DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA

OCTANAJE Y RELACIÓN DE COMPRESIÓN El mayor octanaje del GNV, permite tener una relación de compresión mayor que la que podría tener usando solamente gasolina. Un motor E.CH., dedicado a GNV, puede llegar a tener una relación de compresión de 13/1. Relación de compresión (para el motor Honda Civic 1,6 L): Con gasolina 9,4:1 Con GNV: 12,5:1

Temperatura de auto encendido Es la temperatura bajo la cual el combustible con el oxidante, en una mezcla homogénea, empieza por si solo a desarrollar muy rápidamente (explosivamente) la reacción de combustión. La temperatura de auto encendido depende del coeficiente de exceso de aire (composición de la mezcla) Temperatura de auto encendido en función del coeficiente de exceso de aire: 1–metano; 2–etano; 3–propano; 4–butano; 5–hidrógeno La temperatura de auto encendido de los combustibles 2, 3 y 4, disminuye a medida que se enriquece la mezcla. La excepción es el metano y hidrógeno.

Temperatura de auto encendido El GNV se inflama en la cámara de combustión del motor a la temperatura de 650-700oC, magnitud que es mayor que la temperatura de inflamación de la gasolina (350 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en frío del motor, particularmente cuando la temperatura del medio ambiente es baja.

VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA Con GNV, la velocidad del frente de llama es notoriamente menor que con gasolina. Con GNV, la velocidad de propagación de la llama (turbulenta) es aproximadamente 3 a 5 m/s, mientras con gasolina es 20 a 25 m/s (5 a 6 veces menor). Esto provoca que la combustión dure más, y a pesar que la temperatura con GNV sea menor (1.920ºC) que con gasolina (2.200-2.500ºC), el mayor tiempo de contacto produce el recalentamiento de algunas piezas del motor. Por otro lado, esto permite una significativa reducción del ruido del motor .

VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA A esto hay que agregar que el GNV no se evapora y no hay enfriamiento de estas piezas. Se recomienda aumentar la luz de las válvulas para disminuir el desgaste y el consumo de aceite. En motores nuevos se utilizan válvulas y asientos con aleaciones especiales resistentes a la temperatura (en base a níquel, con agregados de cromo, cobalto y tungsteno). También se emplean superaleaciones de níquel, válvulas huecas refrigeradas con sodio, y válvulas sinterizadas.

CUADRO COMPARATIVO DE UN MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA CON GASOLINA Y CON GNV Parámetros del motor Tipo de combustible Gasolina GNV Velocidad del frente de llama, m/s Número de octano Disminución de la potencia del motor sin variar la relación de compresión, %. Adelanto de la chispa eléctrica Cantidad de aire teóricamente necesaria para la combustión (en estado gaseoso), en m3/m3 20 – 25 84 –97 --- ---- 58,6 3 – 5 120 10 –18 5 –7º(10) 9,9

Particularidades del uso de GNV La presencia de pequeñas cantidades de SO2 y de H2S en la composición del GNV puede formar picaduras ácidas que pueden llevar a la corrosión interna del cilindro. El condensado de agua puede formar hidratos en fase sólida que podrían bloquear el flujo de combustible.

ASPECTOS DE SEGURIDAD Existen dos razones fundamentales para el excelente récord de seguridad de los vehículos a GNV: la integridad estructural del sistema de combustible de los vehículos a GNV y las propiedades del gas natural como combustible (baja densidad relativa, alta temperatura de autoinflamación, límites de inflamabilidad más altos). En términos generales, después del petróleo diesel, el gas natural es calificado como un excelente combustible en materia de seguridad.

ASPECTOS DE SEGURIDAD El gas natural es mucho más liviano que el aire (densidad relativa=0,63), por lo que se dispersa rápidamente en caso de fuga o accidente. El gas natural requiere una mayor concentración (3 veces mayor) en el aire y una temperatura de ignición más alta que la gasolina para que se autoencienda. Los cilindros de almacenamiento para GNV son mucho más resistentes que los tanques de gasolina.

ASPECTOS DE SEGURIDAD Además de la seguridad de los tanques, el sistema de conversión cuenta con: Tuberías de muy alta resistencia. Válvula de exceso de flujo. Válvulas de alivio y retención. Electroválvulas de control de combustible. Válvula manual de emergencia. Revisiones constantes y certificación de seguridad.

COSTO DEL KIT DE CONVERSION Se estima que el costo, en nuestro medio, estaría entre US$ 800 a 1200 para un automóvil a gasolina, dependiendo del modelo y de la capacidad del tanque de GNV a instalarse.

COSTO DEL COMBUSTIBLE A los precios actuales, en nuestro medio, se ha estimado que el GNV costaría 60-65% menos que la gasolina de 90 octanos, 50% menos que el diesel D-2 y 40% menos que el GLP. En otros países el costo es de 1/2 a 1/3 el de la gasolina. Además, el usuario ahorraría más ya que el motor extenderá su vida útil, requiriendo menos gastos de mantenimiento por un alargamiento del periodo de cambio de aceite lubricante, de las bujías de encendido, filtros y de la necesidad de afinamiento.

Economía de la conversión a GNV El tiempo de recuperación de la inversión depende de los siguientes factores: El recorrido medio anual o su equivalente diario. El rendimiento medio de la unidad (kilómetros por galón o litro). El precio relativo de venta GNC/gasolina.

Donde: L=Recorrido diario; R=Kilometraje por galón Pgasol =Precio del galón de gasolina r=Relación de precios GNC/gasolina

Economía de la conversión a GNV Kilometraje por año (150 km/día) 46.800 Kilómetros por galón 40 Precio por galón del GNV eq (en S/.) 5,00 Precio por galón de gasolina de 90 13,00 Ahorro por mes (US$) : 275 Costo del kit de conversión (US$) 1000 Con 1,5% de interés mensual , el kit se termina de pagar en (meses) 3,74

Interés: i=1,5% (mensual) Costo: P=1000 US$ Ahorro: 9,2 US$/día Mensualidad: c=275 US$ Cambio: 3,25 soles/US$ n = 3,74 meses (16.830 km)

Sistemas de alimentación de GNV

Conmutador GNV/gasolina Regulador de presión Cilindro de GNV Mezclador Variador de avance del encendido Válvula de carga de GNV

Sistema de conversión a GNC- Componentes principales Cilindro de GNV Conmutador Válvula del cilindro Línea de alta presión Electroválvula de gas Electroválvula de gasolina Pico de carga interno Válvula de carga Manómetro Mezclador Línea de baja presión Tanque de gasolina Carburador Reductor de Presión de GNV