CURSO GAS NATURAL EN EL SENA 1.ppt

ALIANZA SENA / ASOPARTES ALIANZA SENA / ASOPARTES Curso de Diagnostico y Sincronización Electrónica con Curso de Diagnostico y Sincronización Electrónica con

Énfasis en vehículos convertidos a Gas Natural Énfasis en vehículos convertidos a Gas Natural VehicularVehicular

MODULO DE GENERALIDADES DEL GAS NATURAL Y SU APLICACIÓN EN EL CAMPO AUTOMOTOR

El uso y aplicación del GNCV (Gas Natural Comprimido Vehicular), en automóviles, buses y camiones en todo el mundo se ha incrementado, dado las enormes ventajas del gas, no sólo en el aspecto ambiental, sino en el económico y de mantenimiento. En el primer aspecto, la contaminación generada por el motor, es sustancialmente menor. En el segundo aspecto, el GNCV es mucho más económico que la gasolina, y aun más económico que el combustible Diesel. Por último, dado que el GNCV es un combustible con una combustión más completa, tanto el aceite motor, como el funcionamiento general de las piezas del motor, será en condiciones más limpias.

El motor para trabajar con GNCV, NO NECESITA DE ADAPTACIONES O CAMBIOS TOTALES, SINO, MODIFICACIONES SENCILLAS. Estas modificaciones cambian según el tipo de motor a convertir (O diseñar), pero el principio básico de un motor de combustión interna se mantiene: Quemar una mezcla de aire e hidrocarburos, ya sea con encendido por chispa (Motores a gasolina), o por encendido por presión (Motores Diesel). Las modificaciones en un motor a gasolina, además del montaje del Kit, adelantos en el tiempo de encendido y controles en el paso o alimentación de combustible.

Válvula de carga

Reductor de presiónO regulador

Mezclador

SISTEMAS DE CONTROLConmutador

Variador de avanceEmuladores para inyectores

y sensor de O2

Cilindro

¿En que consiste la conversión a gas?¿En que consiste la conversión a gas?

Componentes principales :

1

2

3

4

5



EL MEDIO AMBIENTE Y EL GAS NATURAL COMO COMBUSTIBLE VEHICULAR

El tema ambiental preocupa cada día más al ser humano. La contaminación por combustibles fósiles tradicionales es cada día más severa. El bióxido de carbono, CO2, que hasta hace poco, no era contaminante, hoy es uno de los principales causantes del efecto invernadero que produce el aumento de la temperatura de la tierra con consecuencias impredecibles para las generaciones futuras. Los gobiernos del mundo preocupados por la calidad de vida de los descendientes, de los ciudadanos del mañana, comienzan a tomar drásticas medidas para la preservación de nuestro recurso más importante para la vida: el medio ambiente.

El protocolo de Kyoto es una muestra de la intención de 160 países desarrollados, de reducir entre el 2008 y 2010, en 5.2% las emisiones de gases de invernadero con

respecto a 1990.




Colombia, a pesar de que sólo aporte el 0.2% de la contaminación por este concepto, ha estado a la vanguardia, a través de ECOPETROL, en América Latina, en la mejora de la calidad de los combustibles, disminuyendo la contaminación ambiental significativamente, proveniente de fuentes móviles. La utilización del gas natural automotor, GNCV, un combustible fósil menos contaminante, es una gran estrategia para desarrollar una nueva industria en Colombia en beneficio no solamente de la calidad del medio ambiente sino del desarrollo de la industria privada para que con el apoyo institucional del estado, se promuevan nuevas oportunidades de negocios, aumentando la competitividad en el país.




Es muy importante, en el establecimiento de esta nueva industria, la adecuada capacitación de todo el personal involucrado: conductores de vehículos, operadores de estaciones de servicio, mecánicos de los talleres de conversión, supervisores de esta cadena y por sobretodo los especialistas profesionales que serán los líderes en el establecimiento del programa, en la seguridad, en el control y en la promoción del mismo.



QUÉ ES EL GAS NATURAL

El gas natural o metano es el combustible gaseoso fósil más liviano y menos contaminante que existe.

Está conformado por un (1) átomo de carbono y cuatro (4) átomos de hidrógeno, a diferencia de la gasolina que en promedio tiene siete punto seis (7.6) átomos de carbono y doce (12) átomos de hidrógeno.

Cuando se quema un combustible lo que hace combustión son los vapores o gases de dicho combustible. Puesto que la gasolina es un líquido se le obliga a vaporizarse para que pueda combustionar. El gas natural por ser gas, quema fácil y completamente, combinándose totalmente con el aire y produciendo mucho menos contaminación.


Enfasis en vehículos convertidos a Gas Natural Enfasis en vehículos convertidos a Gas Natural VehicularVehicular

CONTAMINANTES DE LA GASOLINA VS. GNCV

M e ta n oM e ta n o++

A ir eA ir e

G a so lin aG a so lin a++

A ir eA ir e



PROPIEDADES DEL GAS NATURAL

El gas natural es un combustible que proviene de los pozos petroleros y puede estar asociado con el petróleo crudo o puede estar libre. En el primer caso se le llama gas asociado y en el segundo gas no-asociado o libre.

Sin embargo el gas natural no asociado, es mucho más rico en metano; tiene cerca del 98% de metano.



COMPOSICIÓN TÍPICA DEL GAS NATURAL

La composición típica del gas natural es la siguiente

Tabla # 1 Composición del Gas Natural (% Vol.)

Dióxido de carbono (CO2)

0.37

Nitrógeno 1.29

Metano 97.76

Etano 0.38

Propano 0.20

Puesto que el gas natural es un gas, para que rinda dentro del vehículo y minimizar las veces que se debe “tanquear”, se debe comprimir a 207 bares de presión (3000 psi) y almacenar en tanques muy seguros especialmente diseñados. A este gas comprimido se le llama Gas Natural Comprimido para Vehículos -GNCV-.



BENEFICIOS DEL GAS NATURAL

EL GAS NATURAL ES: 1. Abundante en el país con una red de suministro que continúa creciendo. 2. El combustible más económico, ofreciendo ahorros substanciales con respecto a otros

combustibles

3. El combustible más seguro, se disipa elevándose rápidamente al ser más liviano que el aire.

4. Por su forma de transporte y almacenamiento no hay derrames que afecten el agua o la tierra.

5. Puesto que casi no contiene contaminantes el gas natural quema en una forma muy limpia y produce mínima contaminación.


Énfasis en vehículos convertidos a Gas Natural VehicularÉnfasis en vehículos convertidos a Gas Natural Vehicular

DIFERENCIA ENTRE EL GNCV Y EL GLP

El GNCV, a pesar de estar comprimido a 207 bares (3000 psi) de presión sigue siendo un gas. El gas natural a temperatura ambiental no se puede licuar por más alta que sea su presión. En cambio el gas licuado del petróleo, gas propano o GLP, aunque a temperatura ambiental es un gas, se puede licuar cuando se presiona a 6.9 bares (100 psi) o más libras de presión. Esto quiere decir que los cilindros de GLP (Líquido) tienen mucho menos presión que los cilindros de GNCV (gas natural ).



DIFERENCIA ENTRE EL GNCV Y EL GLP

Así es que es TOTALMENTE PROHIBIDO utilizar un cilindro de GLP o propano en el servicio automotor de GNCV o gas natural automotor. Si se hiciera, el cilindro de propano de más baja presión explotará al recibir la alta presión del GNCV, causando muerte y destrozos materiales En términos de seguridad el GNCV es más seguro que el GLP. En caso de un escape el GNCV se disipa rápidamente por ser más liviano que el aire. No sucede lo mismo con el GLP que es más pesado que el aire y por lo tanto en caso de escape, la nube que se forma tiende a bajar con mayor probabilidad de encontrar un punto de ignición que la haga incendiarse o explotar.

CILINDRO PARA PROPANO CILINDRO PARA GAS NATURAL



COMPARACION CON OTROS COMBUSTIBLES

COMPARACION CON OTROS COMBUSTIBLES

El gas natural ofrece ventajas muy importantes con respecto a otros combustibles en lo que se refiere a la calidad, a las emisiones y a la seguridad.

Un combustible es ambientalmente más puro entre menos carbón tenga en su molécula. El gas natural es el combustible fósil más liviano con la más alta relación hidrógeno / carbono, como se observa en la siguiente figura, en donde se presenta la relación hidrógeno / carbono comparado con la gasolinaEl GNC se almacena en cilindros a alta presión, resultando imposible el ingreso de aireque de origen a una mezcla explosiva. Esto no sucede con los combustibles líquidosque se almacenan a presión atmosférica en tanque que permiten, por el sistema deventeo, el ingreso de aire que junto con los vapores de combustible constituyen unapeligrosa mezcla explosiva.



COMPARACIÓN DEL NÚMERO DE OCTANO ENTRE LA GASOLINA MOTOR CORRIENTE, EXTRA Y EL GAS NATURAL

COMBUSTIBLE OCTANAJE

Gasolina Corriente 86

Gasolina Extra 94

Gas Natural 120+

En términos de seguridad, el gas natural por ser un combustible gaseoso, más liviano que el aire, se disipa y tiende a subir rápidamente en el aire en caso de un escape de los diferentes sistemas, en un vehículo, en una estación de servicio o

una línea de conducción.



PRODUCTOR DE GAS NATURALPRODUCTOR DE GAS NATURAL

TRANSPORTETRANSPORTE

DISTRIBUIDORDISTRIBUIDORDE GASDE GAS

NATURALNATURAL DISTRIBUIDOR MAYORISTA YDISTRIBUIDOR MAYORISTA YMINORISTA DE COMBUSTIBLESMINORISTA DE COMBUSTIBLES

LIQUIDOSLIQUIDOS

ESTACIONESESTACIONESDE SERVICIODE SERVICIO

GASODUCTOGASODUCTO

CITY GATECITY GATE

CAMPO DECAMPO DEGASGAS

CADENA PRODUCTIVA DE GAS NATURALCADENA PRODUCTIVA DE GAS NATURAL

207 bares

30 bares150 bares

17 bares

El gas natural viaja muchos kilómetros a través de tuberías (gasoductos), desde las instalaciones de producción en La Guajira, Pie de Monte Llanero (Cusiana), Apiay y otros, hasta los consumidores finales como son gas combustible en los sectores termoeléctrico, petroquímico, industrial, domestico y automotor. En la grafica, se presenta esquemáticamente la cadena productiva del gas natural. Cuando el gas llega a las ciudades pasa previamente por una estación reductora de presión llamada “City Gate”, de donde lo toman las compañías distribuidoras para llevarlo a los diferentes puntos de consumo a través de tuberías de menor presión.



EL GAS NATURAL EN EL SECTOR AUTOMOTOR

INSTALACION TIPICA DE UNA CONVERSIONINSTALACION TIPICA DE UNA CONVERSION

CILINDRO DEALMACENAMIENTODE ALTA PRESION CONVERTIDOR

CATALITICO“ KIT” TIPICO

REGULADORCONEXIONDE LLENADO

Para adaptar un vehículo, taxi, bus o un carro particular, al servicio de GNCV, se debe instalar un kit de

conversión de tal forma que queda habilitado para utilizar gasolina o gas,

accionando desde el tablero del vehículo un “switch” de dos

posiciones, correspondiente a los dos combustibles mencionados. En la

grafica, se presentan los principales componentes de un vehículo adaptado para el servicio dual de gas o gasolina

En primer lugar se tiene el cilindro de almacenamiento de alta presión con su

conexión de llenado por donde se inyecta el gas en la estación de servicio. Luego la tubería de conducción del gas, desde el tanque de almacenamiento de alta presión hasta el regulador, cuya función principal es reducir sustancialmente la presión del

gas para conducirlo al kit de conversión y mezclarlo con el aire en proporciones adecuadas y realizar, por acción de la chispa, la respectiva combustión. El kit

permite también, cuando el conductor lo considere conveniente, la utilización de la gasolina en vez de gas.



Para vehículos de alto consumo el sistema de conversión es idéntico, pero se requiere un mayor número de cilindros de almacenamiento de combustible

Automóvil, un solo tanque Pick - up, tanquesen la caja

Camionetapanel,atrás

Camión carga, debajo

Los cuales se pueden distribuir en diferentes formas, siguiendo siempre las normas técnicas sobre su instalación



UBICACIÓN DE LOS CILINDROS EN VEHÍCULOS PESADOS

Auto Bus , en techo Auto Bus , múltiples

Auto Bus , múltiplesCamión, debajo



ESTACIONES DE SERVICIO

Las estaciones de llenado de gas natural a vehículos constan básicamente de tres componentes: 1. El compresor para comprimir el gas hasta las condiciones de presión de los tanques de los vehículos, 2. los tanques de almacenamiento de las estaciones que pueden almacenar gas a diferentes presiones (sistema de cascada) 3. Y el surtidor o surtidores con sus respectivas mangueras que poseen boquillas de llenado diferentes a las de combustibles líquidos a través de las cuales se inyecta el gas a los vehículos. Además el sistema de la estación cuenta con un control electrónico central y la posibilidad de usar un sistema computarizado para despacho y facilitar la operación de llenado.

Las estaciones de servicio pueden ser dedicadas, venta exclusiva de gas natural o mixtas, con suministro de ACPM y gasolina. En este caso se puede, por ejemplo, instalar una o más islas adicionales, cada una con dos surtidores y dos mangueras, por cada surtidor. El tiempo de llenado con gas natural es similar al de la gasolina o ACPM. También existen estaciones de llenado lento, de seis (6) a ocho (8) horas, utilizadas para flotas de vehículos, cuando éstos cargan una vez al día y regresan a su base por períodos largos de descanso, por ejemplo, en las noches. En la siguiente figura se describe la infraestructura típica de una estación de GNCV.



TIPOS DE ESTACIONES DE LLENADO DE GAS NATURAL COMPRIMIDO

Estaciones de llenado rápido.

• Similares a la gasolina (taxi)

• 5-7 minutos para llenar un bus

• Surte combustible primero desde almacenaje y después del compresor

• Posibilidad de usar sistema computarizado con tarjeta para

despacho



INFRAESTRUCTURA TIPICA DE UNA ESTACION DE GNC:INFRAESTRUCTURA TIPICA DE UNA ESTACION DE GNC:

Compresor

Tuberíade Gas

Llenado rápidoSecadora de GasNatural

Paneles de Secuencia

Control ElectrónicoCentral

Surtidores de GasNatural

Media

Tanques deAlmacenamiento

PanelPrioritario

Alta

LlenadoLento



TALLERES DE CONVERSIÓN

Los talleres de conversión de vehículos de GNCV realizan una función muy destacada dentro del programa de GNCV, por lo que corresponde al

aseguramiento de calidad en el acondicionamiento y conversión de los vehículos. Los procedimientos para revisión de vehículos, pruebas de

hermeticidad y operabilidad de los componentes deben ser sometidos a un riguroso seguimiento



EL PROCESO DE CONVERSIÓN DE UN VEHÍCULO CONSTA DE TRES PASOS:

1. La preconversión que consiste en una revisión detallada de las condiciones generales del motor y del sistema electrónico. Se revisa el nivel de compresión de cada uno de los cilindros del motor. Si el vehículo no pasa las pruebas, debe ser sometido a las reparaciones pertinentes y pasar nuevamente la revisión. Solamente se da el visto bueno a los vehículos que estén en buenas condiciones.

2. La instalación de los elementos del kit de conversión incluyendo válvulas reductoras, inyector, tuberías de alta y baja presión y el o los cilindros de gas. Este proceso toma dos días mínimo e incluye una prueba de hermeticidad previa a la entrega.

3. Revisión post-instalación a los dos meses de servicio. La capacidad típica de un taller de conversión es para instalar de 30 a 40 kits al mes. Para el control de calidad se deben aplicar los procedimientos y manuales.



REVISION ANUAL OBLIGATORIA

La revisión de la conversión de los vehículos se deberá realizar anualmente y cada vehículo deberá tener una certificación con la fecha de revisión, colocado en un lugar visible, por ejemplo en la esquina derecha del vidrio delantero. Existe un proyecto de norma colombiana preparada por ACOGAS titulada Talleres de Servicio para Vehículos que Utilizan Gas Natural Comprimido. El objetivo y alcance de esta norma es: Establecer los requisitos mínimos tanto técnicos como de seguridad que deben cumplir los talleres de servicio dedicados a labores de instalación, mantenimiento, reparación de los componentes del sistema de GNCV, lo mismo que para realizar labores de instalación, inspección, mantenimiento y reparación de los respectivos cilindros. Otras normas que se deben consultar son: NTC 2050, NTC 3229 y la NTC 1461.



EQUIVALENCIA ENTRE LA GASOLINA Y EL GNCV

1 galón de gasolina = 2.92 m3 de gas 1 galón de diesel o ACPM = 3.97 m3 de gas

Adicionalmente, es importante hablar sobre las eficiencias comparativas de motores a gas, gasolina y ACPM. Un vehículo a gas natural hace los mismos kilómetros por galón equivalente que un vehículo a gasolina. Sin embargo, un vehículo a gas natural pierde entre un 10% a un 15% de potencia, dependiendo de la altura, que se manifiesta en términos de “pique”. Esta disminución de potencia no es crítica especialmente cuando se trata de transporte de pasajeros como es el de buses y taxis.


Énfasis en vehículos convertidos a Gas Natural VehicularÉnfasis en vehículos convertidos a Gas Natural Vehicular

COMO CONSEGUIR PIQUE EN UN VEHÍCULO A GASOLINA O GAS NATURAL

1. AVANZANDO EL TIEMPO DE ENCENDIDO:

1. Avance inicial + corrección por altura si es de carburador

2. Avance centrífugo (contrapesas)3. Avance por vacío4. Más el avance del variador si usa

gas natural (por los + de 120 octanos del gas)

2. CALIBRACIÓN DE VÁLVULAS SEGÚN ESPECIFICACIONES DE FABRICANTE

* ENRRIQUECIENDO LA MEZCLA



3. REVISIÓN DEL SISTEMA DE ENCENDIDO

REVISIÓN DEL SISTEMA DE ENCENDIDO

1. Bobina (Kilovoltaje)

2. Instalación de alta (Inductiva)

3. Tapa y rotor ( Estado de los postes de la tapa y conductor del rotor)

4. Bujías (aplicación y calibración)



REVISION DE LA REFRIGERACION

REFRIGERACIÓN: En vehículos con carburador la temperatura deberá estar por arriba de los 72 grados (Si tiene el termostato y

este, esta operando correctamente)

En vehículos de control computarizado e inyección de combustible la temperatura deberá estar por arriba de los 85 grados

NOTA: En vehículos de control electrónico e inyección de combustible deben estar en circuito o lazo cerrado.

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