto a la situación antes de rectificado.

¿Varía la cilindrada y la compresión de un motor rectificado?: No es el objeto del rectificado. Cuando se planifica el bloque y la culata, dependiendo de la planificación requerida se podrá usar una junta de sobremedida para que la compresión no varíe.

¿Se altera el tratamiento térmico de los aceros?: Puede alterarse; por ejemplo, el cigüeñal normalmente se ha fabricado por proceso de forjado con acero y un tratamiento térmico por cementación o carbonitruración. La dureza superficial tras un tratamiento térmico se reduce en la medida que se profundice durante el rectificado.

Cementación: Se calienta el material hasta una determinada temperatura durante unas 8 h en una atmósfera controlada con carbono que penetra, en el acero a razón aproximada de 0,1 mm por hora de tratamiento (por lo tanto la densidad de carbono será diferente desde la superficie hasta el núcleo; en realidad la capa rica en carbono no es mayor de 0,50-1 mm). Posteriormente se produce un revenido, enfriamiento brusco en aceite. La parte superficial queda endurecida en torno a los 250 kg/mm2, mientras que el núcleo, sin carbono mantiene sus características de resistencia pero sin aumentar la fragilidad superficial.

Si además el bloque motor es de camisas secas el problema suele ser mayor ya que se puede llegar a eliminar la capa endurecida (aleación de silicio, níquel…) que solo se puede crear en el propio proceso de fabricación (como mucho, y solo talleres muy especializados, serían capaces de dar un nitrurado o fosfatado para facilitar el ajuste.)

¿Esmerilar las válvulas es rectificar?: No, el proceso de esmerilado de válvulas es un proceso “sencillo” y recomendable a la vez que se hace un ajuste tanto de la distribución como de válvulas que con las horas van cogiendo holguras.

domingo, 13 de junio de 2021

ANÁLISIS DEL MERCADO EN LOS 5 PRIMEROS MESES 2021

Evolución ventas 5 primeros meses, periodo 2015-2021
Y como ya es tradición en mí, al finalizar mayo, hago un repaso de cómo van las ventas de tractores nuevos en España y hago una previsión de lo que será el año en curso.

La primera conclusión es que los 5 primeros meses han sido mejores que el 2020… ¡faltaría más! Recuérdese que en el 2020 (ver aquí) fueron meses “terroríficos” con el inicio de la pandemia y con el “miedo en el cuerpo” y con el estado de alarma.

Sin embargo, las cifras no son “para tirar cohetes” y si se comparan con años “normales” se ve que estamos en la misma línea: En 2019 se vendió de enero a mayo, ambos inclusive, 4928 tractores; en 2018 4033 y en 2017 fueron 4376 unidades. Bueno, pues en 2021 han sido 4354 tractores nuevos; es decir como 2017 y más bajo que 2019…

Así que de nuevo hay que admitir mi teoría, de la que llevo presumiendo varios años, ¡y no falla!, que nuestro mercado anual está rondando las 10.000 unidades.

Ventas Enero-Mayo 2021

Nota: Las cifras manejadas son de confección propia con los datos enviados por el fantástico trabajo que realiza el ROMA del Ministerio de Agricultura.

A las cifras que publica el ROMA como tractor, he eliminado, como hago habitualmente, aquellos vehículos que no son propiamente “tractor” y que son los vehículos como los John Deere Gator, XUV, HPX o los Kubota RTV. También he eliminado las manipuladoras telescópicas de los diferentes fabricantes (Kramer, Scorpion de Claas, Manitou...) y, por supuesto, no se contabilizan los ATV de Merlo y Linhay, los vehículos, quad, de Polaris, Quaddy, TGB, CF Moto…

EL ANÁLISIS

Por marcas: Es John Deere la marca más vendida, pero ojo que se queda en 879 unidades, lo que es un 20,2 % del mercado (el año pasado era por estas fechas un 25,6 % y en el 2019 un 25,1%)

Ventas por marcas. Enero-Mayo 2015-2021
La segunda marca es New Holland que consigue colocar en el mercado 764 tractores, lo cual le supone una penetración en el mercado del 17,5%, subiendo nada más y nada menos que 4,5 % de penetración.

La tercera marca es, y esto es una novedad, Deutz-Fahr. La marca del grupo SDF vende 321 tractores.

Por grupos: En esta clasificación, el grupo CNH desplaza de la primera posición a John Deere, pues sus tres marcas: New Holland, Case y Steyr, suman en total 1033 unidades, el 23,7 % del mercado, mientras que John Deere como ya se ha comentado solo vende 879 tractores.

El tercer grupo es AGCO con 614 tractores (267 de Fendt; 199 de Massey Ferguson y 148 de Valtra)

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domingo, 6 de junio de 2021

RECTIFICADO DE MOTOR, ¿QUÉ SIGNIFICA Y QUÉ CONLLEVA? (Parte I)

¿Sabes lo que significa rectificar un motor?
Propongo dos entregas que vendrán a aclarar conceptos: ¿Qué es rectificar un motor? ¿Cuándo debe hacerse? ¿Qué partes del motor se rectifican? 
Espero que sea del agrado del lector, para mí es casi de lectura obligada para todos aquellos que son apasionados de sus máquinas y les gusta la mecánica.
Yo no soy ningún entendido en la materia. Me refiero que me se "la letra" pero me falta "la música"; pero me apasiona el tema. Y debo reconocer que la pasión proviene de las charlas y clases magistrales con el profesional personal del laboratorio Agrotec de la UFSM 
 
¿QUÉ ES RECTIFICAR UN MOTOR?

Un motor, en sus respectivas piezas, está sometido a desgaste y deformaciones. El continuo rozamiento unido a las altas temperaturas y presiones, consiguen que el motor vaya perdiendo su eficacia inicial. Las zonas más sensibles son aquellas donde se juntan parámetros como fricción, temperatura y presión, es decir, pistones y cilindros, cojinetes de cigüeñal, uniones de bielas…

Transcurridas cierta cantidad de horas de utilización (aquí también entra en gran medida el mantenimiento realizado al equipo) el motor del tractor, cosechadora, vendimiadora… comienza a evidenciar pérdida de potencia, filtración de fluidos, humo por el escape, etc. Es el momento de plantearse si se procede a rectificar el motor.

Rectificar consiste en corregir aquellos desgastes y deformaciones naturales que aparecen en componentes del motor como los cilindros, bloque y culata, cigüeñal, etc.

Si el rectificado era práctica habitual hace unos años, hoy con la filosofía, más bien modo de vida, del “usar y tirar”, unido al precio de la mano de obra y a la casi extinción de auténticos profesionales, se está perdiendo.

¿Quién rectifica?: Hoy en día ya no es habitual rectificar motores en turismos. ¿Por qué?, pues en principio por la carestía del proceso y de la mano de obra en países como España; pero sobre todo porque en el binomio turismo-motor, la vida útil del vehículo suele ser inferior a la del propio motor.

La cosa cambia cuando hablamos de motores en vehículos pesados (transporte por carretera, maquinaria de obras públicas, forestales o agrícola) En estos casos la vida útil del vehículo suele ser superior a la del motor y las ocasiones de rectificado son más habituales.

¿Dónde?: La operación de rectificado se realiza en talleres especializados dedicados a este fin, equipados con máquinas herramientas capaces de lograr un acabado fino. Es decir, son máquinas de alta precisión; por ejemplo, la rectificadora de bloque, es una máquina herramienta capaz de realizar mecanizado por abrasión con una precisión dimensional mucho mayor que aquellas de arranque de viruta como la fresadora o el torno. En el caso de la rectificadora, las fresas son sustituidas por muelas abrasivas capaces de dejar un acabado superficial óptimo. Además estos talleres contarán con instrumental de medida de precisión como micrómetros y alexómetros.

RECTIFICANDO

Limpieza: En el rectificado se requiere una extraordinaria limpieza ya que se están tratando superficies en las que la menor imperfección alterará el comportamiento; así que la primera operación es limpiar bien el motor. Para ello se utiliza un lavado a conciencia, utilizando agentes desengrasantes y una temperatura cercana a los 90ºC

Culata: Si hay un componente sometido a gran temperatura y presión, quedando expuesta a importantes dilataciones y contracciones, es la culata. Las condiciones de trabajo de la culata provoca que sufra ciertas deformaciones y, en el peor de los casos, incluso grietas.

Las deformaciones terminan provocando que el plano de la culata quede alabeado. La solución consiste en rectificar el plano pero levantando el mínimo material para que no se acorte en demasía la altura que a la postre determina el volumen del cilindro y de la cámara de combustión; ¡si se elimina mucho material aumentaría la relación de compresión!

Bloque motor

Los bloques de motores diésel suelen estar realizados en fundición de hierro-acero al que se le dota con determinado tratamiento térmico. Los procesos de rectificado en el bloque se refieren tanto a la planimetría de asiento de culata como a los propios cilindros.

Asiento de culata: Al rectificar la culata también se debe rectificar la superficie del bloque donde asienta la culata. Las precauciones son las mismas que en el trabajo realizado en la culata ya que siempre queda la posibilidad de que las válvulas toquen los pistones, por lo que la operación es delicada y solo realizada con las máquinas más precisas y por profesionales que sepan lo que tienen entre manos. Se debe saber que es habitual que los fabricantes de motores especifiquen sus motores con distintos espesores de junta de culata para absorber los posibles rectificados (nunca más de 3 o 4)

Cilindros: El rectificado de cilindros es el proceso más generalizado dentro del bloque. Para entender por qué se hace, se debe entender que ocurre durante el funcionamiento normal del motor.

El pistón sube y baja por el cilindro, a unas velocidades lineales considerables además de con explosiones (calor y presión) que genera cambios constantes en las condiciones de utilización. La propia geometría de un motor, en el cual se debe pasar de un movimiento lineal a uno circular mediante el mecanismo “biela-manivela”, provoca que el “sube-baja” no sea totalmente vertical, si no con determinadas presiones diferenciales en alguna zona de la pared del cilindro. Esa presión diferencial, unida al natural desgaste que produce el rozamiento de los segmentos sobre los cilindros, van alterando paulatinamente su sección circular hacia una ovoide. Además, y a la par, los cilindros sufren cierta conicidad (entienda el lector que hablamos de desviaciones mínimas, no superiores a 0,15-0,20 mm, solo detectables con aparatos de medición de precisión como el alexómetro)

La deformación, desviación del cilindro original, que paulatinamente se va originando, en parte es absorbida por los segmentos, pero con el paso del tiempo va bajando su rendimiento y, llegado un punto, hay que rectificar.

La desviación producida se debe medir en todos los cilindros, y se actúa con la sobre-medida mayor detectada en todos ellos; esta actuación debe ser así para que se mantenga el equilibrio de todos los cilindros.

La operación se consigue mediante un esmerilado realizado por una bruñidora. Son máquinas que disponen de un eje giratorio al que se le dota de un material abrasivo. Se introduce, perfectamente centrada, en el cilindro y se utilizan varios abrasivos, de mayor a menor, terminando con unos cepillos de cerda que dejan un acabado superficial óptimo.

Posteriormente se deberán llevar los juegos de pistones y segmentos a las nuevas medidas tras la rectificación.

El número máximo de rectificados permitido por los fabricantes es de 3 o 4 con 0,2 mm por rectificado.

Encamisado: En motores con camisas húmeda (cilindro enfriado exteriormente por el agua del circuito de refrigeración) se pueden eliminar las desgastadas y montar nuevas. El procedimiento se realiza con prensas especializadas. También se sustituye el pistón

En los bloques de fundición de hierro hay también casos que en vez de rectificar las paredes de los mismos se instalan finas camisas secas.

Próxima semana:

Para la II Parte, continúa la descripción del proceso de rectificado en piezas clave como el cigüeñal y bancada, rectificado de válvulas y sus asientos, el árbol de levas.

También se deja para la II Parte, algunas cuestiones básicas que se deben entender como si tras el rectificado varían las medidas del motor (cilindrada), o si rectificar significa conseguir mayor potencia...

Bruñido de cilindros. Foto Rectificados Weil