El gas GLP como combustible alternativo en automoción

En este nuevo post os comentamos que es el GLP y cómo funciona un automóvil que incorpore este sistema (LPG, GPL, según mercados). También mostramos distintas tecnologías de adaptaciones según las diferentes motorizaciones de los vehículos.

¿QUÉ ES EL GLP?

El Gas Licuado del Petróleo (GLP) está compuesto por una mezcla de hidrocarburos (propano, butano, propileno, etc.) que se encuentra en estado gaseoso a presión atmosférica. También se llama Autogas. No es GNC (Gas Natural Comprimido). Se almacena licuado a una presión moderada (3-10 bares) a temperatura ambiente. Esta baja presión permite poder almacenar y transportar el GLP en bombonas de acero ligeras.

Contribuye a mejorar la calidad del aire en entornos urbanos. Las Emisiones  de gases de efecto invernadero (CO2), son más reducidas.

El GLP es el carburante alternativo más utilizado en el mundo.

Buque de carga transportando GLP

Más de 15 millones de vehículos usan GLP en el mundo, de ellos 8 millones circulan por Europa. Utilizable en motores de explosión de turismos, furgonetas, autobuses, carretillas elevadoras, y embarcaciones de pesca y recreo.

El GLP se encuentra en yacimientos naturales 

(junto al petróleo y gas natural) y se obtiene como producto de desecho al refinar el petróleo para la obtención de la gasolina.

GLP extracción y procesamiento

COMPARATIVA DEL GLP CON OTROS COMBUSTIBLES

Las características principales de los combustibles son:

- Poder calorífico. A un mayor poder calorífico de un combustible le corresponde un menor consumo de carburante.

- Masa volumétrica (densidad). Para tener una combustión regular, es necesario asegurar una correcta relación entre las masas de aire y de combustible; por tanto es oportuno que la masa volumétrica sea lo más constante posible para cada tipo de combustible. Los órganos que regulan la alimentación del motor están concebidos de acuerdo con el volumen y no la masa del combustible.

- Dosificación (relación estequiométrica). La dosificación se define estequiométrica cuando el aire y el combustible se encuentran en los porcentajes exactos para provocar una reacción de combustión completa.

Tabla de características del GLP

En un motor de ciclo Otto es muy importante la volatilidad del combustible y su resistencia a la detonación. En cambio, en un motor de ciclo Diesel se requiere una fácil ignición, ya que la combustión es espontánea.

La relación estequiométrica aire/GLP es de 15,63:1 mientras que la relación estequiométrica aire/gasolina es de14,7:1; esto significa que con la misma cilindrada y por tanto, con la misma cantidad de aire admitido, con el GLP se quema menos combustible y determina una leve disminución en términos de potencia y par máximo.

Otra característica es el mayor poder calorífico que tiene el GLP respecto a la gasolina que en definitiva compensa las pérdidas de prestaciones.

 Las emisiones de CO₂ son extremadamente bajas con una reducción entre el 10 y 20% respecto a los equipados con gasolina.

La reducción de emisiones de NOx óxidos de nitrógeno alcanza aproximadamente el 70%.

FUNCIONAMIENTO DEL GLP

Los vehículos GLP/gasolina se caracterizan por dos sistemas de alimentación, uno para el funcionamiento con gasolina y otro para el funcionamiento con GLP.

También es viable la utilización de GLP en motores Diesel, pero en este caso es en mezcla proporcional con gasoil que no suele superar el 30%. Esta tecnología está mas orientada hacia el vehículo industrial.

Los automóviles a GLP han sido concevidos para funcionar normalmente a GLP, por tanto, despues de ponerlo en marcha, (que siempre arranca en gasolina), si el usuario no ha realizado ninguna selección determinada, el sistema siempre cambia automáticamente a funcionamiento con GLP.

El usuario puede seleccionar en cualquier momento la modalidad de funcionamiento con gasolina o con GLP, accionando un pulsador situado en el salpicadero.

La presión en el depósito es de unos 8 bares en estado líquido, cuando llenamos el depósito, si está vacío, entra en estado gaseoso y al llegar a la presión de unos 8 bares  se transforma en líquido.

El GLP es muy sensible a la temperatura, aumenta su volumen en función de esta (0,25%) por grado, por tanto, el depósito cuenta con una válvula  que controla el llenado máximo del depósito al 80%, para que siempre haya un margen de dilatación.

La presión en rampa de los inyectores a gas es de aproximadamente 1 bar superior a la presión en el colector de admisión. La presión la regulamos con una electroválvula y un reductor de 1 ó 2 etapas.

El sistema de inyección está pilotado mediante una unidad de control.

Componentes del sistema

Siempre tenemos que arrancar en gasolina, para hacer un precalentamiento del motor. El GLP es muy sensible a la temperatura. En el panel de instrumentos se incorpora un indicador que nos avisa del funcionamiento a GLP o gasolina.

NUEVOS SISTEMAS DE GLP

En los sistemas anteriores siempre partimos de una inyección gaseosa en el colector de admisión.

Los nuevos sistemas son de inyección del GLP en fase líquida tanto para motores gasolina con tecnología de inyección indirecta como en los actuales de inyección directa.

El uso del GLP en fase líquida reduce la temperatura de los gases de combustión permitiendo una especie de efecto intercooler que consigue un mayor rendimiento y eficiencia en el funcionamiento de los motores de combustión.

Los rendimientos son equivalentes a los obtenidos con gasolina, esto asemeja el funcionamiento del motor a las características y valores para los cuales fue diseñado inicialmente e incluso supera algunos modelos originales.

Gráfica comparativa de rendimientos GLP /Gasolina

Las ventajas son:

- Permite una regulación más precisa de la mezcla.

- Mínima cantidad de mezcla explosiva en el colector de admisión.

- La variación de la composición del GLP no afecta tanto en el rendimiento como en sistemas gaseosos.

- Se consigue una reducción significativa de partículas en suspensión.

- No utiliza el sistema de refrigeración del vehículo, por lo que la transformación no es agresiva para este.

- Se consiguen reducciones del nivel de ruido.

El siguiente sistema  consiste en la adaptación del sistema de inyección líquida para vehículos de inyección directa.

El GLP se mantiene  en estado líquido durante todo el proceso, sin embargo el GLP se introduce en los cilindros a través de los propios inyectores de gasolina estándar, reduciendo así la temperatura de los gases de combustión.

El corazón de éste sistema está constituido por la “Unidad de selección de combustible”, elemento que permite alternar sin problemas entre la utilización de gasolina y GLP.

La gasolina y el gas se introducen en la unidad de selección y el combustible seleccionado pasa a la bomba de alta presión original del coche, la que aumenta la presión a más de 100 bares antes de que se realice la inyección en el motor. El sistema permite que el vehículo pueda operar en modo monofuel (utilización de un solo combustible),  y por lo tanto el motor puede arrancar en GLP.

MANTENIMIENTO DEL GLP

Conviene recordar que el GPL a presión ambiente es un gas y como tal explota con facilidad, por lo tanto hay que seguir una serie de precauciones como:

- No fumar.

- No acercar focos de llamas.

- No utilizar secadores o herramientas eléctricas.

- No utilizar lámparas de incandescencia.

- No vestir indumentaria acrílica que genere electricidad estática.

- No aparcar el vehículo en lugares cerrados y sin ventilación adecuada.

- El GPL es más pesado que el aire y se sitúa en zonas bajas en forma de bolsas.

 Su combustión es progresiva y silenciosa y además no genera depósitos en la cámara de combustión, aumentando la vida de las bujías y manteniendo limpio el aceite lubricante.

Implica un mantenimiento adicional del filtro del gas (a efectuar en cada revisión estándar del vehículo) y un filtro del gas licuado cada 3 revisiones estandars.