Lo bueno y lo malo de los combustibles GLP para vehículos

SERIE DE PROBLEMAS DE COMBUSTIBLE DE RENDIMIENTO DE BELL: LO BUENO Y LO MALO DEL GLP

RESUMEN EJECUTIVO

En los Estados Unidos, el GLP se utiliza principalmente en sistemas de cocina y calefacción domésticos / industriales y en grandes flotas de transporte municipal. En ambas aplicaciones, el GLP ofrece una combustión más limpia a un costo de combustible económico. Aunque es un combustible de combustión mucho más limpia que el diésel o la gasolina, contrariamente a lo que se cree desde hace mucho tiempo, el GLP no está del todo exento de problemas de rendimiento relacionados con el combustible.

INTRODUCCIÓN

El GLP, el GNC y el gas natural son todos combustibles gaseosos compuestos por algunos de los mismos componentes: propano y butano. GLP y “propano” son términos que se usan indistintamente en los Estados Unidos, pero tienden a significar lo mismo: una mezcla de 70% de propano y 30% de butano, con algunos ingredientes traza agregados (como un agente de olor tipo mercaptano para que pueda huele una fuga de gas). Puede haber pequeñas diferencias en las mezclas de GLP vendidas entre diferentes estados, incluido California, que tiene un par de especificaciones diferentes para dictar la proporción de propano y butano en el gas general.

En la refinación de petróleo crudo, el GLP es el primer componente que sale de la torre de destilación, por lo que siempre se produce cuando se refina el crudo para fabricar gasolina y diesel. A temperaturas normales, el GLP es un gas, pero generalmente se enfría y se comprime en cilindros para su almacenamiento. El GLP comprimido tiene un valor energético 270 veces superior al mismo volumen de GLP gaseoso.

El uso de GLP es más popular en Europa y Asia que en los Estados Unidos, ya que los consumidores extranjeros tienden a estar más por delante de la curva que los consumidores estadounidenses por cuestiones ambientales y el sistema de distribución está más desarrollado. El uso de GLP en los Estados Unidos se limita principalmente a sistemas de calefacción domésticos, aplicaciones industriales (como montacargas y generación de energía de calderas industriales), grandes flotas de autobuses y transporte municipales y el uso de productos de consumo pequeño como parrillas de gas. El transporte impulsado por GLP (automóviles, camiones y scooters) es mucho más común en Europa y Asia.

Para que los Estados Unidos se pongan al día en el uso de GLP, la infraestructura de distribución tendrá que mejorar enormemente: es mucho más común encontrar una estación de servicio de GLP en Europa que en los Estados Unidos. Los países en expansión del tercer mundo como China (ahora la segunda economía más grande del mundo, después de Japón) e India dependen en gran medida del GLP para alimentar las necesidades de transporte de sus ciudadanos, así como para satisfacer la creciente presión global de ser más respetuosos con el medio ambiente. En respuesta a esta presión, el gobierno centralizado chino exige una reducción del 25% en las emisiones contaminantes en los próximos cinco años. Si bien EE. UU. Se ha inclinado hacia las mezclas de combustibles renovables de etanol y biodiesel para satisfacer estas demandas, los combustibles de GLP son fundamentales para los planes para cumplir con los mandatos en estos países extranjeros que experimentan un crecimiento explosivo. BUENOS PUNTOS SOBRE LOS COMBUSTIBLES GLP

Las moléculas de GLP son pequeñas (cadenas de 3 y 4 carbonos en comparación con las moléculas de cadenas de carbono 8-18 + que se encuentran en la gasolina y el diesel) y se queman de manera muy limpia en comparación con la gasolina y el diesel. Esta mejor combustión significa menos acumulación de carbón en el motor y una vida más larga tanto para las bujías como para el aceite lubricante. Esta es una ventaja para todo tipo de consumidores que necesitan obtener el máximo valor de combustible de sus vehículos, grandes y pequeños.

Las emisiones de la combustión de combustible también son bastante bajas para el GLP en comparación con los combustibles automotrices populares: las emisiones de hidrocarburos no quemados y de partículas son muy bajas, al igual que las emisiones de gas de azufre y las emisiones de NOx (óxido de nitrógeno), que son precursores del smog en áreas urbanas contaminadas . Las emisiones de evaporación (como lo que sucede cuando se dispensa combustible, parte del combustible se escapa al aire) son muy bajas debido a los necesarios sistemas cerrados de suministro de combustible de GLP en las estaciones dispensadoras.

El GLP tiene un contenido bruto de azufre más bajo que la gasolina, lo que reduce el potencial de corrosión en los sistemas de almacenamiento.

Estos hechos hacen que el GLP sea el combustible favorito de los consumidores conscientes del medio ambiente, incluidos los gobiernos locales que se enfrentan a mandatos de sus electores y que están más arriba en la escala gubernamental para ser más “ecológicos”. Todo esto se suma al hecho de que los combustibles GLP son excelentes para el medio ambiente, además de las emisiones de carbono que generan en forma de CO2.

PROBLEMAS DE COMBUSTIBLE GLP

Debido a que el GLP es tan limpio que quema, la mayoría de los consumidores e incluso algunos profesionales de la distribución de combustible a gas no saben que los combustibles GLP no están exentos de problemas relacionados con el combustible o que pueden mejorarse.

Disponibilidad de combustible para vehículos en los Estados Unidos

En EE. UU. Se venden muy pocos vehículos de consumo que solo contienen GLP cada año. Puede comprar kits de conversión que convertirán su vehículo regular de gasolina en un vehículo de doble combustible flexible que puede cambiar entre gasolina y GLP. Los kits de conversión cuestan entre $ 2000 y $ 4000. Desafortunadamente, incluso si elige hacer esto, la simple disponibilidad de estaciones de servicio de GLP para vehículos es un problema prohibitivo en los EE. UU. Para una mayor expansión de este tipo de combustible verde. California tiene la mayor cantidad de estaciones de servicio de “propano” para vehículos, unas 600 de ellas. En todo el país, solo el 3% del GLP utilizado se vende para uso en vehículos.

Rango de kilometraje para vehículos

Los consumidores en los Estados Unidos que tienen vehículos de GLP de combustible flexible pueden enfrentar problemas de alcance de kilometraje con sus tanques de GLP. Recuerde que el GLP comprimido tiene una densidad diferente a la gasolina o al diésel. Un automóvil típico de GLP como el Honda Civic 2008 convertido puede alcanzar hasta 36 mpg. Eso es un gran kilometraje. Desafortunadamente, debido a la naturaleza de la compresión de GLP, a pesar de las 36 mpg (24 mpg en ciudad), el Civic solo puede recorrer unas 185 millas con un tanque lleno de combustible GLP.

Acumulación de depósitos a partir de impurezas procedentes de refinerías

El GLP tomado directamente de la fuente original (el suelo) es una mezcla limpia de propano, butano y otros gases de hidrocarburos y no contiene impurezas de olefinas de doble enlace como el propeno (propano con doble enlace). El combustible LPG puro sin impurezas se quema muy limpiamente para producir una tremenda energía térmica (21,000 BTU por libra) con un mínimo de depósitos y emisiones nocivas como el monóxido de carbono.

Desafortunadamente, una parte del GLP normalmente disponible en el mercado se ha producido mediante métodos de craqueo en una refinería (para maximizar los productos más rentables de gasolina y diesel) y contiene moléculas inestables llamadas alquenos y olefinas. Los procesos de craqueo implican la división química de moléculas más largas en otras más cortas: la refinería dividirá las moléculas más pesadas (como el fuelóleo pesado) para crear más gasolina y diesel. Al hacer esto, se producen suministros adicionales de GLP junto con esto. Pero estos rendimientos adicionales de GLP no son combustible de GLP puro, porque contienen moléculas agrietadas por formar parte del otro proceso de agrietamiento.

Estos combustibles GLP craqueados contienen alquenos (moléculas con dobles enlaces reactivos no saturados) que tienden a reaccionar entre sí, agua y otras moléculas del combustible y el medio ambiente (S, O, N) para producir polímeros de cadena más larga, que terminan como depósitos pesados. Estas moléculas inestables contienen dobles enlaces que hacen que reaccionen con otras moléculas en el combustible y el entorno circundante (incluidos el oxígeno y el azufre) para formar moléculas de polímero largas. Estos depósitos, por ser cadenas más largas, son más pesados ​​y no se disuelven bien en combustibles GLP, ya que el propano es un mal solvente para tales especies. Por lo tanto, precipitarán del combustible antes y durante la vaporización. Una vez que esto sucede, estos depósitos no se pueden volver a disolver en el combustible.

Estos depósitos pesados ​​se acumularán en los vaporizadores y convertidores, las líneas del vaporizador, los inyectores de combustible y los orificios de medición de los inyectores y los quemadores. Esto es cierto tanto si se trata de un vehículo como de un sistema de calefacción doméstico que funciona con propano. Debido a la naturaleza pesada de los depósitos, tienden a quedarse y acumularse en las áreas donde caen por primera vez.

El efecto de los depósitos de GLP en el rendimiento

Una vez que estas áreas experimentan la acumulación de depósitos, afecta el caudal de combustible y la mezcla de aire / combustible, lo que hace que el sistema sea mucho menos eficiente y aumenta las emisiones producidas. También puede ver una reducción progresiva en la eficiencia de combustible del sistema, ya sea de calefacción o automotriz. Esto no solo se debe a que los depósitos hacen que el combustible se queme con menor eficiencia, sino que los depósitos también pueden tener un efecto similar al de una esponja, absorbiendo el combustible de GLP y liberándolo más lentamente con el tiempo, lo que se desvía de la forma en que el sistema fue diseñado para operar.

En un vehículo que quema GLP como combustible, la acumulación de depósitos de olefinas hace que aumente el octanaje requerido por el motor. Esto se debe a que estos depósitos también se acumulan en la cámara de combustión y los espacios del cilindro, cambiando el volumen dentro del cilindro, que es en parte lo que determina el octanaje requerido para el encendido correcto del combustible en la posición correcta del cilindro. El combustible GLP suele tener un octanaje muy alto, 96-100. Por lo tanto, el efecto de los depósitos en esta clasificación se amplifica y es mayor en un motor que quema GLP que en un motor de gasolina normal diseñado para funcionar bien con gasolina de 87 u 89 octanos.

Un sistema con acumulación de depósitos normalmente puede experimentar dificultades para arrancar en climas fríos. A medida que los depósitos se acumulan en un horno o sistema vehicular, comienzan a afectar qué tan bien se vaporiza el combustible y qué tan bien fluye a través del sistema de suministro de combustible. Esto es especialmente un problema con el GLP en invierno, que debe ponerse en marcha de inmediato. Este tipo de depósitos obstaculizarán la eficacia y el rendimiento de este combustible en climas fríos. Esto puede ser un problema si el vaporizador de combustible se ensucia con depósitos: el combustible no se vaporiza lo suficientemente bien como para funcionar como debería.

Desgaste del equipo

Cuando se usa en aplicaciones vehiculares (automóviles y camiones), el GLP demuestra ser un combustible seco que no proporciona el mismo tipo de lubricación para las piezas críticas de suministro de combustible que los combustibles líquidos. Con el tiempo, los conductores de GLP tienden a encontrar un desgaste excesivo en ciertas partes críticas del motor. Las válvulas, los inyectores y los anillos de compresión pueden ser las partes afectadas con mayor frecuencia.

En los sistemas de horno, algunos depósitos acumulados pueden ser abrasivos y pueden romperse en el flujo de aire turbulento del sistema de suministro de combustible. Cuando esto sucede, pueden desgastarse en las superficies metálicas y causar daños. Por lo general, esto ocurre lentamente durante un largo período de tiempo, pero puede terminar dejándolo con costosas facturas de reparación para el mantenimiento del sistema.

Para evitar el desgaste excesivo de las piezas del sistema de calefacción de vehículos e industriales o domésticos, puede ser beneficioso tratar el combustible LPG con un lubricante. Colección de agua y humedad

Contrariamente a la percepción, el agua y la humedad pueden ingresar al combustible GLP a través de la cadena de suministro. Cuando esto sucede, puede producirse un ensuciamiento del combustible ya que el combustible se oxida mientras reacciona con el oxígeno del agua. Las reacciones de oxidación hacen que las moléculas de propano / butano puro reaccionen y polimericen (se peguen entre sí), formando depósitos pesados ​​que pueden hundirse hasta el fondo del tanque o ser transportados con el combustible LPG a contenedores de almacenamiento aguas abajo donde terminan acumulándose y causando depósitos en los vehículos y los sistemas de hornos que finalmente queman el combustible.

CONCLUSIÓN

El GLP y otros gases comprimidos son excelentes opciones para los consumidores que buscan un combustible limpio que sea relativamente amigable con el medio ambiente, que queme con bajas emisiones y producción de hollín. Los vehículos que funcionan con combustible LPG (si puede encontrarlos) tienen bajas emisiones y obtienen muchas millas por galón (aunque el volumen de LPG que se puede almacenar en un vehículo es menor que la capacidad del tanque de gasolina o diesel). Los problemas del GLP son bastante menores en comparación con el biodiésel o el etanol y pueden resolverse con bastante facilidad si el proveedor de combustible agrega combustible GLP.

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