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sábado, 10 de julio de 2021

LA INQUINA AL DIESEL Y SU FUTURO EN LAS MÁQUINAS AGRÍCOLAS

Valtra Biogas
¿SE MERECE EL DIESEL LA PERSECUCIÓN A LA QUE SE LE SOMETE?

¿Se merece el motor diésel el castigo, vía impuestos, que tanto desde la UE como desde EEUU se le está sometiendo?

Se le acusa de “contaminante” y de ahí la subida impositiva que solo gracias a los precios "relativamente bajos" del crudo no ahogan más a los castigados usuarios en general y agricultores en particular.

Lo más patético del caso es comprobar como algunos políticos, incultos en estas lides, realizan sus desafortunadas declaraciones, sin la más mínima noción de tecnología en motores, ni base científica que les ampare. Desgraciadamente ocurre así cada día, ahora por la preocupación por la salud de sus conciudadanos y su tasa de ingesta de carne, ahora por la contaminación que producen las vacas, ahora por los humos de los diésel... 

Particularmente, veo el 2015 como el comienzo de la última gran ofensiva contra el motor diésel. El hito lo marcó el escándalo de Volkswagen, allá en EEUU, el denominado dieselgate. Aquel escándalo hizo que los norteamericanos “montaron en cólera” castigando al diésel; los europeos, con menos personalidad que una veleta, les seguimos.

Pero la tormenta pasó y ahora es el momento en el que los técnicos deben hablar. Algunas Administraciones parecen entrar en razón escuchando a sus ingenieros; otros, que nos toca muy cerca, siguen hablando del “sexo de los ángeles”.

Los vecinos franceses y también alemanes parecen que se han decidido por dejar hablar a los técnicos. Por ejemplo, el Bundestag alemán, en mayo 2019, ya se refiere a lo absurdo y sin sentido que sería prohibir motores diésel E6, E5 e incluso E4 con emisiones menores a 270 mg NOx/km. Otro ejemplo a citar es el francés que está estudiando dar la máxima calificación ambiental a los motores diésel E5 y E6.

¡Ojo!: En un estudio publicado en abril del 2019 por el Institute Centre for Economic Studies, CESifo GmbH, se recoge que un Tesla Clase 3 es más contaminante que un moderno diésel Euro 6. Para el estudio se realizó una comparativa según el mix energético alemán y el análisis de las emisiones de CO2 en toda la vida útil de ambos coches.

Desnudando al moderno motor diésel

Quien hoy califique a un moderno motor diésel de “sucio”, ruidoso o lento, es que es un ignorante o un malvado mentiroso.

Hoy un motor diésel sigue siendo robusto, ideal para las aplicaciones en las que se le usa y que, sin perder esa característica, ha ido evolucionando desde la inyección indirecta a la electrónica y el common rail, desde la aspiración atmosférica hasta la turboalimentación y sus variantes, y todo ello aderezado con inyectores multipunto o la alteración de mapas motor desde el puesto de conducción. Una realidad que ha conseguido que apenas se reconozcan aquellos motores diésel “sucios”, lentos, ruidosos. Pero es que además se han unido las mejoras en los sistemas de postratamiento de gases de escape como la reducción catalítica selectiva (SCR), filtros de partículas (DPF), recirculación de gases de escape (EGR), catalizadores de oxidación (DOC)…

Otras entradas que pueden resultar interesante al lector:

Novedades en motores, reinventando el motor diésel (Parte I)

Novedades en motores, reinventando el motor diésel (Parte II)

Catalizador y filtro de partículas, sobrecoste necesario

John Deere, Tier IV y SCR

Objetivo, reducción de emisiones contaminantes

A mi vecino le han robado el catalizador

Motores que limpian el aire de las ciudades

No es ciencia ficción; hoy un motor cumpliendo la Euro 6, e incluso la Euro 5, puede actuar como aspirador de partículas (PM) en ciudades muy contaminadas. Los filtros de partículas (DPF) son capaces de reducir el nivel emitido por debajo del valor medio atmosférico en ciudades contaminadas como es el caso de algunas ciudades muy contaminadas como son aquellas que siguen usando el carbón como principal fuente energética para la generación de electricidad y calefacción.

Introducción de las sucesivas etapas de gases contaminantes en Agricultura:

Tier 1 (1996): introducción en el sector agrícola de las emisiones de gases contaminantes

Tier 2 (2002): reducción de partículas (PM) y óxidos de nitrógeno (NOx)

Tier 3 (2006): mayores requerimientos de control para los NOx

Tier 4A (2011): reducción más drástica de PM y NOx

Tier 4B (2014): controles más exhaustivos de las emisiones de NOx

Tier V (2019): enfoque tanto en la cantidad como en el volumen de partículas

Fendt e-100 eléctrico
DIÉSEL Y AGRICULTURA: HAY QUE LEER ALGO MÁS QUE LOS “TITULARES”

Las regulaciones de emisiones no son la única amenaza para el motor diésel, pero la realidad de hoy es que el robusto motor diésel es inherente a la actividad agrícola y, quede bien como titular o no, hoy aún no existen alternativas al gasóleo en la agricultura.

El error de legislar mirando los “votos”

La sociedad actual tiene a centrarse en “titulares” y no en el “núcleo de la noticia” y aunque es cierto que se está experimentando con combustibles como metano, hidrógeno, gas natural, electricidad… no pueden verse estos intentos, con la tecnología actual, como alternativas reales. Se investiga y se avanza, pero de momento los intentos solo son el camino que hay que recorrer para ver la viabilidad de los mismos.

Impacto de las emisiones: No conviene perder el factor de escala. Según Greenpeace España solo el 13 % de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) son achacables al transporte de mercancías. La FAO baja ese porcentaje al 10 %.

En cuanto a las emisiones de la actividad agrícola, su suma total en Europa es de 470 M de toneladas de CO2 sobre un total de 5000, y ¡solo sería achacable a los motores agrícolas menos del 1% del montante total!

Exceso de impuestos al gasóleo

La UE está castigando, vía impuestos, sobremanera al gasóleo, ¿por qué? Pienso que puede ser por la enorme necesidad de dinero que tienen las “agigantadas” Administraciones y también por un mal entendimiento de la “moda” de la acusación al motor diésel de contaminante, me refiero al “postureo” político para justificar una preocupación medioambiental. Asombra escuchar a políticos sin la más mínima noción de tecnología en motores, ni base científica que les ampare, hablar como si estuviesen defendiendo su propia tesis doctoral.

Evolución precios gasóleo A mayo 2020-julio 2021.
¡Un 27 % en 14 meses!
(Elaboración propia con datos Ministerio Transportes)

En varios países europeos, incluyendo a España, durante los últimos años se han ido reduciendo los impuestos de matriculación de los vehículos con motor diésel debido a sus menores emisiones de CO2; pero este hecho ha cambiado en los últimos 2-3 años y su gravamen se ha incrementado por encima de los que usan gasolina. Una forma de “recaudar más” a la par que subes a la “moda de la demonización” del diésel. Para más “bochorno” europeo es que la moda ni tan siquiera es original de nosotros si no que se ha copiado la “moda norteamericana”.

El resultado y lo preocupante es que la Administración se erige en juez acerca de cuál es la alternativa ganadora sin considerar que el futuro energético es totalmente incierto.

Por si alguien se lleva a engaño, afirmo que se debe invertir en reducir emisiones, pero con conocimiento de causa. La sensación que tengo, es que nuestros “gobernantes”, sin un aparente sustento tecnológico, marcan directrices hacia el vehículo eléctrico. ¿Realmente saben lo que eso significa? A ver si dentro de 25 o 30 años se descubre que el camino elegido no era tan “verde” como parecía.

Otros usuarios del gasóleo

No solo en la agricultura se usa el “diésel”, pero mientras que veo que se cuestiona el uso del gasóleo, y se “excomulga” a sus usuarios, en transporte pesado, autocares, tractores… no veo que se cuestione su uso en los grandes barcos.

Así que a veces esta paranoia da risa. Quien critica la compra de un motor diésel para un coche o un tractor debería saber la importancia del gasóleo en la flota mercante.

Transport&Environment: Un estudio publicado por esta agencia aclara que, por ejemplo, un buque carguero portacontenedores, de los que recorren constantemente nuestros mares y abastecen nuestros supermercados, quema 10000 toneladas de combustible en un viaje de ida y vuelta entre Asía y Europa. Pero es que hay 10000 buques cruzando los mares y océanos cada día… El resultado es que los 50 buques más grandes de la marina mercante mundial contaminan tanto como los 800 millones de automóviles del planeta… O que solamente los cruceros del Mediterráneo contaminan más, en términos de óxidos de azufre que todo el parque automovilístico europeo…¿Y si hablamos de flota pesquera, flota de guerra y de aviones?

Motor barco (Foto Man Diesel)

ELECTRICIDAD E HIBRIDACIÓN COMO ALTERNATIVA

Hay proyectos muy loables de estos tractores ya trabajando en aplicaciones concretas, municipales y/o ganaderas. Pero estos proyectos no significa que el camino esté ya marcado. Es cierto que los fabricantes han iniciado un rápido desarrollo de los vehículos híbridos y eléctricos pero se debe avanzar mucho en encontrar tecnología de baterías eficientes.

La “alternativa eléctrica” queda bien como titular pero no se debe estar ciego ante las contrapartidas.

De momento, la electricidad, solo es un “vector energético”; esto significa que una batería no es una fuente de energía si no un acumulador de energía.

Para valorar a un “vector energético” hay que analizar todo el ciclo, de principio a fin; o lo que es lo mismo, se debe considerar la emisión de CO2 producido en la fabricación de baterías y de motores eléctricos.

Antes de mandar ir en una dirección se deben explicar algunas cuestiones como: ¿Cuál es el camino para el reciclaje de las baterías? O ¿cuáles son las emisiones electromagnéticas de las baterías en situación de recarga? O ¿Cuál es el coste “energético”, huella de carbono, de fabricar un vehículo eléctrico? O peor aún, ¿se adivina que ocurrirá con el uso de los materiales “nuevos” del planeta, hay suficiente materia prima como se requiere, litio, cobalto, níquel… y que provienen, en gran medida, de países con derechos laborales a años luz de los preconizados por el mundo occidental? (Foto 6)

Disposición de Volvo Fe hybrid engine

De Cobalto: En la fabricación de un coche eléctrico (¡no digamos en un tractor eléctrico) se necesitan de 5 a 6 kg de cobalto para la fabricación del ánodo de las baterías de ión litio, que en gran medida proviene de la República Democrática del Congo con grandes tasas de trabajo infantil e inseguridad en el trabajo

A ver si al final la fabricación de una batería o su propio reciclaje se convierte en un auténtico desastre ecológico. Y ojo, donde recargamos el vehículo eléctrico, porque no queremos “centrales nucleares” pero quizá solo estamos promocionando el consumo eléctrico de las grandes empresas de generación y distribución de electricidad y que en gran medida proviene de fuentes “tan contaminantes” como la nuclear.

En resumen, que se debe analizar todo el ciclo de vida de un vehículo para pronunciarse si el vehículo eléctrico es o no menos contaminante que el térmico. Los legisladores se deberían dejar asesorar por expertos antes de ordenar ir a los fabricantes en una dirección. La legislación en base a “contextos emocionales” es un desastre probado, los experimentos en casa y con gaseosa.

Grupo electrógeno diésel para recargar vehículos eléctricos...

Ojo con los datos: Algunas fuentes como la Agencia de Medio Ambiente y Control de la Energía, ADEME, aseguran que la fabricación de baterías es tan contaminante que, en tasa de producción de CO2, un vehículo eléctrico deberá recorrer entre 60000 y 100000 km para empezar a ser menos productor de CO2 que un coche térmico; pero con el agravante de que un eléctrico emite todo el CO2 en “el primer kilómetro” de su vida.

CONCLUYENDO

Es cierto que en un motor térmico, la eficiencia energética (relación entre la energía contenida en el combustible y la energía mecánica ofrecida) no es superior al 25 % pues existen importantes pérdidas por el calor generado en la combustión.

También es cierto que en un motor eléctrico el rendimiento energético (relación entre la energía eléctrica absorbida y la energía mecánica ofrecida) los datos son superiores al 90 % pero ojo porque estos datos, una vez más, pueden ser engañosos y de nuevo hay que analizar la diferencia en todo su conjunto. Solo si somos capaces de ir incrementando las fuentes de energías renovables se puede afirmar que la electricidad produce sensiblemente menos CO2.

Y si la subida del gasóleo asusta, la de la electricidad,
en plena temporada de riegos, es una película de terror.

El motor de combustión interna en general y el diésel en particular, deben seguir desarrollándose. Una línea está claramente en la investigación de catalizadores y por supuesto que otra línea será la de incrementar los componentes de “hibridación”, electrificando el tractor para mover motores eléctricos de aperos, turbos para eliminar el retardo de respuesta, compresores de aire acondicionado… En verdad un mundo apasionante.

 By: Catalán Mogorrón, H.

jueves, 18 de abril de 2019

EL GASÓLEO POR LAS NUBES O LA INQUINA HACIA ESTE COMBUSTIBLE

¿POR QUÉ TANTOS IMPUESTOS?
Esta entrada en el blog Más que Máquinas es de esas que son esencialmente “personales”. Me refiero a que en ella expreso mi opinión. Y mi opinión en cuanto a la “sobrecarga” de impuestos que se han venido sucediendo en el gasóleo son especialmente auspiciadas por la enorme necesidad de dinero que tiene nuestra “mayorada” e ineficiente Administración.
El gasóleo “no está de moda” y para una Administración como la nuestra, siempre necesitada de más dinero sin pensar nunca en reducir su mastodóntico tamaño y sus insufribles “inercias”, viene como “anillo al dedo”, se acusa al motor diésel de contaminante y así se justifica el aumento de impuestos y encima se “queda bien” por su preocupación medioambiental.
Efectivamente mi visión de la Administración patria es desmoralizador: puestos duplicados, organismos e incluso ministerios repetidos, burocracia inútil. Instituciones ineficientes por su tamaño y por su duplicidad. Macroayuntamientos, diputaciones, comunidades autónomas, gobierno central, instituciones europeas… organismos, todos ellos, necesitados de más y más fondos para su inoperante y lenta burocracia.
O se reduce el aparato burocrático o resulta imposible seguir alimentándolo.
La necedad política: Me resulta difícil entender como un político, normalmente sin noción mínima de lo que está hablando cuando de tecnología se trata, sea capaz de disertar sobre ósmosis inversa (me refiero a la “lapidación” del plan hidrológico nacional) o energía nuclear (pienso en el plan de cierre de las centrales nucleares) o últimamente con las declaraciones desde el ministerio de Transición Ecológica  se diga que “el diésel tiene los días contados”.
Los bandazos políticos claman al cielo. ¿Cómo es posible que desde 2007 se haya reducido el impuesto de matriculación de los diésel por sus menores emisiones de CO2 y ahora se suban los impuestos del gasóleo para colocarlo incluso por encima de la gasolina?


DEMONIZACIÓN DEL DIÉSEL
Lo “mejor” de todo es que incluso la demonización al diésel en Europa y en España no es en absoluto “original”; sino que, una vez más, nos hemos dejado llevar por la corriente de moda norteamericana.
La realidad es que cuando en 2015 estalló el escándalo de VW en EEUU por trucar el software para parecer que se contaminaba menos los norteamericanos “montaron en cólera” y Europa, como siempre “a verlas venir” no quiso ser menos.
Pero ojo, porque “machacar” al diésel tiene consecuencias. España es una gran potencia en la fabricación de automóviles, y la mayoría de los que salen de las líneas de montaje que las principales marcas tienen en nuestro territorio lo hacen alimentados por gasóleo.
¿Cómo un fabricante puede entender que tras el enorme esfuerzo de desarrollo e inversor que ha hecho para reducir al mínimo el nivel de contaminación en los últimos 20 años ahora se le diga que su inversión y su trabajo no se amortiza?

EL DIESEL ES INSUSTITUIBLE DE MOMENTO EN AGRICULTURA
El motor diésel es un motor rotundamente robusto, ideal para motorizar máquinas agrícolas e industriales. 
Evolución: El motor diésel ha permitido la evolución de la agricultura. También el motor diésel ha evolucionado mucho. Desde aquellos primeros “semidiésel” que sustituyeron a la máquina de vapor la evolución ha sido constante y siempre mejorando el producto anterior. Las etapas de evolución bien se podrían encuadrar en la aparición entre motores de inyección indirecta, motores de inyección directa, motores turboalimentados, inyección electrónica, common rail. (Ver reinventando el motor diésel I, y reinventando el motor diésel II; Conociendo el common rail; El turbocompresor, la vieja novedad)
La evolución debida a la normativa de gases contaminantes: Los fabricantes para intentar cumplir con la normativa de gases contaminantes han ido introduciendo mejoras buscando una mayor eficiencia, bajando el consumo específico. Se ha alterando la relación de compresión, la presión de inyección, los inyectores multipunto.
Ha tocado “pensar”. Los fabricantes han diseñado sistemas de recirculación de gases de escape (EGR)  y así reducir el aire de admisión y suplir esa falta de aire con gases ya salidos de los cilindros. Se han colocado filtros de partículas (DPF) 
¡Son los hechos!: El motor diésel es más eficiente que el de gasolina, consume menos que el de gasolina y es un motor más duradero a la vez que necesita menos mantenimiento.
Los resultados asombran a cualquiera. Se puede dar el hecho de que ¡un autobús en fase Euro 6 circule por una ciudad muy contaminada y el aire de admisión del autobús esté más contaminado que el de escape!

¿GASÓLEO MÁS CONTAMINANTE QUE LA GASOLINA?
Los hechos vuelven a decir que no se puede afirmar tal cosa. Por supuesto existe controversia y decantarte por uno u otro dependerá de que parámetros se midan.

El diésel es más eficiente que la gasolina, pero también es cierto que para aquellos que no siguen el día a día de su evolución, mantengan la imagen tradicional de “motor sucio” debido al  “hollín” (partículas o carbonillas) que emitían. Pero los fabricantes han hecho sus deberes.
Las normas Euro 4, 5 y 6 garantizan que las partículas hayan desaparecido, el CO2 (gas responsable del efecto invernadero aunque no es dañino para la salud) emitido es inferior al que emite un gasolina y los óxidos de nitrógeno están a la par o ligeramente superior al que emite un motor de chispa de similar potencia y cilindrada debido a la adición del agente reductor (urea) para eliminarlos. Y por último las partículas quedan retenidas en los eficientes filtros DPF de los diésel.
¿Existen alternativas al diésel?: Además la realidad es que no existe alternativas, al menos no a corto y medio plazo. Así que la desaparición del diésel en las carreteras y hablando de turismos será a medio plazo. En cuanto al transporte pesado y la agricultura de momento es impensable. Las alternativas de la electricidad, las pilas de combustible, el gas natural… no son viables con la tecnología actual. (Ver "el tractor eléctrico")

viernes, 20 de mayo de 2016

GASÓLEO A, B. LA CONVIVENCIA DE LOS MOTORES “DE TODA LA VIDA” CON LOS NUEVOS COMMON RAIL: ALGUNO TIENE QUE PERDER


GASÓLEO A O B ¿EN REALIDAD HAY DIFERENCIAS?
Sin duda una de las entradas que más alegría me ha dado, y sin duda una de las que más éxito ha tenido ha sido aquella en la que comparaba las características de los gasóleos A y B para ver si se podían (digo “podían” no “debían”) usar de forma indistinta. 
En aquella entrada ya hablaba de los problemas que estaban teniendo los gasóleos “antiguos” (hasta el 31 diciembre 2011) en los motores modernos y los que tendrían los gasóleos “modernos” (sin apenas azufre) en los motores antiguos.
El que no esté al tanto le recomiendo que se lea de nuevo aquella entrada pues sigue siendo actual.

LO QUE DE VERDAD IMPORTA EN EL GASOIL COMO COMBUSTIBLE: VISCOSIDAD, FILTRACIÓN, CAPACIDAD DE IGNICIÓN…
Existe una serie de parámetros que fijan la calidad de un gasóleo y es que desde que nos pusimos a hablar del control de emisiones contaminantes e imponer la sucesivas etapas (Fase I, II, III...) el gasóleo no se ve ya como un factor externo al motor si no como un componente más del sistema para lograr los niveles permitidos por la legislación vigente.
Índice de cetano: Es el principal parámetro de calidad del gasóleo. El índice de cetano mide la capacidad de ignición del combustible diésel. Grosso modo” un gasóleo con índice de cetano adecuado y con el grado de filtración correcto puede usarse en cualquier motor diésel. A mayor nivel de cetano se realiza una ignición más rápida, se mejora el arranque en frío y se reducen las emisiones NOx (óxidos de nitrógeno)

No es lo mismo: Ojo que no es lo mismo el índice y el número cetano. El número se obtiene por ensayos en motores tipo. El índice es una estimación de ese número en base a unas propiedades (pero no “se mide”)
El gasóleo para tractor agrícola tiene un número de cetano entre 52 a 55. El gasóleo tiene un número de cetano bien por su naturaleza y su calidad en la elaboración pero también por la adicción de componentes (los denominados aditivos)
Viscosidad, densidad y contenido en azufre: El problema es más grave si el índice de viscosidad y su contenido en azufre no es el adecuado para el uso en un motor que no ha sido diseñado para esa especificación. La razón es que se está afectando a la capacidad lubricante del gasóleo y esto a la postre repercute en la vida útil del motor.
La viscosidad y la densidad son parámetros relevantes en el control de inyección porque dicho control es vía volumen por lo que no es lo mismo tener una densidad u otra. En Europa los gasóleos tienen una densidad entorno a los 830 kg/m3
Contenido en azufre: En los últimos años se ha ido reduciendo, porque la ley obliga a ello, el contenido en azufre de los gasóleos, dejando desde el 1 de enero 2012 el contenido de azufre en meramente testimonial (10 partes por millón, ppm que son 10 mg de azufre por kg de combustible)
El azufre es un elemento presente en el petróleo, que se mantiene en el gasóleo tras el refinado. Pero ojo porque con el azufre hay que tener cuidado ya que si bien es cierto que se trata de un elemento que aporta excepcionales capacidades lubricantes al gasóleo también es cierto que en gran cantidad puede provocar corrosión en el motor.
Así que también a "grosso modo" se puede decir que el azufre es "muy conveniente" para algunos sistemas de inyección (bombas rotativas y lineales de los tractores previos a 1995) pero es "inconveniente" para otros componentes del motor una vez que reacciona en la combustión.
Pero el problema del azufre no es "mecánico" si no que lamentablemente en el proceso de combustión origina unos componentes tóxicos para el ser humano y también responsable de la lluvia ácida cuando se emite a la atmósfera en forma de óxidos.
Motor de "siempre" con el nuevo motor "Common rail" y DPF: No todo acaba aquí. Desgraciadamente el problema es aún más complejo pues ese azufre que decía beneficioso para las antiguas bombas inyectoras es "veneno" para los tractores con filtro de partículas diesel (DPF) Así que si a un vehículo con DPF, se le suministra gasóleo con azufre... la estamos liando.

LOS ADITIVOS
El azufre es bueno por su capacidad lubricante, pero no se puede poner porque lo marca la ley. Bueno pues la solución a este problema está en que habrá que recurrir a algún componente o aditivo que garantice la lubricación del sistema de inyección sin que genere los inconvenientes enumerados para el azufre.
¿Todas las gasolineras tienen el mismo gasóleo?La Unión Europea en su Directiva 98/70 / CE (modificada) así como la EN590 establece los parámetros legales del diésel. Los surtidores en todas las estaciones de servicio deberán mostrar una marca para confirmar el combustible es entregado cumple con EN590.
Considero que la mayoría de usuarios, automovilistas, camioneros, agricultores…, conocen, que en realidad todos los distribuidores de combustible se sirven del mismo material base el cual ha tenido el mismo proceso de refino.
Entonces ¿cual es el argumento de "calidad" para el gasóleo de cada cual? Resulta evidente que este argumento pasa por decir que cada marca llevan tales o cuales “aditivos” o incluso que sus aditivos son mejores que los de otros. Además el argumento es verdadero porque así es.
Las grandes distribuidoras usan el poder de los aditivos para intentar destacar su combustible frente a otros y además el nivel de secreto profesional que hay en la operación es máximo. Los aditivos son componentes por lo general bastante caros y los hay para mejorar la lubricación, o conferirle capacidad detergente, o reducir el hollín de la combustión, o bajar el punto de solidificación….

ADULTERACIÓN DE GASÓLEOS: LOS ENORMES DAÑOS QUE OCASIONAN “LOS PIRATAS”
Recordará el lector, y seguro que muchos lo han sufrido, como cuando se inicia la comercialización de los nuevos motores con sistemas common rail, inyección multipunto, etc había graves problemas con el gasóleo porque este no estaba diseñado para las exigencias de los nuevos motores. Aquellos gasóleos eran más propios de los motores más antiguos que prácticamente lo “quemaban todo” sin problemas pero los motores “nuevos” son mucho más vulnerables a la calidad del gasóleo.
Es cierto que actualmente la calidad de los gasóleos ha subido mucho y los motores modernos “finos” no tienen problemas frecuentes. Pero si que es cierto que de vez en cuando están apareciendo partidas de gasóleo en mal estado porque ha sido adulterado, a veces incluso “por la nariz” nos llega el tufillo del gasóleo que nos han colocado.
Las averías no son pocas ni baratas pues se puede tener desde una merma de prestaciones o bien un aumento de humos momentáneo hasta síntomas más “caros” como daños en el sistema EGR o el filtro de partículas (DPF) o incluso llegar a gripar la bomba de alta presión o deteriorar, hasta que haya que sustituirlos, los inyectores o electroválvulas.
Los “piratas” también existen y en este sector quizá más. No es extraño encontrar noticias de detenidos por hacer trampas con el gasoil y son trampas tan ocurrentes como comprar gasóleo B y se le elimina el color rojo para venderlo como A (amarillo-verdoso) o incluso se puede optar por “engordar” el gasóleo añadiendo aceites, ¡agua! u otros hidrocarburos de bajo nivel.
Proceso de refino
Ojo también a los sistemas de almacenaje que tenemos en nuestras naves. Es a veces allí donde se deteriora mucho el gasoil ya sea por tener malas condiciones de limpieza, polvo o por estar excesivamente tiempo almacenado y en condiciones de humedad.

domingo, 7 de abril de 2013

CATALIZADOR Y FILTRO DE PARTÍCULAS: SOBRECOSTE NECESARIO

Presente y pasado: T7070 & Fiat 640 (web New Holland)
Reducciones espectaculares
Sólo 20 años (de 1990 a 2010) pero una diferencial abismal en el nivel de emisiones. Hoy, un vehículo Euro4 emite un 98 % menos de partículas de hollín, un 80% menos en monóxido de carbono (CO) y otro 85% menos en óxidos de nitrógeno (NOx) y similar la proporción de bajada en hidrocarburos libres (HC)
Pero no se ha acabado. La Euro 5 implica utilizar catalizadores más eficientes y diseños de motores aun más optimizados.
Los tractores, igual que coches y camiones, están obligados a cumplir, casi (pues en el caso de tractores no se llegará a la Euro 6), las mismas normas anticontaminación aunque con plazos diferentes.
Catalizador
Pero “nada es gratis” y hablando con algunos fabricantes han estimado que un tractor cumpliendo la Euro 4 frente a un Euro 2 se ha podido encarecer “el mismo producto” unos 4000-5000 €
Sí con las normativas Euro 3 y Euro 4 algunos fabricantes optaron por sistemas EGR otros optaron por el SCR. Para la Euro 5 todos coinciden que los sistemas serán mixtos mezclando tecnologías EGR con la SCR. En la actualidad los fabricantes, en general, han optado por EGR para potencias pequeñas y medias (hasta 115 CV) y por SCR para potencias medias y grandes (a partir de 120 CV)

Comparativa contaminante Tier I vs Tier IV

EGR, SCR Y EGR+SCR
Me baso en entradas anteriores para recordar ambos sistemas:
Resumen del EGR: Los gases quemados, en gran medida, se vuelven a meter en el motor. La proporción de gases quemados se recirculan y tras pasarlos por unos filtros se enfrían con agua en un radiador o intercooler, dos es variable en función de la contaminación instantánea
Resumen del SCR: Se adiciona urea, unos 2 litros de urea a 0,7 €/litro cada 100 de gasoil,
Intentar no adicionar urea y adicionar, por ejemplo, urea rebajada con agua, es contraproducente pues la oxidación del sistema significa averías muy costosas. Otros optan por reprogramar la centralita para disminuir las inyecciones de urea pero ojo si se estropea el catalizador nos van a temblar todos los dientes. Así que consejo: seguir las recomendaciones de los fabricantes y dejar los “inventos” para otra ocasión.

GASES PRODUCIDOS
Cuando en el interior de los cilindros de un motor se quema la mezcla aire combustible se generan unos gases que en algunos casos son inocuos y otros nocivos. Son inocuos el Nitrógeno (N2) que forma parte, en un 80% de proporción, del aire atmosférico; O el vapor de agua (H2O); O el anhídrido carbónico (CO2) que si bien es inocuo y necesario en la atmósfera para mantener el equilibrio de gases no significa que algunos países, los alemanes son especialmente beligerantes contra este gas, le declaren la “guerra” por considerar que el CO2 es tan contaminante como el que más por su efecto invernadero.
Los gases nocivos dependen de la composición de la mezcla (ver factor lambda); Si el motor funciona con mezcla rica (mucho combustible en relación con la cantidad de aire) aparecen hidrocarburos sin quemar (HC). Si es con mezcla pobre (poco combustible) se generan óxidos de nitrógeno (NOx)
Los nuevos motores, regulados electrónicamente, funcionan en cada momento intentando reducir los gases nocivos al mínimo, vigilando, de forma continua, la relación aire/combustible (relación estequiométrica)

Factor lambda (λ)
Designa la proporción aire / combustible (en peso) en forma de mezcla que entra al cilindro de un motor de ciclo Otto, comparada con la proporción estequiométrica de la mezcla ideal que es considerada a la proporción 14,7/1. Justo a la relación estequiométrica 14,7/1 se le da factor lambda = 1.
Ejemplo de cálculo del factor lamba: Imagine el lector que se tiene un motor que usa una mezcla aire combustible de 15/1; Su factor lambda sería 15/14,7 = 1,02 > 1 es decir se trata de un motor que funciona con mezcla pobre (entra más aire del necesario)
Un motor que funcione con mezcla pobre reduce el consumo y por consiguiente los contaminantes de HC y CO; A cambio, ¡no hay nada gratis!, perderá par y potencia.
El factor lambda se mide mediante un sensor que se denomina sonda lambda que mide la concentración de oxígeno residual. La medición se manda a la Unidad de Control de inyección que varía de forma continua la cantidad de combustible inyectado.

CATALIZADOR
Una óptima inyección con un factor lambda óptimo no es suficiente. Hay que seguir atacando a los gases contaminantes que ya se han producido en la combustión. Por eso la siguiente etapa es disponer de un catalizador.
¿Cómo funciona? El catalizador reduce la contaminación de los gases de escape mediante catálisis. Se coloca en el tubo de escape, cerca del motor, ya que ahí los gases mantienen una temperatura elevada que es una circunstancia indispensable para que el catalizador funcione correctamente (se necesita una ventana de temperatura entre los 400 y los 700 ºC)
Exteriormente el catalizador es un recipiente de acero inoxidable, frecuentemente provisto de una carcasa-pantalla metálica antitérmica, deseable también de inoxidable porque si no en 3 meses el tractor nuevo presentará una visión lamentable (¡el detalle importa!)
Interiormente el catalizador posee un soporte cerámico con una estructura en forma de panal de múltiples celdillas (la densidad de celdillas alcanza las 100 por cm2); La superficie se impregna con una resina o sustancia con polvo de elementos nobles metálicos (Platino y Paladio para oxidar y Rodio para reducir). Los metales preciosos actúan como elementos catalizadores (un catalizador acelera las reacciones químicas entre otras sustancias aunque ellos no participan en las reacciones)
Celdillas catalizador (de Wikipedia)
Aunque no siempre lo hace, el catalizador siempre debe funcionar en combinación con la sonda lambda y la Unidad de Control del motor y así regular la entrada del combustible (de nuevo el detalle importa). Si hay exceso de combustible se generan CO, pero que queda atrapado en el catalizador, la sonda detecta el exceso y empobrece la mezcla, entonces se genera NOx que reacciona con el CO anterior para producir CO2, H2O, N2 y O2.
Doble y triple vía: Se tratan de diferentes tecnologías en la construcción del catalizador. En uno de doble vía, es el más usado en motores diesel, ocurren dos reacciones simultáneas: se oxida el CO pasando a CO2; Y se oxidan los hidrocarburos (HC) que no se han quemado produciendo dióxido de carbono y agua (CO2 + H2O) Los NOx son incompatibles con el metal noble así que queda la opción de la recirculación (EGR)
Catalizador y sondas
En un catalizador de triple vía, el más usado en los motores de gasolina por tener una proporción de NOx menor que en los diesel, ocurren 3 reacciones simultáneas, además de las 2 oxidaciones anteriores, ahora se produce una reducción de los NOx para formar oxígeno (O2) y nitrógeno molecular (N2)
Pero un catalizador es caro. Su construcción con inoxidable y cerámica, la introducción de metales nobles, presagian un alto coste. Su avería o rotura nos dará un gran dolor de cabeza, pero hoy se puede garantizar que un catalizador de un vehículo de primera línea alcance los 150.000 km (eso son unas 6000 h en tractores)

FILTRO DE PARTÍCULAS 
La fama de “sucios” de los motores diésel viene dada por los humos negros de escape que a su vez se deben a la incompleta combustión del gasóleo que deja en el aire partículas de hollín que si bien con técnicas como la inyección directa, inyectores multiorificio, common rail, se han reducido mucho, todavía son necesarios con la normativa Euro 4 y posteriores los llamados filtros de partículas diésel (FPD)
El FPD (o FAP o DPF según sus siglas francesas o inglesas) se coloca entre el catalizador y el silencioso final; Su función es quemar las partículas de hollín causantes del humo negro de los motores diésel.


EL FUTURO
Las futuras reducciones sólo podrán venir por mejoras de combustible (las recientes normativas de gasóleo sin azufre y gasolina sin plomo sólo es el inicio); Se deberá estudiar cambios de combustible (biocombustibles, gas natural, hidrógeno, etc.) o bien optar por motorizaciones híbridas y motores más pequeños. Es decir habrá que quemar aún mejor a la vez que quemar menos con motores diésel de una nueva generación con turbos más eficientes, filtros de partículas y catalizadores SCR además de EGR

Ampliando:
Manual de la técnica del automóvil BOSCH ISBN 3-934584-82-9
EGR&SCR según potencias

miércoles, 12 de septiembre de 2012

ACEITE MOTOR PARA SU TRACTOR: LA MEJOR ELECCIÓN

Llegar a la longevidad exige usar un buen aceite
ALGUNOS NÚMEROS
¿Impresiona saber que para que un tractor haga 100 horas de trabajo, el motor habrá realizado, de media, de ¡10 a 12 millones de combustiones!?
Otra cifra no menos llamativa: para combustionar 1 L de gasóleo se necesitan unos 10.000 L de aire, tras la combustión se formará, aproximadamente, 1 L de vapor de agua.
Con cifras tan “bárbaras” se entiende que sin un buen lubricante poco se puede hacer, por muy buenas que sean las especificaciones de nuestro motor o de nuestra transmisión.

¿QUÉ SE LE DEBE EXIGIR A UN LUBRICANTE?
Un buen lubricante no sólo lubrica, hace mucho más:

  • Lubricar: El aceite se encarga de que las piezas “móviles” se mantengan separadas y no se toquen de forma directa. Al colocar una superficie metálica, aunque esté muy bien pulida, bajo un microscopio, se verá que en realidad dicha superficie es rugosa y que contiene altos picos y profundos valles. Si esas superficies con “picos” y “valles” estuviesen rozando a alta velocidad y chocando una contra la otra el calentamiento y “gripaje” sería sumamente rápido
  • Refrigerar: Con independencia de otros sistemas de refrigeración (circuito de refrigeración: agua, aire, mixto) el calor generado en los pistones durante la combustión es transferido a las camisas del cilindro por medio de la capa lubricante que allí se encuentra. El aceite necesita resistir temperaturas extremas y aun así mantener su viscosidad
  • Estanqueidad: Para una buena compresión el aceite se encarga de “cerrar” las fugas entre pistón y la camisa del cilindro (los segmentos del pistón necesitan la ayuda del aceite)
  • Limpieza y protección: En el proceso de combustión se producen “desechos” como carbonilla, o residuos de aceite oxidado. El aceite se debe encargar de evitar que esos residuos formen capas o depósitos
  • Antioxidación: Un buen aceite debe evitar que las piezas del motor sufran corrosiones. Si el vapor llegara a condensarse los daños en el motor serían grandes. Téngase en cuenta que la oxidación es directamente proporcional a la temperatura, es decir, cuanto más alta es la temperatura más rápido se produce la oxidación.
CLASIFICACION DE LOS ACEITES LUBRICANTES POR SU ORIGEN
Existen muchas clasificaciones de los aceites, por el estándar que cumplen, por el método de ensayo, por el tipo de ingenio mecánico que protegen (motor, transmisión….). Veamos con La clasificación más “popular” es aquella que lo hace en función de su origen:
Convencionales o Minerales: Son aceites obtenidos, en las refinerías a partir del petróleo bruto en las torres de destilación
Sintéticos: No tienen su origen directo en el petróleo, sino que son creados de subproductos petrolíferos combinados y preparados en laboratorio
Semisintéticos: Son aceites “mezcla” de los anteriores. Lo normal son composiciones del 70-80% de mineral y resto de sintético
Ventajas e inconvenientes de unos y otros:
Precio: El aceite sintético, como tiene una elaboración más compleja, es más caro que el mineral
Duración: Un aceite mineral dura, por lo general, la mitad que uno sintético
Popularidad: En el orden de uso el aceite mineral es el más usado, con diferencia, frente a los sintéticos aunque con la entrada de los motores de “alta especificación” (motores turboalimentados, con common rail y cumpliendo la normativa Fase III y IV) se les está exigiendo aceites de mayor calidad, por lo que se está incrementando la venta de aceites sintéticos en detrimento de los minerales
Estabilidad térmica: Un aceite sintético soporta mayor temperatura sin degradarse ni oxidarse, esto es especialmente útil en los motores Tier III y IV que trabajan con altas temperaturas y con turbo
Desempeño a bajas temperaturas: Los aceites sintéticos fluyen mejor a baja temperatura, mejorando el arranque del motor en clima frío
Consumo de aceite: los aceites sintéticos tienen una menor volatilidad lo que se traduce en menor consumo de aceite en el motor

 CLASIFICACIONES INTERNACIONALES
Existen numerosas normas que clasifican los aceites en función de una u otra característica o desempeño. Algunas de las más conocidas son la de la SAE (Society of Automotive Engineers) o la API (American Petroleum Institute) representa el estándar americano o la ACEA (European Automobile Manufacturers´ Association), pero existen muchas otras, incluso los fabricantes importantes tienen o pueden tener sus propias clasificaciones.
SAE: Estándar europeo
La SAE solamente clasifica los aceites de acuerdo con su viscosidad. El índice SAE indica como es el flujo del aceite a determinadas temperaturas (es decir, determina su viscosidad). Por consiguiente el índice SAE no denota calidad, tampoco su nivel de aditivos o su aplicación para un determinado servicio. Los grados de viscosidad SAE queda recogidos en la norma SAE J300.
Una división importante que hace la norma SAE es la de:
Monogrados: Están diseñados para trabajar en una temperatura específica. Actualmente no son comunes en vehículos pero si que se siguen usando en equipos no móviles que tienen funcionamiento uniforme (por ejemplo un grupo electrógeno). En total se establecen en la norma 8 marcajes diferentes correspondiendo a 8 viscosidades diferentes (SAE 30, SAE 40...)
Multigrados: Son apropiados para trabajar en un rango amplio de temperaturas. Se forman con la adición a un aceite base de baja viscosidad los “aditivos” que evitan que, con el incremento de la temperatura, el aceite pierda viscosidad. El marcaje comercial se realiza con un primer número que indica las propiedades en frío, la W (del inglés winter) que, si está, indica que es apto para temperaturas bajo 0 ºC, y un segundo número que representa su adecuación a altas temperaturas.
En total se establecen 6 marcajes diferentes (SAE 15W 40, SAE 20W 50…) Cuanto más pequeño es el primer número indica mejor adecuación a temperaturas frías, mientras que cuanto mayor es el 2º número mejor adecuación a las temperaturas altas.
Un mayor índice de viscosidad indica mejor comportamiento a mayor temperatura, esto se traduce en menor desgaste motor y menor consumo de aceite. Una menor viscosidad a baja temperatura indica que el motor arranca mejor y consume menos combustible a baja temperatura (durante el calentamiento)
Un ejemplo, un aceite 10W40: el 10W indica lo que aguanta en invierno. El número 10 representa un mejor comportamiento en invierno que si un 20W, es decir que un 10 W se degrada menos en invierno que un 20. Por otro, el segundo número, el 40, indica la capacidad de aguante en verano, cuanto mayor sea este número mejor comportamiento y aguante presenta el aceite a altas temperaturas.
API: estándar americano
La clasificación API es el sistema más empleado en la actualidad. Dentro de la API existen 3 clasificaciones:
API Gasolina: Los rangos comienzan por S (spark o chispa) acompañados de una letra (A, B, C… L), es decir el marcaje queda como SA, SB, SC, SD, SF, SG, SH, SJ, SL, SM quedando así ordenadas de menor a mayor calidad
API Diesel: Los rangos comienzan por C (compression) y son CA, CB, CC, CD, CE, DF4, CG4, CH4, CJ (de menor a mayor calidad). En realidad ya no se verán aceites con la clasificación CA o CB e incluso será raro ver un CC (motores diesel antiguos). Lo habitual será ver aceites CD (motor diesel de uso intensivo, sobrealimentado); CE (motores diesel sobrealimentados y gran potencia); CF4 (iguales motores que los anteriores pero además con mejores propiedades antioxidación); CG4 (motores adaptados a las normas de emisión de 1994); y CH (motores adaptados a las normas contaminantes de 1999); CJ el último rango emitido en 2006
API Transmisión: Los rangos están marcados con las letras GL y un número, GL1, GL2, GL3, GL4, GL5 (de menor a mayor calidad). Por ejemplo una especificación GL4 es para una transmisión con engranajes helicoidales, y aptos para cajas con engranajes con velocidad recudida y gran par o bien velocidad de rotación elevada y par bajo.
La clasificación API resulta muy útil para analizar la calidad o adecuación de un aceite para una determinada función. Por ejemplo, si al tomar una lata de aceite se observa el marcaje SJ CD, significa que en motor de gasolina el comportamiento del aceite es óptimo, pero que el rendimiento en un motor diésel sólo es moderado.
Los aceites de mayor calidad o más recientes como el SJ pueden ser utilizados en vehículos viejos con especificaciones de aceite inferiores, pero por ningún motivo se deberá utilizar una aceite de calidad inferior al especificado por el fabricante del motor.
ACEA (antigua CCMC)
La ACEA se crea en 1996 aunque proviene de la CCMC (Comité de Constructores del Mercado Común). Es una norma europea que en España no está demasiado extendida (aunque mi voto es que seguro en el futuro inmediato se convertirá en norma obligatoria)
La norma ACEA refleja la clasificación API pero añadiéndole algunas exigencias. La ACEA establece las categorías según el tipo de motor. Las categorías se identifican con una letra seguida de un número (del 1 al 5 que indica, en orden creciente, el nivel de calidad del aceite), a continuación se coloca el año en que se publicó la norma (con las 2 últimas cifras). Las 4 series establecidas son:
A: para motores de gasolina (A1, A2, A3, A4, A5)
B: motores diesel “ligeros” (B1 a B5)
C: motores que cumplen la normativa Fase IV. La serie C sólo tiene 3 niveles, C1, C2 y C3
La serie C aparece por la necesidad de cumplir con la norma Fase o Euro IV. La solución a la exigente Fase IV pasa por disponer de filtros activos de partículas (FAP o DPF). Los vehículos que incorporan dispositivos como los filtros de partículas, independientemente, de ser gasolina o diésel, necesitan utilizar un aceite específico (el usuario que no lo haga así que prepare dinero para pagar las averías enormemente costosas que se le acarrearán)
E: motores diésel de servicio pesado (E1 a E5)
En todas las series la categoría 5 es la de los aceites de última generación. Un C5 significa un aceite que podrá alargar los periodos de cambio o sustitución del mismo. Además un C5 denota ser el mejor aceite posible para reducir los desgastes del motor.
Un ejemplo, un aceite E5 04 es un aceite recomendado para un vehículo “pesado”, obras públicas, camión, tractor, etc, y se trata de un aceite de última generación y como consecuencia será un aceite emisor de la menor cantidad de contaminantes. Además el dígito 04 indica que la norma donde se fija la especificación de dicho aceite es el año 2004.
Hago notar que el último año de cada categoría sustituye a la de años anteriores. Por ejemplo si en un motor se recomienda aceite B5 98 se podría usar un B5-02


Para leer el artículo completo consultar el número de Agricultura del mes de Julio-Agosto 2012