ESTUDIO DE CONSULTORÍA EN GAS NATURAL VEHICULAR

Transcripción

ESTUDIO DE CONSULTORÍA EN
GAS NATURAL VEHICULAR
CONTRATO No. 079-003/00
EVALUACIÓN DEL PROGRAMA DE CONVERSIÓN
A GNV DE VEHÍCULOS DE LA FLOTA DE
EMPRESAS PUBLICAS DE MEDELLÍN
(EE.PP.MM.)
INFORME No.1
COMPAÑÍA DE ENTRENAMIENTO TÉCNICO AUTOMOTRIZ
CETa Ltda..
21 de Septiembre, 2001
CONTENIDO
Página
INTRODUCCIÓN
1
OBJETIVOS
3
1.
MARCO DE REFERENCIA
4
1.1
El gas natural y su uso como combustible automotor
4
1.1.1
Origen y fuentes del gas natural
4
1.1.2
Propiedades del gas natural
4
1.2
Desarrollo y perspectivas del uso del GNV en Colombia
14
1.2.1
Antecedentes.
14
1.2.2
Situación actual del mercado del GNV en Colombia
14
1.2.3
Expectativas de mercado para el GNV
16
2.
TECNOLOGÍAS PARA USO DE GAS NATURAL EN VEHÍCULOS
18
2.1
Vehículos dedicados a GNV
21
2.2
Vehículos bi-combustible
22
2.3
Vehículos duales GNV - Diesel
26
3.
EXPERIENCIAS INTERNACIONALES DE EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV
28
3.1
EVALUACIONES DE VEHÍCULOS A GNV
28
3.2.
EXPERIENCIAS DE EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV EN CAMPO
32
3.2.1
EVALUACIÓN DE UNA FLOTA DE RECOLECTORES DE BASURA FUNCIONANDO
CON GNV.
32
3.2.2
EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV EN UNA FLOTA DE TAXIS
35
3.3
EXPERIENCIAS DE EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV EN LABORATORIO
37
3.3.1
Proyecto de evaluación de vehículos a GNV del Departamento de Energía de los
Estados Unidos
37
3.3.1.1 Evaluación comparativa de vehículos pick up Ford F250 dedicada a GNV y a gasolina
39
3.3.1.2 Evaluación comparativa de los automóviles Honda Civic versión dedicada a GNV y
versión a gasolina
42
3.4
CONCLUSIONES SOBRE EXPERIENCIAS INTERNACIONALES
44
4.
EXPERIENCIAS NACIONALES EN EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV.
46
4.1.
Evaluación de bus de transporte publico a GNV en Bogotá.
46
4.1.1. Antecedentes
46
4.1.2. Objetivos
47
4.1.3. Metodología
47
4.1.4. Resultados y conclusiones
47
4.2
48
Prueba piloto de gas natural vehicular en Bogotá
4.2.1. Antecedentes
48
4.2.2. Objetivos
49
4.2.3. Metodología
49
50
5.
5.1.
EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DE VEHÍCULOS DE LAS EMPRESAS PUBLICAS
DE MEDELLIN CONVERTIDOS A GNV.
51
Antecedentes del programa de conversión a GNV de las EE.PP.MM.
51
5.1.1. Condiciones del mercado del GNV en la región.
51
5.2
Objetivos de la evaluación de los vehículos de las EE.PP.MM. convertidos a GNV.
52
5.3
Descripción de la flota de vehículos de las EE.PP.MM. convertidos a GNV
52
5.4
Selección de la muestra de vehículos a evaluar
53
6.
PROTOCOLOS DE PRUEBAS DE DESEMPEÑO MECANICO Y AMBIENTAL
55
6.1
Condiciones generales de las pruebas.
55
6.2
Inspección inicial de los vehículos de prueba
55
6.2.1
Objetivo
55
6.2.2
Verificación de pre-conversión del estado mecánico del motor y de sus sistemas
asociados.
55
6.2.3
Inspección de aspectos de seguridad del vehículo.
57
6.2.4
Inspección de la instalación del kit de conversión a GNV
57
6.3
Pruebas comparativas de rendimiento en dinamómetro
58
6.3.1
Objetivo
58
6.3.2
Sitio de prueba
58
6.3.3
Equipo de prueba
58
6.3.4
Procedimiento
58
6.3.5
Resultados
58
6.4
Pruebas comparativas de rendimiento en campo a diferentes alturas sobre el nivel del
mar (h<1000m, 1000m <h<2000m, h>2000m)
59
6.4.1
Objetivo
59
6.4.2
Condiciones de carga
59
6.4.3
Sitios de prueba
59
6.4.4
Requerimientos y condiciones generales de prueba:
59
6.4.5
Equipo de medición
60
6.4.6
Procedimiento
60
6.4.7
Resultados de los ensayos
60
6.5
Pruebas comparativas de emisiones de gases a diferentes alturas sobre el nivel del
mar. (h<1000m, 1000m <h<2000m, h>2000m)
60
6.5.1
Objetivos
60
6.5.2
Sitios de prueba
61
6.5.3
Equipos de medición
61
6.5.4
Procedimientos previos a la medición
61
6.5.5
Medición de emisiones a velocidad de crucero (2500 +/- 250 R.P.M) y en ralentí
62
6.5.6
Resultados
62
6.6
Ensayos de consumo de combustible
62
6.6.1
Objetivo
62
6.6.2
Procedimiento
63
6.6.3.
63
7.
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN EFECTUADA A LOS VEHÍCULOS DE LAS
EE.PP.MM CONVERTIDOS A GNV
64
7.1
VEHÍCULO 1: Campero Toyota
64
7.1.1
Análisis y conclusiones de los ensayos
64
7.1.2
Resultados de las pruebas de rendimiento y emisiones en dinamómetro y en ruta
65
7.2
VEHÍCULO 2: Camioneta Luv Doble Cabina
93
7.2.1
93
7.2.2
94
7.3
VEHÍCULO 3: Camioneta Luv Pick-up
120
7.3.1
120
7.3.2
121
7.4
VEHÍCULO 4: Campero Trooper
147
7.4.1
147
7.4.2
148
8.
ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA CONVERSIÓN Y OPERACIÓN DE LOS VEHICULOS
DE LAS EE.PP.MM A GNV
174
8.1.
OBJETIVO GENERAL
174
8.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
174
8.3.
METODOLOGÍA DESARROLLADA
174
8.4.
DETERMINACIÓN DE INGRESOS
176
8.5.
FLUJO DE CAJA E INDICADORES FINANCIEROS
183
8.6.
CONCLUSIONES DE LA EVALUACIÓN FINANCIERA
187
9.
RESUMEN GENERAL Y CONCLUSIONES
191
BIBLIOGRAFÍA
206
LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1.
REGISTRO FOTOGRÁFICO DEL ESTUDIO
•
Fotos y comentarios sobre la instalación de los kits de conversión a
GNV.
•
Fotos de pruebas de rendimiento (potencia y torque) en dinamómetro.
•
Fotos de equipos y vehículos utilizados en las ensayos de carretera
ANEXO 2.
DATOS GENERALES DE FLOTA DE VEHÍCULOS DE LAS EE.PP.MM.
CONVERTIDOS A GNV
ANEXO 3.
REGISTROS IMPRESOS DE LAS PRUEBAS DE RENDIMIENTO
ANEXO 4.
DOCUMENTOS DE REFERENCIA
ANEXO 5.
•
New Vehicle Evaluation Project – U.S. Department of Energy (DOE)
•
Running Refuse Haulers on Compressed Natural Gas - Evaluación de la
flota de vehículos a GNV de recolección de basura. New York 1.992.
Estudio auspiciado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos
(DOE-US).
•
Washington, D.C.´s Clean Air Cab: “America´s first natural gas cab
company” – Evaluación de una flota de taxis a GNV. Estudio auspiciado
por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE-US).
ESPECIFICACIONES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años la contaminación atmosférica en las principales ciudades
Colombianas ha alcanzado niveles alarmantes. La polución del aire ha originado
aumentos en la frecuencia de enfermedades respiratorias, molestias oculares y otros
impactos negativos sobre la salud publica, la calidad de vida y el bienestar general de la
población.
Mediante estudios realizados a principios de la década de los noventa1 y corroborados por
los monitoreos de calidad del aire efectuados en la actualidad en ciudades como Bogotá,
Cali, Medellín y Bucaramanga, se ha detectado que los automotores contribuyen con
alrededor del 60% de la descarga de contaminantes emitidos a la atmósfera. Para
enfrentar este fenómeno, el Ministerio del Medio Ambiente ha diseñado una serie de
estrategias tendientes a minimizar el impacto de las emisiones vehiculares sobre la
atmósfera.
Una de las estrategias claves del Ministerio es la de promover el uso de combustibles
alternativos menos contaminantes, en especial el gas natural vehicular (GNV) cuyas
importantes reservas, infraestructura de distribución instalada y ventajas comparativa en
precios frente a un combustible tradicional como la gasolina, lo hacen factible y atractivo
de utilizar como combustible automotor.
Sobre estos antecedentes se planteó el desarrollo del presente trabajo, que representa un
esfuerzo conjunto del sector público y privado para dar a conocer a los sectores
interesados en utilizar el GNV, los verdaderos alcances y beneficios que puede
representar el uso de este combustible.
En un proyecto conjunto entre las Empresas Publicas de Medellín (EE.PP.MM.) y el
Ministerio del Medio Ambiente se acordó evaluar mediante este estudio de carácter
experimental, el desempeño mecánico y ambiental de algunos vehículos de la flota de las
EE.PP.MM, que fueron convertidos a GNV y además analizar la factibilidad financiera del
proyecto, de modo que se pudiesen cuantificar los beneficios técnicos, ambientales y
económicos que se obtienen de operar estos vehículos con GNV.
Para entender la justificación del trabajo que estamos presentando, es importante dar
respuesta a un interrogante que frecuentemente surge entre aquellas personas que no
están familiarizadas con el desarrollo de vehículos. ¿Por qué es necesario un estudio en
el país sobre el uso del GNV, si existen antecedentes de muchos años de uso de este
combustible en otros lugares del mundo?
La respuesta a esta pregunta da lugar, no solo a aclarar las inquietudes existentes en este
sentido sino también a resaltar la importancia del trabajo experimental realizado en este
estudio, porque si bien es cierto que existen experiencias internacionales muy validas e
ilustrativas sobre los resultados ambientales, técnicos y económicos del uso del GNV, y
de hecho algunas de ellas se incluirán como referencia en este trabajo, no es posible
extrapolar sus resultados a los que se obtendrían en Colombia, dado que nuestras
condiciones atmosféricas, de tráfico, tipo de parque automotor, composición y costo del
GNV son totalmente diferentes a las de los lugares en que se efectuaron estos estudios.
1
Estudio JICA (Japanese International Cooperation Agency) sobre calidad del aire en la ciudad de Bogotá,
1990
1
El presente estudio, por tanto, pretende adecuar algunas de las pruebas y experiencias
más significativas a las condiciones colombianas, usando para ello los equipos y las
metodologías más idóneos existentes en el país, tomando en cuenta los estudios previos
en el tema para dar a los futuros investigadores, organizaciones y personas interesadas
en el GNV, lineamientos, herramientas y pautas de referencia y de estudio en este campo.
2
OBJETIVOS
Diseñar y aplicar una metodología para la evaluación comparativa del desempeño
mecánico y ambiental de los vehículos de las Empresas Públicas de Medellín
(EE.PP.MM) convertidos a operación bi-combustible Gasolina-GNV.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
-
Describir las características generales del gas natural
-
Identificar y evaluar las propiedades del gas natural como combustible automotor
frente a otros combustibles tradicionales.
-
Presentar los antecedentes, estado actual y perspectivas del uso del gas natural
vehicular (GNV) en Colombia,
-
Describir las tecnologías disponibles para el aprovechamiento del gas natural como
combustible automotor.
-
Recopilar y analizar información disponible en el ámbito nacional e internacional sobre
el desempeño mecánico y ambiental comparativo de los vehículos accionados a
gasolina frente a los propulsados con GNV .
-
Diseñar y aplicar una metodología para evaluar el desempeño mecánico y ambiental
de los vehículos de la flota de las Empresas Publicas de Medellín convertidos para
operación dual (Gasolina-GNV)
-
Realizar una evaluación financiera de todos los aspectos involucrados en los procesos
de conversión y operación de los vehículos de la flota de las Empresas Publicas de
Medellín convertidos para operar a gasolina y GNV.
-
Determinar la viabilidad técnica y financiera de la conversión de vehículos a GNV en el
ámbito del proyecto piloto de conversión de vehículos a GNV de las Empresas
Publicas de Medellín.
3
1.
MARCO DE REFERENCIA
1.1
El gas natural y su uso como combustible automotor
1.1.1
Origen y fuentes del gas natural
El término gas natural se utiliza para designar al gas proveniente del subsuelo que se
extrae durante la explotación del petróleo, ya sea simultáneamente con el petróleo crudo
o de manera independiente.
En la cabeza del pozo, el gas natural es una mezcla de gases de petróleo que está
compuesto en su mayoría por metano (CH4), uno de los hidrocarburos más ligeros y más
simples. Las porciones restantes están constituidas por nitrógeno, dióxido de carbono,
propano, etano, sulfuro de hidrogeno, agua y otros elementos.
El gas natural crudo o no procesado puede contener tanto como 98% o tan poco como
59% de metano dependiendo del campo donde se produjo.
En los yacimientos, los hidrocarburos pueden encontrarse en una o dos fases. En el
primer caso cuando su estado es monofásico, el fluido pude encontrarse en forma líquida,
disuelto totalmente con el petróleo, denominándose yacimiento de petróleo con gas
asociado. Si el fluido del yacimiento es totalmente gaseoso se conoce como yacimiento
de gas libre. En el segundo caso, cuando la acumulación de hidrocarburos se presenta en
dos fases, como líquido y como gas, se le denomina yacimiento con capa de gas, pero si
el estado gaseoso contiene hidrocarburos valorizables en superficie se tiene un
yacimiento de condensado de gas.
1.1.2
Propiedades del gas natural
Para evaluar y analizar las consecuencias del uso del gas natural en el desempeño de los
vehículos, antes de hacer ensayos experimentales, es preciso entender la influencia de
las características físico-químicas del gas natural sobre los procesos de combustión que
se producen al interior de sus motores.
A continuación se explican las características principales del gas natural y se hace un
paralelo con las de otros combustibles de uso automotor, de modo que se puedan
establecer las diferencias, ventajas o desventajas que implica el uso de uno u otro
combustible.
En esencia, la gasolina y el diesel son mezclas complicados de hidrocarburos, incluyendo
componentes aromáticos, nafténicos y parafínicos. Típicamente la gasolina contiene
hidrocarburos con 5 a 12 retornos de carbón, el diesel átomos de 12 – 18. Como resultado
de una combustión incompleta puede formarse compuestos parcialmente de oxidados de
alta complejidad y muy contaminantes.
El gas natural se adapta muy bien a los motores de ciclo de Otto (encendido por chispa),
tiene muy buena resistencia a la detonación, se mezcla en forma homogénea con el aire y
presenta, por su composición química simple, un solo átomo de carbono, una combustión
4
más completa, libre de hollín y con menos producción de contaminantes como monóxido
de carbono (CO) e hidrocarburos (HC) y otros elementos como el dióxido de carbono
(CO2), generador de efecto invernadero.
Si por alguna razón se presenta una combustión incompleta, los hidrocarburos hallados
en el escape serán en su mayoría metano, que es inofensivo para la salud pero que
contribuye al efecto invernadero.
H
H
C
H
CH4
H
Figura 1. Molécula de Metano
•
Estado en la naturaleza
El gas natural existe en forma gaseosa a presión atmosférica debido a su punto de
ebullición sumamente bajo de alrededor de – 259 °F (-161ºC). Es un gas incoloro e
inodoro al que se le agrega olor para facilitar la detección de fugas. El olor deberá ser
evidente en cualquier momento en que la proporción de gas alcance 0.5 % en el aire.
•
Contenido energético
Es común el expresar el contenido de energía de un combustible en BTU (Unidad Térmica
Británica) que representa la cantidad de calor requerido para aumentar la temperatura de
1 lb. de agua en 1°F.
El contenido de energía de un combustible medido en BTU no refleja la cantidad de
energía que debe usarse para vaporizar el agua que se produce durante la combustión.
La cantidad de agua producida variará con cada combustible y de igual manera variará la
cantidad de energía consumida para vaporizarla. Esta energía calorífica se pierde y no
puede ser utilizada por el motor.
5
El menor poder calorífico (el contenido de energía después de que se deduce la pérdida
de energía) de los combustibles estará presente en esta unidad. Veamos las
características de varios combustibles:
-
Gas natural
El contenido de energía del GNV variará dependiendo de la fuente de gas usada. Esta
variación dependerá del contenido de metano del gas natural. Típicamente, el contenido
de BTU del gas natural comprimido a 2,400 psi y 70°F (21.1ºC) está alrededor de 19,760
BTU/m3.
-
Gasolina
La gasolina excede a todos los combustibles en contenido de energía por unidad de
volumen. Esto se debe a que la gasolina es una mezcla compleja de productos derivados
del petróleo y aditivos que provee un alto contenido de energía y cumple las necesidades
del motor de combustión interna. No obstante esta misma composición química tan
positiva en términos energéticos, ocasiona que haya mayor probabilidad de combustión
incompleta durante la operación de los motores y por lo tanto una mayor producción de
material contaminante para ser expelido a la atmósfera.
El contenido de BTU de la gasolina varía según la calidad del combustible seleccionado y
la formulación del combustible para cumplir necesidades especiales tales como climas y
estaciones.
El contenido de BTU de la gasolina está alrededor de 115,000 BTU / galón líquido.
-
GLP (Gas licuado del petróleo)
El contenido de energía del propano HD - 5 está alrededor de 82,450 BTU por galón de
líquido. Ya que el GLP no es propano puro, el contenido de energía variará, pero solo
ligeramente, según el porcentaje de butano y otros gases presentes en el GLP usado.
•
Densidad de vapor
La densidad de vapor es un tipo de medida del peso específico en que un volumen de gas
se compara con una cantidad igual de aire. El aire se dice que tiene una densidad de
vapor de 1.0. Cualquier número inferior a 1 es más liviano que el aire y cualquier número
más alto que 1 es más pesado que el aire. El gas natural tiene una densidad de vapor de
0.68.
Ya que el gas natural es más liviano que el aire, subirá si se descarga en la atmósfera.
Esto hace del gas natural un combustible motor seguro. En un accidente en que un
componente de gas natural se rompa, el gas subirá rápidamente y se dispersará, más
bien que acumularse, evitando así un peligro de incendio.
En un caso similar el propano, más pesado que el aire, y también la gasolina o el diesel
se acumulan a nivel del piso representando un peligro mucho mayor.
6
•
Límites de inflamabilidad en el aire
Para que un combustible queme, debe haber oxígeno presente en una relación apropiada.
Una combinación de demasiado combustible y muy poco aire no quemará; así mismo,
demasiado aire y muy poco combustible tampoco lo harán. Podemos mostrar estos límites
como un porcentaje de combustible que debe estar presente en un volumen de aire para
que la combustión ocurra.
El límite inferior de inflamabilidad para el gas natural es 5%. Si hay menos de 5% de gas
natural presente en un volumen de aire, no quemará.
El límite superior de inflamabilidad es 15%; cualquier cantidad mayor no quemará.
•
Temperatura de encendido
Para que la combustión ocurra deben estar presentes tres elementos: combustible,
oxígeno y una fuente de encendido. Para encender el gas natural la fuente de encendido
debe ser de por lo menos 1200°F (649ºC).
La temperatura de inflamación de la gasolina está alrededor de 600°F (315 ºC), alrededor
de 50% de la del gas natural.
•
Velocidad de la llama
La velocidad de la llama se mide en pies por segundo (fps) o metros por segundo (mps) y
es una medida de cuán rápido quemará un combustible.
La velocidad de llama del gas natural está alrededor de 2.2 fps., comparada a la velocidad
de llama de la gasolina de 2.8 fps, el gas natural quema más lento.
Cuando se determina el avance de encendido para un motor, es importante que se ajuste
para que el combustible sea completamente quemado y las máximas presiones finales de
la compresión sean alcanzadas alrededor de 10° - 15° DPMS. Esto aplica a cualquier
combustible usado en un motor de combustión interna.
Un combustible que quema más lento, debe encenderse antes de forma que termine de
quemarse al mismo tiempo sin considerar el combustible usado.
•
Relación estequiométrica de aire / combustible
La relación estequiométrica es la relación ideal de mezcla de aire / combustible para la
cual todo el oxígeno y todo el combustible se utilizan en el proceso de combustión. Las
relaciones estequiométricas de algunos combustibles son las siguientes:
•
Gasolina
14.7:1
•
Propano (GLP)
15.6:1
•
GNV aproximadamente
16.4:1
7
El que la relación ideal aire / combustible para el gas natural (16.4:1) sea superior a la de
la gasolina (14.7:1) significa que se requiere más aire para quemar 1 lb. de gas natural
que para quemar 1 lb. de gasolina.
La cantidad de aire requerida para quemar un volumen de combustible es crítica para la
operación del motor.
La cantidad de aire que un cilindro del motor puede tomar está limitada por el
desplazamiento y el rendimiento volumétrico del cilindro. En un motor, se puede limitar la
cantidad de aire tomada en un cilindro cerrando la válvula estranguladora del acelerador,
pero no se puede aumentar la cantidad de aire tomada más allá de los límites físicos del
cilindro. Además, a medida que se requiere más aire para quemar un combustible, el
volumen de combustible factible de introducir en el cilindro se reducirá proporcionalmente.
De acuerdo con lo anterior, físicamente el volumen de gas natural que se podrá introducir
en un cilindro será menor que el de gasolina, y, teniendo en cuenta que el gas natural
tiene un contenido de energía inferior, la potencia del motor obtenida con gas natural será
menor.
A pesar de sus diferencias, la cantidad de pérdida de potencia por el uso de gas natural
en reemplazo de la gasolina está entre el 10 y el 20%, rango en el cual no debería
percibirse por el conductor, excepto en operación con carga muy alta y/o en operación
con el acelerador completamente abierto.
•
Clasificación de Octanaje
El índice de octano es un número usado para medir y comparar las características
antidetonantes de combustibles para motores. Entre más alto el número, mayor la
capacidad antidetonante del combustible. A continuación se indican los índices de
octanaje de algunos combustibles:
Combustible
Índice de octano
Gasolina sin plomo
87-97
GLP (HD - 5)
107
Gas natural
115 – 130
Tabla 1. Índice de octanaje para diferentes combustibles
Un mayor octanaje permite mayor avance del encendido sin detonación o cascabeleo,
que permite a su vez una mejor combustión del motor sin riesgo de daño.
8
•
Requerimientos de encendido
En un motor de encendido por chispa el sistema de encendido debe ser capaz de producir
una chispa en la cámara de combustión y mantener esta chispa hasta encender
completamente la mezcla de aire / combustible.
Cada combustible tiene sus propios requerimientos de encendido. Es más difícil hacer
saltar una chispa eléctrica entre la separación de los electrodos de una bujía cuando la
mezcla de aire / combustible es pobre que cuando es rica porque el aire tiene más
resistencia eléctrica que el combustible. De igual manera es más difícil hacer saltar una
chispa en una mezcla de aire / combustible donde se usa un combustible gaseoso debido
a que los gases no se ionizan tan fácilmente como lo hace la gasolina.
El calentamiento de la fuente de encendido también es muy importante. La gasolina
requiere alrededor de 600°F (315ºC) y el GNV alrededor de 1200°F (649 ºC),
aproximadamente dos veces la temperatura requerida por la gasolina.
Por los anteriores factores, los requisitos de encendido de los motores son más exigentes
cuando se operan con gas natural. Los sistemas de encendido de alta energía que
actualmente se utilizan en los motores de gasolina pueden manejar estos requerimientos,
pero deben mantenerse en sus condiciones ideales de operación.
•
Requerimientos de ajuste del encendido
El avance inicial del encendido y la totalidad de la curva de avance tendrán que
modificarse cuando se utilicen combustibles alternativos. Esto se debe a la rata de
desplazamiento de llama más lenta de estos combustibles. Si toma más tiempo quemar la
mezcla aire-combustible, entonces se debe comenzar a quemarla antes. La cantidad de
aumento de avance de tiempo será diferente para cada combustible.
En el gráfico se muestra un tipo de curva “dual” en el cual el avance a bajas revoluciones
del motor, menos de 1000 RPM, se conserva igual para gas que para gasolina.
Cuando la velocidad del motor supera las 1000 RPM y está operando con gas, un
dispositivo (curva dual) avanza el encendido para compensar la menor velocidad de
combustión (desplazamiento de llama) ver figura 2.
9
Figura 2. Curva de avance de encendido requerido para operación de motores con GNV
Este mismo factor hará cada vez más necesaria la intervención de los OEM (Fabricante
de Equipo Original) en el diseño y desarrollo de motores que operen con gasolina y gas,
ya que los motores modernos para alcanzar menores niveles de emisiones, operan con
sistemas de encendido y alimentación de circuito cerrado controlados por computadora,
de este modo los cambios de avance serán realizados por controles electrónicos
fabricados para cada combustible y vehículo en particular.
•
Emisiones contaminantes
En vehículos sin convertidor catalítico que trabajan en circuito abierto el cambio de
gasolina a gas generalmente conlleva una reducción en las emisiones contaminantes del
escape. Hoy en día, sin embargo, los sistemas de control del motor, la eficiencia del
convertidor catalítico y la operación en circuito cerrado, con retroalimentación son factores
decisivos desde el punto de vista de la reducción de contaminantes. En esos vehículos el
combustible en sí mismo juega un papel menos importante.
En aspectos como el uso total de energía y emisiones de gases de invernadero, acuerdos
internacionales han definido la reducción drástica en las emisiones de gases de
invernadero. En vehículos gasolina se puede lograr una reducción substancial de CO2
cambiando a gas natural. Adicionalmente, el metano, principal componente del gas
natural puede ser recolectado a partir de tratamiento de desperdicios orgánicos por lo que
es posible operar vehículos a gas natural con un combustible renovable.
•
Rendimiento de los motores
El GNV presenta un buen rendimiento con el motor frío sin necesidad de recurrir a
enriquecer la mezcla de combustible o avanzar el encendido a velocidad de ralentí.
10
El GNV produce menos potencia que la gasolina. Sin embargo, debido a los modernos
controles electrónicos del motor esta pérdida de potencia debería ser notada por el
conductor únicamente bajo severas condiciones de carga.
La pérdida de potencia típica para el GNV debe estar entre el 10% y 15 % cuando el
sistema se instala adecuadamente y está bien sincronizado.
•
Arranque en clima frío
En comparación con la gasolina, el GNV tiene mejores características de arranque porque
tiene un punto muy bajo de ebullición y permanecerá como vapor aun en climas muy fríos.
Como ya se mencionó el gas forma fácilmente una mezcla homogénea con el aire que
entra en los cilindros. Esta es una ventaja para el encendido en frío. Si el motor es
dedicado a gas no se requiere de ningún enriquecimiento como en el caso de la gasolina,
con la cual, para garantizar que la cantidad de combustible necesaria reaccione, es
indispensable enriquecer la mezcla en una relación de 5 a 10 veces para asegurar el
arranque.
•
Peso del combustible
La gasolina pesa alrededor de 6.5 lb. (2,9 Kg.) por galón, de forma que 20 galones (el
volumen de un tanque típico) pesarían 130 lb. (59 Kg.).
El gas natural utilizado en los vehículos no es almacenado como líquido. Los vapores de
gas, comprimidos en un volumen de un galón pesan alrededor de 1.1 lbs. (0.5 Kg.),
haciendo del GNV el más ligero de los combustibles alternativos. Sin embargo, para
conseguir la misma autonomía que un vehículo a gasolina, el GNV y su tanque tendrían
que pesar 470% más, dependiendo de la tecnología usada en el tanque.
Los cilindros de combustible de compuesto más liviano rebajarían el peso combinado de
GNV y del tanque. Sin embargo, son todavía significativamente más pesados que los
otros tanques de almacenamiento de combustible líquido.
•
Autonomía de manejo
Si usamos como base de comparación un vehículo abastecido con gasolina suficiente
para viajar 320 Km, el mismo vehículo con el mismo volumen de GNV, viajaría alrededor
de 80 Km. Es necesario tener presente que el GNV es un gas a presión y no un líquido,
de modo que siempre tendremos menos combustible en el mismo volumen.
Autonomía de manejo comparada con la gasolina:
GLP (Propano)
15 % menos
GNV
75 % menos
11
A pesar de que estos valores de autonomía favorecen ampliamente a la gasolina frente al
GNV, es posible que al tener en cuenta el menor precio del GNV, resulte que el costo
para recorrer la misma distancia sea menor con este combustible que con gasolina, o
dicho de otra manera, con el mismo dinero se pueden recorrer más kilómetros.
•
Vida del motor
El uso de GNV puede extender la vida del motor, básicamente porque es un combustible
gaseoso. Como gas seco, no lava las paredes del cilindro que es lo que ocasiona la
reducción de lubricación. También es menos probable que contamine el aceite del motor,
siendo posible extender el tiempo entre cambios de aceite y aumentar la vida del motor
por no debilitar la capacidad lubricante del aceite. Es menos propenso a ocasionar
sedimentos de carbón en el motor.
No obstante el hecho de ser un gas implica que no tiene capacidad lubricante de un
combustible líquido como la gasolina, haciendo necesario el uso de asientos de válvulas
más resistentes y aumentando la exigencia sobre el sistema de enfriamiento.
•
Seguridad del combustible
Siempre existen riesgos asociados al uso de un combustible. Si una sustancia no es fácil
de encender y no quema suficientemente rápido, no sería un combustible adecuado para
el uso en motores de los vehículos.
Aunque todos los combustibles para motores son peligrosos, algunos lo son menos que
otros. Podemos determinar la seguridad de un combustible examinando aspectos tales
como su forma de almacenamiento en el vehículo, la inflamabilidad y toxicidad del
combustible, las boquillas de llenado y la posibilidad de que se produzcan derrames y/o
salpicaduras.
-
Tanques de almacenamiento
Los tanques, o mejor, los cilindros de GNV son más resistentes a la ruptura y al
punzonado que un tanque de combustible líquido normal. En caso de una colisión o
accidente con estos depósitos es menos probable dejar escapar combustible que con un
tanque de gasolina. No obstante en un caso extremo en que definitivamente se produzca
una ruptura del tanque o de una tubería de alta presión, el gas fugaría a una muy alta
velocidad de modo que podría ocasionar lesiones personales.
-
Inflamabilidad del combustible
Si hay demasiado o muy poco combustible presente en el aire, este no puede
encenderse. La ventana de inflamabilidad (cantidad de combustible presente en el aire
para que la combustión tenga lugar) es diferente para cada combustible.
La ventana de inflamabilidad puede ser establecida como el porcentaje de combustible
presente en una cantidad de aire. Las ventanas de inflamabilidad para diversos
combustibles son:
12
Combustible Límites de inflamabilidad
GNV
Rango
5 % - 15 %
10
Propano
2.4% - 9.5 %
7.1
Butano
1.8% - 8.4%
6.6
Gasolina
1.4% - 7.6%
6.2
Tabla 2. Límite de inflamabilidad para diferentes combustibles
Cuando consideramos la inflamabilidad del combustible debemos considerar también
cuan rápido se disipará el combustible en la atmósfera.
En el evento de un escape en un tanque de gas natural, siendo mucho más liviano que el
aire, se disipará muy rápidamente, mientras que el propano y todos los combustibles
líquidos que son más pesados que el aire, se acumularan a nivel de piso y estarán
presentes en una cantidad de aire menor, haciendo más factible su ignición.
-
Toxicidad del combustible
La gasolina es muy tóxica. En caso de un derrame se contaminaría el agua subterránea y
el suelo, necesitando una limpieza ambiental.
El GNV no es tóxico; sin embargo, en áreas encerradas ocasionará asfixia.
-
Llenado de combustible
Para abastecer a los vehículos con GNV se usan uniones positivas, de tal forma que hay
poco escape de combustible. Cuando se suministra un combustible líquido, los vapores
del mismo están continuamente presentes en la boquilla del surtidor y además la
posibilidad de un derrame de combustible es alta.
•
Tiempo de llenado del tanque del vehículo
Para abastecer un vehículo a GNV, el tiempo de llenado variará dependiendo de qué tipo
de sistema se esté utilizando:
-
Un sistema de llenado lento de GNV comprime el gas a medida que el cilindro está
siendo llenado; este tipo de relleno tomará entre 3 - 5 horas.
-
En un sistema llenado rápido de GNV, el gas se comprime en una cascada de
cilindros de almacenamiento y se transfiere al tanque del vehículo. Este llenado toma
aproximadamente el mismo tiempo que el llenado con gasolina.
13
1.2
Desarrollo y perspectivas del uso del GNV en Colombia
1.2.1
Antecedentes
Los primeros estudios para el desarrollo del proyecto de sustitución de combustibles
líquidos por gas natural para el sector del transporte en Colombia fueron realizados por
Ecopetrol a principios de los años ochenta. En ese entonces los objetivos perseguidos
con el proyecto, que aun están vigentes, fueron; incentivar el uso de un combustible que
contribuyera a reducir los índices de contaminación ambiental, remplazara en parte la
importación de gasolina con el consecuente ahorro de divisas para el país y brindará a los
usuarios de vehículos beneficios económicos gracias a su menor precio.
En el año de 1986, esta iniciativa oficial contó con un decidido impulso por parte del sector
privado, Promigas empresa encargada de la comercialización del gas natural en la Costa
Atlántica, instaló las primeras estaciones de gas natural comprimido y proporcionó los
medios para realizar las conversiones de los primeros vehículos a GNV en su región de
influencia. Para esa misma época, en el interior del país fue instalada una estación de
suministro de GNV por la empresa Alcanos del Huila, destinada a atender el parque
automotor de la ciudad de Neiva.
A partir de estos primeros esfuerzos realizados para promover el uso del GNV y gracias a
la construcción de la red nacional de gasoductos que permite llevar este combustible a los
grandes centros urbanos, se ha ido consolidando lentamente y a través de los años el uso
del gas natural en el sector del transporte del país, en particular en la Costa Atlántica en
donde circulan alrededor de 4000 vehículos convertidos.
En los últimos años, el gobierno nacional, consciente de la necesidad de racionalizar la
balanza energética, ahorrar divisas por sustitución de la importación de la gasolina y
reducir el impacto de los vehículos sobre el medio ambiente, ha emprendido nuevas
acciones tendientes a impulsar y dar un renovado impulso al uso del GNV a nivel
nacional, para lo cual ha conformado un grupo interdisciplinario y multisectorial
coordinado por Ecopetrol, en el cual se analizarán aspectos claves para el éxito del
programa como son entre otros: el dimensionamiento del programa, la normalización del
uso del GNV en vehículos, esquemas tarifarios y estímulos para la conversión de
automotores.
1.2.2
Situación actual del mercado del GNV en Colombia
En la Figura 3 se muestra el desarrollo del mercado del gas natural vehicular en
Colombia. Es posible observar cómo desde un comienzo el GNV ha tenido una muy
buena acogida y su consumo ha mostrado un crecimiento constante, aunque no muy
acelerado. Se espera que con el impulso que se le está dando al uso del GNV en
ciudades como Bogotá y Medellín, mediante la instalación de nuevas estaciones de
suministro (3 más en Bogotá y 2 nuevas en Medellín) el parque automotor convertido
crezca sustancialmente en los próximos años.
14
TOTAL DE VEHICULOS CONVERTIDOS A GNV
6000
5000
Cantidad
4000
3000
2000
1000
0
1986
1989
1992
1995
1997
1999
Años
1986
1989
1992
1995
1997
1999
Cantidad de vehículos
convertidos a GNV
38
945
2962
4175
4650
5199
Número DE Estaciones de GN
1
6
15
18
22
22
MMCM vendidos/año (1)
0.8
6.2
36.4
52.3
59.7
60.1
MMCM promedio/estación
0.8
1.0
24
29
27
27
(1) - MILLONES DE METROS CUBICOS
Figura 3. Datos generales de vehículos y estaciones de suministro de GNV en el país
En la figura 4, se muestra la distribución del parque por tipo de vehículo convertido. Como
es de esperarse el mayor número de usuarios a la fecha, se encuentra entre los vehículos
de uso intensivo que recorren grandes distancias diariamente como son los buses y
vehículos de distribución de carga en ciudad. Estos automotores se ven beneficiados en
su operación por el diferencial de precios a favor del GNV que existe en la actualidad.
El uso del GNV en el segmento de los taxis está poco desarrollado respecto a la cantidad
de vehículos de esta clase en circulación en el país. Quizás la principal causa para el bajo
número de taxis convertidos hasta el momento, ha sido la falta de una cantidad suficiente
de estaciones de suministro en las grandes ciudades que garanticen el funcionamiento de
los vehículos. Además, hasta hace muy poco tiempo no existían medios adecuados de
financiación para las conversiones que estimularan a lo propietarios a utilizar el GNV.
15
3%
15%
3%
Autom oviles particulares
(1% )
Taxis (4% )
1% 4%
Buses (59% )
Cam ionetas(15% )
15%
59%
Cam iones M edianos (15% )
Cam peros (3% )
Figura 4. Distribución de vehículos convertidos por segmento
1.2.3
Expectativas de mercado para el GNV
Estudios recientes de la Unidad de Planeación Minero - Energética (UPME), adscrita al
Ministerio de Minas, señalan un potencial crecimiento del parque de vehículos convertidos
a GNV de 80.000 unidades; este crecimiento deberá estar asociado a un aumento en el
número de estaciones de suministro de GNV distribuidas en el territorio nacional.
En la figura 5, se muestra la distribución geográfica del parque automotor convertido y de
las estaciones de GNV que se estima estarán en servicio en los próximos 10 años.
16
Chuchupa
Ballena
Riohacha
Santa Marta
Barranquilla
Villanueva
Cartagena
Codazzi
ZONA NORTE
VEHÍCULOS
EST SERV GNV
16.000
70
Sincelejo
ZONA NOROCCIDENTAL
VEHICULOS
21.800
95
EST SERV. GNV
Guepaje
Curumani
Provincia/Payoa
B/bermeja
Medellín
Sebastopol
Bucaramanga
Opón
Vasconia
La Belleza
Manizales
Pereira
Mariquita
Ibague
Armenia
Gualanday
Montañuelo
Bogotá
Cusiana
El Porvenir
Villavicencio
ZONA CENTRAL
VEHICULOS
EST SERV. GNV
32.000
141
Apiay
Cali
Neiva
ZONA OCCIDENTAL
VEHICULOS
12.800
56
EST SERV. GNV
TOTAL
VEHICULOS
EST SERV. GNV
82.600
362
TALLER DE SERVICIO Y
50
CONVERSIÓN
Figura 5. Distribución geográfica del programa de GNV para los próximos 10 años.
17
2.
TECNOLOGÍAS PARA EL USO DEL GAS NATURAL EN VEHÍCULOS
Si se analizan con cuidado las propiedades del GNV explicadas en los numerales
anteriores, se puede concluir que este posee muchas de las características ideales de un
combustible de uso automotor; su estado gaseoso, su composición con menor contenido
de carbono, su alto número de octano (menor tendencia al auto encendido) y su
combustión más limpia, son condiciones que lo hacen adecuado para utilizarse en
motores de combustión interna y atractivo para el ambiente por sus potencialmente
menores emisiones contaminantes.
No obstante, es claro que otras propiedades del gas natural como su velocidad de llama,
su relación estequiométrica (16.4:1), sus requerimientos de encendido y su necesidad de
almacenamiento a alta presión, impiden que se aproveche todo el potencial del GNV
cuando se utiliza en motores que han sido diseñados originalmente para trabajar con
gasolina o diesel.
La condición ideal para aprovechar todas las ventajas del GNV es que se utilice en un
motor diseñado conforme a sus propiedades. Desafortunadamente aunque existen
desarrollos de motores para uso exclusivo de GNV, estos no se han producido ni se han
comercializado en la misma escala de los diesel o gasolina que continúan predominando.
A pesar de esta dificultad, el uso del GNV en el sector automotor se ha difundido
ampliamente en muchas regiones mediante una industria dedicada a la adaptación de los
motores de gasolina y diesel para que utilicen gas natural, los cuales, si bien no
constituyen la opción óptima para el aprovechamiento del GNV, si son una buena
alternativa para sustituir combustibles tradicionales ya sea por razones económicas o por
razones ambientales.
Todos los sistemas de combustible de operación con GNV tienen los siguientes
componentes principales:
•
Almacenamiento de gas
•
Regulación (reducción) de presión de una o varias etapas
•
Unidad de mezcla aire-gas (mezclador)
Hay dos formas para controlar el suministro de gas al motor, mecánica o
electrónicamente. Dependiendo del tipo de sistema de combustible, los motores a gas
pueden dividirse en 4 categorías:
1ra generación
- Sistema mecánico de suministro sin retroalimentación
2da generación
- Sistema mecánico de suministro, control de circuito cerrado
- Inyección electrónica sin retroalimentación.
3ra generación
- Inyección electrónica – sistema cerrado con retroalimentación
4ta generación
- Sistema con OBD (Diagnóstico a bordo).
La clasificación equivalente en motores a gasolina sería:
1ra generación
- Motor alimentado mediante un carburador
18
2da generación
- Inyección electrónica de combustible
3ra generación
- Inyección de combustible multipunto de control de ciclo cerrado.
En un sistema de gas convencional se utiliza como sistema de suministro mecánico un
venturi fijo o variable u otro sistema equivalente. El valor de relación de mezcla aire - gas
variará con las condiciones de operación, es decir, velocidad del motor, carga, presión del
tanque de gas y temperatura.
Las regulaciones de emisiones más estrictas de Norteamérica y Europa no pueden
cumplirse con sistemas mecánicos de primera generación.
Figura 6. Sistema de gas convencional de primera generación
Si se usa un convertidor catalítico de tres vías para reducir el volumen de emisiones
contaminantes en el escape, se requiere de un sistema de retroalimentación que provea
control preciso de la relación de aire - gas.
Se usa entonces un sensor de oxígeno en los gases de escape. El sensor mide el
contenido de oxigeno remanente en los gases de escape, el cual es inversamente
proporcional a la riqueza de la mezcla usada para la combustión (más oxigeno = mezcla
más pobre).
Cuando el sensor envía una señal de retroalimentación que indica mezcla rica (poco
oxígeno), el sistema electrónico de control debe reducir la entrega de combustible, si su
señal indica mezcla pobre (mucho oxígeno), el sistema debe aumentar la entrega.
Estas variaciones en los volúmenes y en la proporción de la mezcla son controladas
mediante técnicas sofisticadas de software y equipos electrónicos.
Se usa un motor de pasos similar a una válvula de control de aire de mínimas para surtir
el gas. Esta válvula tiene la habilidad de modificar su posición (apertura) dependiendo de
19
la señal recibida del computador de control. La figura 7 muestra un sistema como el
mencionado, de 2ª generación, más sofisticado que los usados en las instalaciones sobre
motores carburados.
Figura 7. Sistema de 2da. generación (motor de pasos).
Para lograr el rendimiento óptimo en condiciones dinámicas, se requiere de un sistema de
suministro de GNV de 3ra. generación. Durante los últimos años se han probado las
emisiones de vehículos livianos en ciclos de prueba dinámica, y los límites de emisiones
actuales no han podido cumplirse sin la ayuda de controles electrónicos muy precisos.
En términos generales, existen tres alternativas básicas para utilizar el gas natural en
vehículos automotores, las cuales son: con motores dedicados para uso de GNV, con
motores bi-combustible y con motores de operación dual. A continuación se explican
brevemente los aspectos fundamentales de cada una de tecnologías.
20
2.1
Vehículos dedicados a GNV2
Como su nombre lo indica, son vehículos “dedicados” para uso exclusivo de gas natural.
Como se señaló anteriormente son la solución ideal para aprovechar las propiedades del
gas natural. Aunque generalmente han sido desarrollados a partir de diseños de vehículos
a gasolina se ha contemplado las propiedades particulares del GNV en el resultado final.
Algunos fabricantes de equipo original que han desarrollado y comercializado vehículos
dedicados a GNV son: Ford, Honda y GM en el mercado de vehículos livianos y Renault y
Volvo en el de buses de transporte público. Además Caterpillar y Cummins poseen
motores dedicados a GNV para ser equipados en vehículos pesados ya sean camiones o
buses.
Los diseños de motores de encendido por chispa diseñados para operar exclusivamente
con GNV aprovechan las mejores características de combustión del GNV comparado con
la gasolina. El aumento de la relación de compresión implica el aumento de la salida de
potencia y disminuye el consumo de combustible. Cuánto puede ser aumentada la
relación de compresión, depende del índice de octano del combustible que se use. El
octanaje de una gasolina regular es de alrededor de 84 y el del GNV típico es de más de
115. La relación de compresión de motores gasolina es típicamente alrededor de 8.5:1, y
la permitida con GNV es de 13:1. Este aumento implica también una mayor rigidez
estructural del motor y una mayor carga sobre sus componentes mecánicos.
En los motores dedicados a GNV se ha contemplado la mayor necesidad de aire para la
combustión del gas y el diseño de sistemas de encendido adecuados, (generalmente de
alta energía) que suministran la temperaturas y avances de encendido requeridos para
garantizar la correcta combustión del gas.
La inclusión en estos desarrollos de vehículos dedicados a GNV de los elementos de
control electrónico de alimentación de combustible (circuitos de control de circuito
cerrado) y los dispositivos de tratamiento de emisiones contaminantes (convertidores
catalíticos), que actualmente son de uso común en vehículos a gasolina, permitirá reducir
las diferencias existentes a favor de la gasolina en términos de potencia y autonomía de
operación, y ampliar los beneficios ambientales de utilizar el gas natural en los vehículos.
Figura 8. Motor dedicado a GNV con sistema de inyección multipunto.
2
Las definiciones de vehículos dedicados, bi-combustible y duales son las establecidas por la Asociación
Internacional de Gas Natural Vehicular (IANGV de sus siglas en Ingles).
21
2.2
Vehículos bi-combustible
Un vehículo bi-combustible puede funcionar con GNV o con gasolina. Su diseño permite
que el cambio de un combustible al otro se realice de manera manual o automática
cuando se detecte que el gas en el cilindro de almacenamiento está próximo a agotarse.
La mayoría de vehículos bi-combustible que circulan en la actualidad son vehículos
diseñados para gasolina a los cuales se les han instalado los componentes de adaptación
para operación con GNV. Estos vehículos pueden operar correctamente, sin embargo, la
baja relación de compresión original del motor (entre 8.2:1 y 9.5:1) no permite una
operación ni la economía de combustible óptimas cuando funcionan con GNV, ya que las
relaciones de compresión para la combustión del GNV deben ser de alrededor de 13.5: 1.
•
Conversión de vehículos de gasolina a GNV
En la actualidad existen esencialmente dos tipos de equipos de conversión, clasificados
por los mecanismos de reducción de presión que utilizan; estos son: sistemas de venturi
fijo y sistemas de válvula aire gas.
El sistema de venturi fijo se utiliza en motores de baja cilindrada, hasta 2.3 litros, y se
conocen como equipos de presión negativa, el flujo de gas hacia el motor se consigue
gracias a la succión, la salida del GNV en el mezclador se hace a presión atmosférica.
El sistema de válvula aire - gas se utiliza en la gama de automotores de hasta 7.0 litros.
Se conocen como de presión positiva, el flujo de gas hacia el motor se asegura mediante
la presión positiva en el reductor del equipo junto con la succión propia del motor.
•
Componentes de un sistema de conversión bi-combustible GNV- gasolina
En la figura siguiente se ilustra esquemáticamente la ubicación de los elementos de un
sistema típico de conversión utilizado en automóviles.
Figura 9. Sistema de montaje en vehículo
22
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Cilindro de presión (2400 - 3000 psi)
Válvula del cilindro de GNV
Línea de alta presión de GNV
Válvula de corte principal
Válvula de llenado
Interruptor de seguro de encendido
Regulador de presión primario (Reduce la
presión de 3000 a 100 psi)
8. Conexiones de refrigeración
9. Medidor de presión
10. Medidor combustible y presión. (Opc.)
11. Bloqueo por vacío / filtro
12. Tubo de vacío de la válvula de aire
13. Solenoide de control de vacío
14. Tubo de vacío de la válvula de aire
15. Regulador secundario ajustable (Reduce
presión de 100 psi a 2"de agua)
16. Manguera de vapor de GNV
17. Mezclador
18. Mezclador de elevación de vacío (Opción
para vehículos pequeños)
19. Adaptador al motor
20. Adaptador (para motores pequeños)
21. Carburador de gasolina
22. Bloqueo de gasolina
23. Línea de gasolina
24. Panel de control
25. Interruptor de selección de combustible
26. Interruptor de suministro de 12 V
27. Solenoide de control de vacío
28. Vacío al múltiple de admisión
29. Vacío al diafragma del carburador
30. Vacío a la válvula de aire del venturi
Fig. 10. Componentes de un sistema de conversión bi-combustible GNV- gasolina.
La función de cada elemento del sistema de conversión a GNV es la siguiente:
-
Válvula de llenado: es una válvula de retención que permite el paso de gas hasta a
3000 psi mediante una conexión positiva y sellada desde el surtidor de la estación de
suministro de gas hasta los cilindros de almacenamiento del vehículo y que a su vez,
después de ser retirada la boquilla de llenado, evita el escape de gas al ambiente.
23
-
Cilindros de almacenamiento: Son cilindros sin costura, generalmente de acero (al
cromo-molibdeno o al manganeso), destinados a almacenar el gas a una presión de
3000 psi y con un espesor de pared que va desde 7 hasta 11 mm. Son probados a
una presión de 4500 psi. Deben estar sujetos firmemente a la carrocería o al chasis
del vehículo para evitar eventuales deslizamientos, rotación o desprendimiento
durante la marcha del vehículo. Su tamaño varía de acuerdo al tipo de vehículo al cual
están destinados pero en general su capacidad en agua varía entre 30 y 120 litros.
-
Válvulas para los cilindros: Son fabricadas en bronce y se instalan directamente sobre
la boca del cilindro. Permiten el paso de gas desde y hacia los cilindros. Su cierre se
da en sentido horario (a derecha). Estas válvulas poseen discos de ruptura que
operan como mecanismo de seguridad para aliviar la presión en caso de emergencia.
Si el flujo es excesivo, se bloquean.
-
Tubería de alta presión: Generalmente está fabricada en acero al carbono o acero
inoxidable. Su función es comunicar los cilindros entre sí y a éstos con el equipo
surtidor. El espesor de pared en general es de 1mm.
-
Regulador de presión: Es el encargado de reducir la presión desde los 3000 psi que
se tienen en los cilindros hasta un máximo de 5 pulgadas de columna de agua, que es
la presión empleada en vehículos de cilindradas superiores a los 5.0 litros, o tan poco
como 2 pulgadas de agua, usada en automóviles pequeños. Esta regulación de
presión se hace mediante al menos 2 etapas de reducción de presión. El regulador de
presión puede tener un solo cuerpo o 2 para vehículos de gran cilindrada. Tiene
incorporado un circuito de calefacción con refrigerante del motor para evitar el
congelamiento del gas debido a la caída de presión que tiene lugar allí.
-
Válvula manual de cierre: Su función es aislar a los cilindros del resto del equipo para
permitir los trabajos en las líneas con el sistema completamente despresurizado.
-
Mezclador: Al salir el gas a baja presión del regulador se encuentra con el mezclador
que es el encargado de dosificar la mezcla aire-gas que debe entrar a la cámara de
combustión del motor. En el caso de vehículos pequeños el mezclador va montado
directamente sobre el carburador y en los vehículos grandes se utiliza un adaptador
para montar el conjunto sobre la boca del carburador. Para el caso de los vehículos a
inyección se utilizan inyectores de gas similares a los originales de gasolina, o un
mezclador intercalado en la toma de aire.
El equipo de conversión cuenta además con una serie de accesorios que permiten el
funcionamiento normal del vehículo. Estos accesorios son:
-
Electro válvula de gasolina: Es un componente electromecánico ubicado entre la
bomba de gasolina y el carburador que impide el paso de combustible líquido mientras
el automóvil trabaja con gas. La electro válvula cuenta con un sistema de cierre
manual.
-
Electro válvula de gas: También es un componente electromecánico ubicado lo más
cerca posible al regulador de presión y su función es permitir un adecuado paso de
gas tanto en el momento del encendido, cuando se necesita una cantidad extra de
combustible, como durante la marcha normal del vehículo.
24
-
Indicador de nivel: Es un dispositivo eléctrico que dispone de un potenciómetro que
muestra la presión existente en el tanque y por medio de una señal eléctrica activa los
indicadores de nivel. El indicador de nivel está ubicado en la cabina del vehículo en un
lugar visible para el conductor.
-
Conmutador gas - gasolina: Este dispositivo usualmente es un interruptor de 3
posiciones y está integrado al conjunto indicador de nivel; sirve para seleccionar el tipo
de combustible que se desea utilizar para la operación del vehículo.
-
Dispositivo electrónico de avance de chispa: Como el gas opera con un punto de
encendido más avanzado que la gasolina, requiere de un dispositivo que adelante el
momento de encendido de las bujías cuando se utilice gas y que lo atrase
automáticamente cuando se utiliza gasolina.
-
Sensor de oxigeno: Es un elemento que percibe la cantidad de oxígeno en los gases
de escape y envía una señal al conjunto de dosificación cuando es necesario regular
la mezcla aire-gas.
•
Conversión de vehículos de inyección electrónica
La conversión a GNV de un automóvil de inyección con respecto a la conversión de uno
de carburador, debe realizarse con más precaución y con un mayor nivel de precisión
pues los motores han sido diseñados para trabajar con tolerancias más estrechas y
cuentan con sensores, procesadores y actuadores electrónicos.
En general se puede afirmar que la instalación del conjunto reductor y el mezclador
obedecen a los mismo principios que los utilizados en la conversión de automóviles de
carburador. La única diferencia sustancial entre un automóvil convertido a GNV con
carburador y uno con inyección, es que mientras que en el primero la señal de
interrupción del caudal de combustible líquido durante el funcionamiento con GNV es
producida por una electro válvula, en el segundo es producida por un relé. En ambos
casos la electro válvula o el relé actúan interrumpiendo el funcionamiento de la bomba de
combustible o de los inyectores.
El circuito eléctrico a interrumpir en el caso de inyección varía de vehículo a vehículo, por
lo tanto durante la instalación del kit es necesario consultar los diagramas eléctricos del
vehículo correspondiente.
De otro lado, el desarrollo de los vehículos con motores de gasolina y sistemas de
inyección de combustible ha estado siempre ligado a la optimización de la operación,
economía de combustible y reducción de emisiones contaminantes en condiciones
dinámicas.
En los vehículos modernos los sistemas de suministro de aire y combustible están
controlados por microprocesadores que reciben información de sensores y “deciden”
cuánto combustible y cuánto avance de encendido van a entregar al motor para su
operación más económica y menos contaminante.
Adicionalmente, el uso generalizado u obligatorio de convertidores catalíticos de tres vías
con sensor de oxigeno de retroalimentación y control han hecho que los vehículos a
gasolina de hoy contaminen tan poco o aún menos que un vehículo equivalente
trabajando con gas sin controles electrónicos.
25
Por estas razones en un futuro cercano será deseable que los fabricantes de equipo
original “integren” los sistemas de operación a GNV en los microprocesadores originales y
que el gas opere como parte constitutiva del sistema original del vehículo. De otro modo,
con instalaciones no originales, el sistema de GNV no podrá ser certificado o su
certificación será mucho más difícil y costosa.
2.3
Vehículos duales GNV - Diesel
Se denomina vehículo dual GNV - DIESEL a aquel que puede operar con combustible
diesel y gas natural simultáneamente.
El GNV no se encenderá por compresión en un motor diesel, puesto que su número de
cetano, medida de la capacidad de un combustible para ser encendido por compresión en
un motor diesel, es demasiado bajo.
Para la operación de los motores duales se comprime una mezcla de gas-aire en un ciclo
diesel de cuatro tiempos; la mezcla no encenderá bajo condiciones de operación
normales, de modo que el encendido se realiza mediante la inyección de un cantidad
“piloto” de combustible diesel. La proporción de la mezcla de GNV y diesel es de
alrededor de 80 a 20.
Uno de los métodos más usados en la actualidad para este tipo de motores es el de
"Fumigación", mostrado en la figura siguiente y que ilustra el principio de operación de los
motores duales.
GNV
Figura 11. Principio de operación por fumigación en un motor dual GNV-Diesel
Como se ve en la figura anterior, una carga secundaria de GNV es introducida a través
del puerto de admisión de aire, se mezcla con este y alcanza el cilindro, en donde será
inyectado el combustible diesel que será encendido por compresión iniciando la
combustión.
26
Las modificaciones al motor para operar en el modo de combustible dual son
relativamente menores y normalmente no involucran el desensamble del motor. En
esencia se adapta alguna forma de carburación de gas o sistema de inyección y se
agrega un sistema de control para hacer que el gas y el diesel se ajusten a los
requerimientos de carga del motor: Los costos de instalación de un sistema dual son por
consiguiente más bajos que los necesarios para equipar un motor dedicado a gas.
El mayor costo en este sistema es el del control de suministro de combustible diesel que
debe ser montado en la bomba de inyección y debe ser supremamente confiable para
evitar sobrealimentación de combustible (gas más diesel) y daño del motor.
27
3. EXPERIENCIAS INTERNACIONALES DE EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV
En este capítulo se describirán algunas de las experiencias en evaluación de vehículos a
GNV, auspiciadas por el Departamento de Energía del los Estados Unidos de América
(DOE por sus siglas en Inglés) en la década pasada. Se incluyen en este estudio las
pruebas de campo y los ensayos de laboratorio realizados por el DOE en vehículos a
GNV, debido a la rigurosidad técnica con que fueron ejecutadas y a que los resultados, en
principio, no están afectados por intereses comerciales.
Los experiencias seleccionadas permiten ampliar la visión sobre las posibles aplicaciones
del GNV, y los beneficios que se pueden obtener con su uso. Además servirán como base
para comparar los diferentes procedimientos utilizados en la evaluación de vehículos a
GNV en otros países y contrastar sus resultados con los que se obtengan al evaluar los
vehículos de la flota de las Empresas Públicas de Medellín, en las condiciones típicas de
operación de nuestro país.
3.1 EVALUACIONES DE VEHÍCULOS A GNV
Con el objeto de entender la metodología de las pruebas y el alcance de los resultados
obtenidos en las evaluaciones de vehículos a GNV que se presentarán más adelante, es
necesario hacer algunas precisiones respecto al tipo de ensayos en condiciones reales de
operación y en laboratorio, que son factibles de realizar para evaluar el comportamiento
mecánico y ambiental utilizando un combustible determinado.
•
Evaluación mediante pruebas de operación normal en campo
Generalmente en este tipo de evaluación se selecciona una flota de vehículos en la que
algunas o todas sus unidades son convertidas para operar de manera dual GNVgasolina, o son reemplazadas por vehículos dedicados a GNV.
Los automotores a GNV de la flota se operan en las mismas condiciones que los demás
vehículos equivalentes a gasolina (recorridos, condiciones de carga, hábitos de manejo,
etc), y se les lleva un control de consumos de combustible, emisiones en condiciones
estáticas, reparaciones o cambios de componentes del motor y frecuencia de cambio de
filtros y lubricantes. Además se recopila y analiza la información subjetiva suministrada
por los conductores en cuanto a: encendido en frío, potencia del vehículo, respuesta de
aceleración, estabilidad del funcionamiento del motor y niveles de ruido en
funcionamiento.
Las principales ventajas de este tipo de evaluación radican en que no se requieren
equipos especializados para efectuarla y no es necesario retirar los vehículos de su
servicio normal para realizar los ensayos. Además, es posible obtener una medición
confiable de los beneficios económicos obtenidos con el uso del GNV como consecuencia
de los menores costos de combustible, períodos mas largos entre cambios de aceite y
menor desgaste de componentes.
28
La debilidad de la evaluación en condiciones reales de operación es que aunque siendo
sus resultados validos para la flota en que se efectuaron los ensayos, no son fácilmente
extrapolables para otros casos, puesto que corresponden a un parque de vehículos y
condiciones de servicio muy específicas. Adicionalmente los datos obtenidos de variables
como pérdidas de potencia y torque, no son del todo confiables, puesto que normalmente
corresponden a las percepciones de los conductores y no a una cuantificación real en
laboratorio. Lo mismo sucede con las emisiones de contaminantes que usualmente se
miden en condición estática, las cuales aunque nos dan una idea de la reducción de
emisiones obtenida con el uso del GNV, no permiten cuantificar de manera exacta la
cantidad de contaminantes expelidos a la atmósfera durante la operación normal del
automotor con carga.
•
Evaluación de desempeño en condiciones de laboratorio
La metodología de la evaluación de vehículos a GNV en condiciones de laboratorio es
más rigurosa que la evaluación en campo, en cuanto a los procedimientos de prueba,
equipos de medición y control de las variables externas que puedan afectar los resultados
de los ensayos.
Los protocolos de los ensayos para la medición de torque y potencia están basados en las
normas SAE3, y los de emisión de contaminantes en las pruebas dinámicas establecidas
en las normas de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos
(EPA – USA4). La aplicación de estos procedimientos estandarizados permite pruebas
comparativas sobre un mismo vehículo utilizando diferentes combustibles y cuantificar de
manera precisa los beneficios obtenidos en cada caso.
Las pruebas de vehículos en laboratorio son muy confiables, en particular para la
determinación de emisiones de contaminantes, pues permiten medir de manera precisa
las emisiones en masa (g/km) generadas por el vehículo bajo carga, cuando utiliza su
combustible original y cuando funciona con GNV. Esto se logra mediante la operación del
vehículo en un ciclo estandarizado de prueba (Velocidad - Tiempo) y la medición por
separado de cada uno de los contaminantes producto de la combustión tales como; el
monóxido de carbono, los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno. Esta medición es muy
representativa del comportamiento del vehículo en condiciones normales de
funcionamiento y por lo tanto permite una cuantificación real del beneficio ambiental del
GNV.
Las pruebas de emisiones dinámicas para vehículos livianos se realiza con un vehículo
completo sobre un dinamómetro de chasis. La Figura 12 muestra una representación
esquemática de un sistema de prueba para vehículos livianos.
3
4
SAE Society of Automotive Engineers. Sociedad de Ingenieros Automotrices.
EPA – USA : Environmental Protection Agency, Unites States of America
29
Figura 12. Representación esquemática de prueba de emisión de gases dinámica
El mismo tipo de dispositivos puede usarse para medir emisiones dinámicas de acuerdo
con las regulaciones de los Estados Unidos de América, las Europeas y las del Japón. La
dilución de los gases del escape y la determinación del volumen de flujo de los gases de
escape se realiza mediante el sistema de muestreo de volumen constante (CVS).
Hay, sin embargo, diferencias considerables tanto en los ciclos de conducción como en
los límites de emisiones. La Figura 13 muestra el ciclo de conducción Americano EPA
FTP75, que es un ciclo con un alto transiente. Este ciclo aún es la base de las pruebas de
emisiones Americanas.
Figura 13. Ciclo de prueba US EPA FTP75 para vehículos livianos
30
El ciclo de conducción Europeo mostrado en la Figura 14, es más artificial, con una parte
modelando conducción urbana (velocidad máxima de 50 km/h) y una parte simulando
conducción en carretera (velocidad máxima de 120 km/h).
Figura 14. Ciclo de prueba Europeo para vehículos livianos
En conclusión se puede afirmar que las pruebas de vehículos en laboratorio aportan
resultados muy confiables y representativos de la operación real de los mismos; no
obstante, su realización requiere de altas inversiones por lo que es usual que los
vehículos seleccionados para prueba sean prototipos representativos de un modelo de
producción masiva, o correspondan a un tipo de vehículo de alto volumen en circulación;
de tal manera que los resultados de los ensayos puedan hacerse extensivos a un gran
parque de automotores.
31
3.2. EXPERIENCIAS DE EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV EN CAMPO
A continuación se presentan dos casos reales de empresas dedicadas a diferentes
actividades, que convirtieron o reemplazaron parte de los vehículos de su flota para poder
utilizar el GNV como combustible.
El primer caso corresponde a una compañía de recolección de basura en New York
(USA), y el segundo a una empresa de taxis en Washington (USA). Ambos experiencias
arrojaron valiosas conclusiones, no solo relacionadas con los beneficios del GNV sino
también con los aspectos a tener en cuenta cuando se convierte una flota de vehículos a
GNV, de modo que se garantice su operación segura, rentable y benéfica para el medio
ambiente.
3.2.1
•
EVALUACIÓN DE UNA FLOTA
FUNCIONANDO CON GNV5.
DE
RECOLECTORES
DE
BASURA
Objetivo
Evaluar el comportamiento mecánico y ambiental de camiones recolectores de basura
equipados con motores dedicados a GNV, frente a camiones diesel que venían siendo
utilizados por la compañía de aseo de la ciudad de New York (USA).
•
Tamaño y especificaciones de la flota de vehículos
Especificaciones de los camiones a GNV utilizados por el Departamento de Aseo de
la ciudad de New York
No de vehículos a GNV:
6
Motor:
Cummins L10 dedicado a GNV
Cilindraje:
10 Litros
Potencia:
240 H.P.
Torque:
750 Lb.Pie
Peso Bruto Vehicular:
70.000 Lb.
Capacidad de los tanques de gas:
36 galones equivalentes de diesel
•
Período de evaluación
La prueba se inició en el mes de Octubre de 1.992 y a la fecha de efectuar el reporte de la
evaluación, los vehículos habían acumulado un kilometraje de 96.000 km operando en el
servicio habitual de la compañía de aseo de New York.
5
El documento completo del estudio en su versión original en inglés puede ser consultado en la dirección de
Internet http//: www.ott.doe.gov/showcase.html.
32
•
Resultados
- Economía y autonomía en el uso del combustible
Debido a que los motores a GNV son de encendido por chispa6 y tienen mariposa de
aceleración, presentan una menor eficiencia en el uso del combustible que los motores
diesel, ocasionadas por las pérdidas en la succión de aire. Estas perdidas se refieren a la
cantidad de energía requerida por el motor para llevar aire a su interior durante el ciclo de
admisión. En el motor diesel estas pérdidas son mucho menores pues no posee mariposa
de aceleración que ocasione restricción al flujo de aire.
La eficiencia en el uso del combustible observada en los camiones accionados por GNV
fue entre un 5% y un 20% menor que la de los vehículos a diesel. Esta diferencia coincide
con la encontrada normalmente entre los motores de encendido por chispa y los motores
diesel.
Referente a la autonomía, los camiones accionados a diesel podían llevar 50 galones de
combustible diesel, que les daba una rango de operación de 152 Km entre
abastecimientos de combustible.
Un galón equivalente de diesel (DGE) es la cantidad de GNV que tiene la misma energía
que un galón de diesel. Los cilindros de gas en los camiones podían llevar hasta 36 DGE
de GNV, de modo que la autonomía de estos camiones a GNV era de 97.6 Km, aceptable
para la operación de recolección de basura, pues las rutas de los vehículos en la ciudad
son generalmente cortas y requieren una sola operación de llenado de combustible por
día.
-
Reparación y mantenimiento
Por ser esta la primera experiencia de uso de vehículos a GNV en la flota de recolección
de basura de la ciudad de New York, se esperaban un sinnúmero de problemas; sin
embargo, aunque en efecto se presentaron algunos inconvenientes, en general se puede
decir que los vehículos se comportaron de manera confiable durante el período de
evaluación, y los usuarios de los mismos quedaron satisfechos con el servicio prestado.
Al inicio del proyecto, uno de los vehículos presentó problemas con el motor cuando un
pistón se fundió a la cámara de combustión. La causa se encontró en un inadecuado
control de la mezcla de aire – combustible. Con la experiencia obtenida en la solución de
esta falla, fue posible corregir los camiones restantes para evitar situaciones similares.
Los registros de mantenimiento mostraron que los vehículos a GNV requirieron mayores
gastos que los diesel. Un componente importante dentro de estos gastos de
mantenimiento fueron los cables de alta, que debieron ser cambiados aproximadamente
cada 6 meses a un costo de US$ 125 por juego de cables. Esta condición de corta
duración de los cables de alta tensión se mejoró con ayuda del fabricante del motor que
desarrolló cables cuya duración fue el doble de los originales.
6
Encendido por chispa : Combustión de la mezcla aire -combustible mediante la chispa generada por las
bujías que se encuentran ubicadas en el interior de las cámaras de combustión.
33
-
Costos
Sobre una base de energía equivalente, el precio al publico del GNV es inferior al del
diesel. Durante el mes de Enero de 1.996, el precio del diesel fue de US$ 1.15 por galón.
El precio promedio del GNV fue de US$ 0.96 por DGE. Esto significaba un ahorro del 17%
para ese entonces. No obstante, buena parte de la ventaja del GNV frente al diesel se
pierde pues los motores que lo utilizan tienen una menor eficiencia que los motores diesel.
Los costos de ahorro de combustible deben estimarse teniendo en cuenta el costo
adicional de un camión a GNV. En el caso de los vehículos recolectores de basura de la
ciudad de New York, por ser los primeros de este tipo, tuvieron un costo
significativamente alto frente a los diesel equivalentes.
-
Emisión de contaminantes
Los motores diesel de uso pesado normalmente se certifican en un dinamómetro de motor
en el cual se someten a un ciclo estandarizado de carga – velocidad y se miden las
emisiones producidas por el motor durante la prueba. Después de que el motor ha sido
ensamblado en el vehículo no es posible efectuar ese mismo ensayo y por lo tanto es
necesario recurrir a un dinamómetro de chasis en el cual se ejecute un determinado ciclo
de prueba.
Para cuantificar las emisiones de los camiones recolectores de basura de la ciudad de
New York, la Universidad de Virginia probó los vehículos en un dinamómetro de chasis,
sometiéndolos a un ciclo de prueba denominado Ciclo del Distrito de Negocios, el cual fue
diseñado para simular el ciclo urbano de paradas y arranques continuos.
Los resultados obtenidos de estos vehículos prototipo fueron notablemente variables. En
algunos casos las emisiones de óxidos de nitrógeno y de monóxido de carbono fueron
menores en los vehículos a GNV y en otros, fueron menores en los diesel. No obstante en
promedio, los vehículos diesel mostraron menor emisiones de estos contaminantes
Las emisiones de hidrocarburos totales fueron significativamente mayores en los
vehículos a GNV, sin embargo, considerando que estas emisiones están compuestas
entre un 90 y un 95% por metano, y que el metano en la actualidad no está contemplado
como elemento contaminante, entonces el valor restante de emisiones de hidrocarburos
no metánicos, que si están regulados, es similar al de los vehículos diesel que se
probaron.
Con relación al material particulado, los vehículos a GNV mostraron resultados
consistentes de prácticamente cero, con respecto a valores de 0.7 gramos de los
vehículos diesel. Estas menores emisiones de los vehículos a GNV son de particular
importancia especialmente para los vehículos de recolección de basura que circulan por
áreas congestionadas en donde la contaminación producida por los automotores se ha
convertido en un serio problema para la salud pública.
34
3.2.2
•
EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV EN UNA FLOTA DE TAXIS
Objetivo
Evaluar la viabilidad técnica y financiera de operar una flota de taxis con vehículos a GNV
en la ciudad de Washington.
•
Antecedentes
Mediante un acuerdo suscrito entre el Departamento de Energía de los Estados Unidos y
un grupo de inversionistas privados que querían aprovechar la creciente preocupación de
la opinión pública por el cuidado del medio ambiente, se fundó la compañía denominada
“Taxis Aire Limpio”, cuyo propósito fue el de poner en funcionamiento una flotilla de
vehículos de servicio público operados a GNV en la ciudad de Washington.
•
Características de la flota de vehículos
No de vehículos a GNV:
15 automóviles para servicio de taxi
Combustible:
GNV
Tipo de vehículos:
5 automóviles Chevrolet Caprice Bi combustible (Gasolina-GNV) y 10
automóviles Ford Crown Victoria dedicados
a GNV.
Ciudad:
Washington (USA).
Acumulación de kilometraje :
1650 km por semana
•
Experiencias con los vehículos convertidos a GNV
Los vehículos fueron convertidos por una compañía recomendada por la empresa de gas
de Washington. Esta compañía también estaba certificada por Ford y General Motors para
convertir sus vehículos. En cada vehículo se instalaron cuatro tanques de GNV que
suministraban una capacidad de combustible de 10.5 galones de gasolina equivalente
(gge) en los Caprice y de 12.5 en los modelos Victoria.
De los quince vehículos, 13 fueron convertidos utilizando componentes electrónicos, y dos
con kits de conversión compuestos en su mayoría por componentes mecánicos. Estos
últimos, al momento del informe, habían operado por 160.000 km sin fallas. Por otro lado,
el 40% de los kits de conversión electrónicos fallaron en el primer año de instalación y
según declaró la compañía, fue muy difícil el obtener servicio para estos kits, pues la
garantía ya había expirado y el fabricante no ofrecía soporte de repuestos.
Debido a esta experiencia negativa con las conversiones, la compañía “Taxis Aire Limpio”
decidió para futuras compras de vehículos a GNV adquirirlos directamente del fabricante y
no emprender procesos de conversión con empresas de conversión independientes; las
35
principales razones para esta decisión fueron; que el fabricante original del vehículo
suministra garantía total sobre el mismo, evitando que se presenten situaciones como las
que suceden cuando el vehículo es convertido por una compañía diferente, y que ante la
eventualidad de un problema no se sabe si la responsabilidad de solucionarlo es del
fabricante del vehículo o del proveedor del kit de conversión.
Otra razón tiene que ver con el espacio del compartimiento de carga (baúl), el cual es muy
importante en los taxis. En este caso los fabricantes pueden diseñar el vehículo
optimizando la ubicación de los tanques en el compartimiento de carga a fin de utilizar el
menor espacio posible.
• Disponibilidad de combustible
Uno de los inconvenientes que afrontó la compañía de Taxis Aire Limpio al inicio de su
operación fue la baja disponibilidad de estaciones de llenado de GNV en la ciudad de
Washington; en ese entonces fue definitivo que los vehículos pudiesen operar con GNV y
también con gasolina, de modo que cuando se agotaba el gas y no existía una estación
de llenado cercana se podia continuar trabajando con gasolina.
Con el aumento del número de estaciones de llenado de GNV en la ciudad, la compañía
de Taxis Aire Limpio pudo adquirir vehículos dedicados a GNV producidos directamente
por el fabricante de equipo original.
•
Costos del combustible y retorno de la inversión
En el año de 1.996, la compañía de taxis Aire Limpio pagó por el GNV entre US$ 0.75 y
US$ 0.94 por gge. La compañía reportó que esto significaba un ahorro de entre US$ 0.30
- 0.50 por gge. (Aproximadamente US$ 0.03 por milla) con respecto al precio promedio de
la gasolina en Washington que era de US$ 1.25 por galón. La expectativa de retorno de la
inversión era de 2.5 años.
• Bajos requerimientos de mantenimiento
La compañía de Taxis Aire Limpio ha acumulado más de 2.08 millones de kilómetros
recorridos con sus quince vehículos a GNV y reportó que no han habido problemas
inusuales de mantenimiento en sus vehículos. De hecho, la compañía ha prolongado los
períodos entre cambios de aceite, pasando de cada 3000 km a cada 9600 km, con base
en el conocimiento de la combustión más limpia de los motores a GNV.
Esta empresa de taxis utiliza el mismo aceite 5W-30 utilizado regularmente en los
motores a gasolina. No obstante, han cambiado las bujías y los cables de alta originales
por elementos similares pero de alto rendimiento, como es el caso de bujías con
electrodos de platino.
36
3.3
EXPERIENCIAS DE EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV EN LABORATORIO
Como se mencionó anteriormente, la importancia de las evaluaciones de vehículos en
condiciones de laboratorio radica en que es posible controlar muchas de las variables que
afectan su desempeño, tales como: hábitos de manejo del conductor, condiciones
ambientales del lugar de prueba y ciclos de carga a que se somete el vehículo.
Los ensayos en laboratorio son de particular interés cuando se están evaluando los
efectos del uso de un combustible alternativo como el GNV, puesto que es posible realizar
pruebas comparativas sobre el mismo vehículo funcionando con su combustible original y
posteriormente probarlo en funcionamiento con GNV. Los datos obtenidos pueden permitir
visualizar las diferencias en parámetros como potencia, torque y emisiones para cada uno
de los combustibles.
Dentro de los estudios documentados, que se consultaron sobre evaluaciones de
vehículos a GNV en condiciones de laboratorio, se encontró uno de particular interés
realizado por el DOE (Departament Of Energy - USA), cuyos objetivos coinciden con los
del presente trabajo, dado que su objetivo primordial fue el de suministrar a los posibles
usuarios del GNV, información confiable acerca del rendimiento, manejo y emisiones de
los vehículos operados con este combustible.
Dada la importancia del documento del DOE y lo pertinente para los propósitos de este
estudio, especialmente por los datos que se obtienen en las pruebas comparativas de
emisiones en condición dinámica, a continuación se incluyen los aspectos básicos del
estudio del DOE denominado “Proyecto de evaluación de vehículos para funcionamiento
con combustible alternativos” y se presentan los resultados de las evaluaciones
efectuadas en dos de los modelos para uso dedicado a GNV:
3.3.1 Proyecto de evaluación de vehículos a GNV del Departamento de Energía de los
Estados Unidos7
•
Objetivo del estudio:
El objetivo primordial fue suministrar información a los consumidores acerca del
desempeño, manejabilidad y emisiones de los vehículos operados con combustibles
alternativos, en particular GNV.
•
Programa de pruebas
El programa de pruebas de vehículos con combustibles alternativos realizado por el DOE
comprendió los siguientes ensayos:
-
Medición de la aceleración del vehículo
Se efectúan tres pruebas:
7
La version original del informe de este proyecto puede consultarse en la dirección de Internet http//:
www.doe.gov/otu/field_ops/nve/.
37
1- Se mide el tiempo que toma el vehículo en llegar hasta 60 mph, partiendo desde
una posición de reposo y con el acelerador a fondo. La prueba se realiza tanto con
el vehículo cargado como descargado.
2- Se mide el tiempo que gasta el vehículo en alcanzar las 60 mph, arrancando
desde 40 mph. con el acelerador a fondo (simulación de sobrepaso).
3- Se mide el tiempo transcurrido y la velocidad final del vehículo después de recorrer
un cuarto de milla con el acelerador a fondo. El resultado es el promedio de seis
ensayos.
-
Prueba de frenado
La superficie seca es concreto, la superficie húmeda es un camino de pavimento de
baja fricción. Se mide la distancia de frenado sobre una superficie seca con el vehículo
a 62 mph, y sobre la superficie húmeda desde una velocidad de 31 mph sin bloquear
las ruedas.
-
Ensayo de economía de combustible
El consumo de combustible en ciudad se determinó usando un ciclo de conducción
urbana - una distancia de 2 millas con 8 paradas. Para el consumo de combustible en
carretera se utilizó un ciclo de conducción promedio de 70 mph sin detenciones. Se
alternaron ciclos urbanos y ciclos de carretera hasta completar un recorrido de 150
millas. Los resultados están reportados con un 70% de conducción en carretera.
-
Calificación de la manejabilidad general del vehículo
Cuatro conductores califican cada uno de los aspectos del vehículo; el resultado final
es el promedio de los cuatro conductores.
-
Pruebas de emisiones conforme a los procedimientos federales de medición
Ambos vehículos, el de gasolina y el de GNV, fueron probados por emisiones
conforme a los procedimientos federales.
-
Capacidad de arranque en frío
Se mantiene el vehículo a - 20 °F en un cuarto con temperatura controlada por un
tiempo mínimo de 12 horas, luego se arranca el vehículo y se registra el tiempo que
toma el motor en arrancar y la velocidad de ralentí. Si el vehículo arranca, entonces se
debe efectuar nuevamente la prueba a -20 °F como confirmación. Si el vehículo no
arranca en el primer intento, repita el procedimiento a una temperatura mayor hasta
determinar la mínima temperatura de arranque.
•
Tipo de vehículos probados
Los ensayos se realizaron sobre un grupo de 5 vehículos, año modelo 1999
conformado por 2 camionetas, 2 automóviles y un vehículo de pasajeros
multipropósito. También se probaron dos camionetas; una tipo Van y la otra una pick
up. Cabe mencionar que todos los vehículos probados fueron diseñados de fabrica
para operar con GNV.
38
3.3.1.1 Evaluación comparativa de vehículos pick up Ford F250 dedicada a GNV y a
gasolina
•
Procedimiento de prueba
Se probaron en la mismas condiciones indicadas anteriormente, las versiones de la F250
dedicada a GNV y convencional a gasolina, con el objetivo de obtener resultados
comparables que permitieran determinar el funcionamiento del vehículo con cada
combustible.
•
Especificaciones de los vehículos FORD F250
MODELO
F250 GNV XL
F250 GASOLINA XLT
MOTOR
-
Cilindraje
5.4 Litros
5.4 Litros
-
Configuración
V8
V8
-
Transmisión
Automática- 4 velocidades
Automática- 4 velocidades
-
Sistema de combustible Inyección electrónica- EFI
Inyección electrónica- EFI
Secuencial
-
Secuencial
Relación de compresión 9.0:1
9.0:1
CAPACIDADES
-
Combustible
18.9 Galones Equivalentes 30 Galones
de GNV a 3000 PSI.
-
Pasajeros
3 adelante
3 adelante
-
Volumen de carga
46.7 pies3
72.6 pies3
-
Peso en orden de
marcha
7650 Lb
7700 Lb
•
En los cuadros que se muestran a continuación se resumen los resultados de las pruebas
de aceleración, consumo de combustible, arranque en frío y emisiones, que son las que
están directamente ligadas con el uso del GNV como combustible. Los resultados de otros
ensayos, como frenado y manejabilidad que están asociados a otros sistemas del
vehículo, pueden consultarse en el documento competo del estudio del DOE que se
incluye como anexo.
39
ENSAYO: ACELERACIÓN
F250 GNV
F250 Gasolina
-
0-60 mph cargada (s)
16.03
13.35
-
0-60 mph sin carga (s)
12.02
9.53
-
40-60 mph (s)
6.03
4.70
-
Tiempo para ¼ milla (s)
18.76
17.28
-
Velocidad final ¼ milla (mph)
72.90
81.55
ENSAYO: CONSUMO DE COMBUSTIBLE (mpg)
F250 GNV
F250 Gasolina
-
Conducción en ciudad
11.6
12.6
-
Conducción en carretera
15.3
15.5
-
Conducción combinada
(ciudad / carretera)
14.6
14.5
ENSAYO: ARRANQUE EN FRIO
F250 GNV
F250 Gasolina
Temperatura
(°F)
Tiempo de
arranque
Calificación de
Ralentí (*)
Tiempo de
arranque
Calificación de
ralentí
- 20
8.5
5
3
6
(*) – La calificación del ralentí va de 1 a 9, siendo 1 el peor caso.
40
ENSAYOS DE EMISIONES
Tier 1:
ULEV:
NMHC:
EPA:
LEV:
Límites de Emisiones Federales de los Estados Unidos en el año 2000
Límites para Vehículos de Muy Bajas Emisiones
(Low Emisión Vehicles a California USA)
Emisiones de Hidrocarburos no Metánicos
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos
Límites para Vehículos de Bajas Emisiones en California
RESUMEN DE LA EVALUACIÓN
Los resultados de la evaluación para una F250 dedicada a GNV y una F250 convencional
a gasolina muestran poca diferencia en la capacidad de arranque en frío y manejabilidad.
Hay una ligera diferencia en la economía de combustible en ciudad (la camioneta a GNV
estuvo alrededor de 8% por debajo), no hay una diferencia significativa en el consumo de
combustible en carretera ni en operación combinada. La aceleración del vehículo a
gasolina fue entre 9% y 28% mejor que con GNV. Los evaluadores de manejabilidad y
rendimiento dieron buenas calificaciones a ambos vehículos.
Los beneficios de usar GNV se vieron principalmente en los resultados de emisiones para
los dos vehículos. Los valores de emisiones medidos para ambos vehículos no solo
cumplieron sino que excedieron los estándares federales para vehículos ULEV (Vehículos
de Emisiones Ultra Bajas). Sin embargo, todos los componentes regulados, incluyendo el
CO2 fueron mucho más bajos para el vehículo operado con GNV. Los Hidrocarburos no
metánicos (NMHC) estuvieron 97% por debajo del vehículo a gasolina. El CO fue 62.6%
más bajo, los NOX fueron 80.6% más bajos y el CO2 estuvo 17% por debajo que los
valores a gasolina. Las emisiones en peso potencialmente tóxicas (incluyendo benceno,
1,3-butadieno, formaldehído y acetaldehído)8 para el vehículo a GNV fueron 99% menores
que las del vehículo a gasolina.
8
Para más información sobre el cálculo de emisiones en peso potencialmente tóxicas, consultar la sección de
emisiones en el sitio web http://www.ott.doe.gov/field_ops/nve/
41
3.3.1.2 Evaluación comparativa de los automóviles Honda Civic versión dedicada a GNV y
versión a gasolina
•
Procedimiento de prueba
Se probaron en la mismas condiciones indicadas anteriormente, la versión dedicada a
GNV y convencional a gasolina, con el objetivo de obtener resultados comparables que
permitieran determinar el funcionamiento del vehículo con cada combustible.
•
Especificaciones de los vehículos Honda Civic
MODELO
Civic GX GNV
Civic LX GASOLINA
MOTOR
-
Cilindraje
1.6 Litros
1.6 Litros
-
Configuración
L4
L4
-
Transmisión
Automática - 4 velocidades
Automática - 4 velocidades
-
Sistema de combustible Inyección electrónica- MPFI
Inyección electrónica- MPFI
-
Relación de compresión 12.5:1
9.4.:1
CAPACIDADES
-
Combustible
8 Galones Equivalentes de
GNV a 3000 PSI.
-
Pasajeros
2 adelante / 2 atrás
3
-
Capacidad del baúl
4.7 pies
-
Peso en orden de
marcha
2599 Lb
•
12 Galones
2 adelante / 2 atrás
11.9 pies3
2456 Lb
En los cuadros que se muestran a continuación se resumen los resultados de las pruebas
de aceleración, consumo de combustible, arranque en frío y emisiones, que son las que
están directamente ligadas con el uso del GNV como combustible. Los resultados de otros
ensayos, como frenado y manejabilidad que están asociados a otros sistemas del
vehículo, pueden consultarse en el documento competo del estudio del DOE que se
incluye como anexo.
42
ENSAYO: ACELERACIÓN
GNV
Gasolina
-
0-60 mph cargada (s)
15.24
14.38
-
0-60 mph sin carga (s)
13.64
12.41
-
40-60 mph (s)
7.07
5.87
-
Tiempo para ¼ milla (s)
19.84
19.18
-
Velocidad final ¼ milla (mph)
72.10
73.28
ENSAYO: CONSUMO DE COMBUSTIBLE (mpg)
GNV
Gasolina
-
Conducción en ciudad
24.3
23.5
-
Conducción en carretera
34.2
32.0
-
Conducción combinada
(ciudad / carretera)
31.1
28.5
ENSAYO: ARRANQUE EN FRIÓ
GNV
Gasolina
Temperatura
(°F)
Tiempo de
arranque
Calificación de
Ralentí (*)
Tiempo de
arranque
Calificación de
ralentí
- 20
--
--
48
4
- 15
4 seg.
6
--
--
(*) – La calificación del ralentí va de 1 a 9, siendo 1 el peor caso.
43
ENSAYOS DE EMISIONES
ULEV:
NMHC:
EPA:
LEV:
Límites para Vehículos de Muy Bajas Emisiones
(Low Emisión Vehicles a California USA)
Emisiones de Hidrocarburos no Metánicos
Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos
Límites para Vehículos de Bajas Emisiones en California
RESUMEN DE LA EVALUACIÓN
Los resultados de la evaluación para un Honda Civic dedicado a GNV y uno convencional
a gasolina muestran poca diferencia en aceleración y manejabilidad. Los evaluadores
reportaron que ambos vehículos maniobran bien, pero que el vehículo a gasolina muestra
una aceleración ligeramente mejor. El espacio del vehículo a GNV presenta un espacio de
baúl significativamente reducido debido a la ubicación del cilindro.
Los resultados muestran una reducción en el consumo de combustible del 8 para el
vehículo a GNV con respecto al de gasolina. Se puede atribuir a la modificación en la
relación de compresión del motor (12.5:1).
Los resultados de las pruebas de emisiones muestran los grandes beneficios de la
operación a GNV. Aunque ambos vehículos cumplen con los niveles establecidos de
emisiones, el de GNV presentó niveles notablemente bajos con valores inferiores a 1/10
de los límites establecidos para vehículos de emisiones ultra bajas (ULEV)
Las emisiones en peso potencialmente tóxicas (incluyendo benceno, 1,3-butadieno,
formaldehído y acetaldehído) para el vehículo a GNV fueron 97% menores que las del
vehículo a gasolina.
3.4 CONCLUSIONES SOBRE EXPERIENCIAS INTERNACIONALES
• Las conversiones de vehículos a GNV con respecto a los vehículos originales
Se encontró que las conversiones a GNV presentan dificultades principalmente porque los
equipos de conversión no han sido desarrollados para un vehículo en particular sino que
son componentes genéricos que se adaptan para el uso en diversos tipos y modelos de
vehículos, siendo poco probable que su funcionamiento sea el optimo en la mayoría de
los casos.
44
En los casos descritos se observaron dificultades con los componentes de control
electrónicos de los kits de conversión, que no mostraron una durabilidad adecuada y no
contaban con soporte técnico de parte de los fabricantes del vehículo ni de los equipos.
Se comprobó cómo una inadecuada calibración de los equipos de conversión a GNV
puede inducir a daños serios en el motor por mala puesta a punto y ajustes incorrectos de
la mezcla aire/combustible.
Los equipos de GNV requieren que el sistema de encendido sea mantenido con mayor
cuidado y, en ocasiones, que los componentes originales, tales como bujías y cables de
alta tensión, sean reemplazados por unos de mayor capacidad y resistencia.
Para alcanzar el rendimiento óptimo de un vehículo dedicado a GNV, es necesario que
éste sea diseñado específicamente para funcionar con este combustible; contemplando
modificaciones en la cámara de combustión para lograr mayor relación de compresión y
por consiguiente una mayor temperatura, e inhabilitando la posibilidad de usar gasolina
como combustible. De otra forma, el rendimiento del vehículo no será óptimo, caso de
todos los vehículos bi combustible.
• Aplicaciones típicas del GNV
En la mayoría de las experiencias documentadas acerca del uso del GNV se encuentra
que los vehículos escogidos para las conversiones son de uso intensivo, de transporte de
carga o de pasajeros; taxis, camiones de reparto, buses, etc. La razón es que estos
vehículos recorren grandes distancias en su operación rutinaria, logrando un ahorro
importante en costos de combustible que permite a los inversionistas un retorno más
rápido de su inversión en equipos de GNV.
• Pruebas de campo
Son las más adecuadas para determinar la viabilidad de utilizar el GNV en una aplicación
específica. Los ensayos no requieren equipos especializados, únicamente un seguimiento
apropiado del vehículo en su condición de operación normal. Estas pruebas permiten
cuantificar las ventajas o desventajas del GNV para un uso particular. El punto débil de
estos ensayos es que los resultados obtenidos en pruebas de campo no permiten
generalizaciones.
• Pruebas de laboratorio
Permiten determinar las ventajas o desventajas reales del GNV debido a que los ensayos
se hacen en condiciones controladas y sobre vehículos nuevos o en muy buen estado.
Los resultados de los ensayos de emisiones en banco son los más cercanos a la realidad
de operación y permiten obtener una comparación válida con los resultados de pruebas
similares realizadas con gasolina u otros combustibles.
• Los resultados
En las pruebas de campo realizadas sobre vehículos con motores de gran capacidad no
es notable para el conductor la pérdida de rendimiento utilizando GNV. La operación
normal del motor no se realiza a plena carga.
En términos de emisiones los resultados de los vehículos dedicados originales de fábrica
son muy destacados excediendo en más de diez veces los requerimientos de las
regulaciones más exigentes, esto se debe principalmente a que el equipo y el vehículo
han sido desarrollados simultanea y específicamente para operar con GNV.
45
4. EXPERIENCIAS NACIONALES EN EVALUACIÓN DE VEHÍCULOS A GNV.
Dentro de los múltiples esfuerzos realizados en Colombia desde los años ochenta para
promover el uso del gas natural en el sector del transporte, se encuentran algunos
trabajos de carácter experimental, los cuales en general han tenido como objetivo
cuantificar los beneficios de utilizar el GNV en el país, contemplando las condiciones
típicas de nuestra geografía, las características del parque automotor existente y las
condiciones de tráfico en las ciudades, entre otros.
En la revisión de los antecedentes nacionales existentes sobre evaluación de vehículos a
GNV, llevada a cabo como actividad previa a la evaluación experimental objeto principal
del presente estudio, se encontraron dos trabajos realizados al principio y final de la
década pasada cuya metodología y resultados tienen plena vigencia, y que por lo tanto se
ha considerado de interés reseñarlos como referencia en este capítulo. El primero de
estos trabajos corresponde a una evaluación de buses realizada en la ciudad de Bogotá y
el más reciente, llevado a cabo a finales de 1.998, fue una prueba piloto de GNV
contratada por la Unidad de Planeación Minero-Energética.
Se podrá notar en los estudios citados, que aunque en ambos se contemplaron muchas
de las variables que pueden influir en el comportamiento de un automotor cuando es
convertido a gas, sólo en el trabajo con buses a GNV en Bogotá se tomaron en cuenta los
cambios en el desempeño del automotor por efectos de la variación de la presión
atmosférica originada por los cambios de altura, los cuales son muy frecuentes al transitar
por nuestra geografía. En este aspecto es de resaltar que como complemento a estos
trabajos precedentes, el presente estudio contempló de una manera más amplia el
análisis del rendimiento mecánico y ambiental comparativo de los vehículos de otros
segmentos diferentes al de los buses, cuando se considera la altura sobre el nivel del mar
como una variable.
4.1.
Evaluación de bus de transporte publico a GNV en Bogotá.
4.1.1. Antecedentes
En la década de 1980 se presentó en la Costa Atlántica un desarrollo interesante del
GNV, liderado por Promigas en Barranquilla, tanto para uso doméstico como para
vehículos, y se plantearon programas de masificación de su uso doméstico para todo el
país, incluyendo la zona andina.
Con la perspectiva de la disponibilidad del gas doméstico en Bogotá, se instaló una
estación piloto de suministro de GNV, alimentada con gas natural proveniente de los
llanos orientales y se vio la necesidad de probar el desempeño de vehículos operados a
GNV en ésta y otras ciudades a gran altura sobre el nivel del mar.
Como no había disponibilidad de gas en la ciudad y era necesario traerlo específicamente
para la prueba, se escogió hacer la prueba en un solo vehículo que fuera representativo
dentro del mercado objetivo, transporte público de pasajeros, y por eso se escogió un bus
urbano B-60 de la marca Chevrolet, con motor carburado y del modelo 1986.
46
4.1.2. Objetivos
El objetivo de la prueba fue comparar el desempeño de un vehículo operado con GNV con
el mismo vehículo operado con gasolina a gran altura sobre el nivel del mar, entre 2600 y
3000 metros, experiencia que no se había tenido en ningún lugar del mundo hasta
entonces y sobre la cual había especulaciones.
4.1.3. Metodología
Fue instalado un equipo de mezcla de gas recomendado por el fabricante de la marca
Impco Carburetor en un bus Chevrolet B-60, modelo 1986 con carburador Holley de
cuatro bocas. El vehículo fue afinado por personal de Promigas, el gas fue suministrado
por la empresa Neivana de gas, es decir que el gas provino de los yacimientos del Huila.
Las pruebas fueron realizadas por personal y con equipos de prueba de GM Colmotores y
con la supervisión de Ecopetrol.
Se llevaron a cabo dos tipos de pruebas comparativas; unas en dinamómetro, para
evaluar el desempeño del motor en términos de torque y potencia, consumo específico de
combustible, emisiones estáticas de CO y HC y temperaturas de operación. Todas las
pruebas se realizaron con gas y con gasolina y se midió la sensibilidad del motor a
diferentes ajustes de avance inicial y separación de bujías operando con GNV.
El segundo tipo de pruebas fue en carretera, cargando el vehículo a 10% por encima de
su peso bruto vehicular, condición que se consideró típica en la operación de buses
urbanos en Bogotá. Las pruebas se realizaron alternando los combustibles en una ruta,
considerada como la más exigente, que incluía ascensos y arranques en ascenso en
pendientes de hasta el 14% en las vías del sur oriente de la ciudad.
•
Se comprobó que aunque hubo pérdida de potencia del orden del 15% con GNV, los
vehículos funcionaron bien y son operativos a grandes alturas, aun superiores a la de
la Sabana de Bogotá (se hicieron pruebas hasta a 3.000 msnm) con carga máxima.
•
La pérdida de potencia debida a la altura es similar para ambos combustibles,
gasolina y gas, y es del orden del 30%.
•
La menor respuesta en aceleración usando GNV no es notable en manejo urbano.
•
Con GNV se logra una notable reducción de las emisiones contaminantes, el CO se
reduce en un 80% con respecto a la gasolina.
•
El costo final del combustible usando GNV es menor, lo cual hace atractivo su uso.
•
El vehículo queda funcionando con un sistema dual, GNV – Gasolina, y además no
presenta problemas de operación.
•
Las ventajas para el país son grandes en ahorro de dinero dado que en la actualidad
(1990) se importa gasolina. Con el uso de GNV cada galón sustituido será un galón
menos que se debe importar.
47
•
La siguiente tabla resume las ventajas y desventajas obtenidas como resultado de ese
estudio.
Ventajas
Desventajas
•
Es el combustible de más bajo costo
en Colombia (60 % de la gasolina)
•
Incrementa el peso del vehículo
•
Es más seguro
•
Requiere equipo adicional
•
Produce menos contaminación
•
Pérdida de potencia más notable en
motores de baja relación de
compresión
• El arranque en frío es más fácil (en
motores dedicados)
•
Pérdida por autonomía
•
No produce dilución de combustible en •
el aceite del motor
•
No se presentan depósitos de carbón
en las válvulas ni en las culatas del
motor
•
Alarga la vida del motor
•
Tiene mayor octanaje
•
Permite altas relaciones de
compresión (en motores dedicados)
•
Existe la posibilidad de
reabastecimiento en el hogar como
sucede otros países.
Faltan estaciones de servicio
Tabla 3. Ventajas y desventajas del uso del GNV.
4.2
Prueba piloto de gas natural vehicular en Bogotá
4.2.1.
Antecedentes
En el año de 1.998 la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME) del Ministerio de
Minas contrató un estudio para evaluar el comportamiento de automotores alimentados
con gas natural en la ciudad de Bogotá9. Con este trabajo se buscaba obtener información
que permitiera definir la viabilidad de promover un programa de masificación de este
combustible a nivel nacional.
9
Prueba piloto de gas natural vehicular en Bogotá, Unidad de Planeación Minero – Energética (UPME). 1999
48
4.2.2.
Objetivos
Los objetivos específicos del estudio planteado por la UPME fueron los siguientes:
•
Determinar la incidencia de la conversión a GNV sobre la operación de los vehículos,
tomando como parámetros de evaluación: la potencia y el torque del motor bajo
condiciones de banco y de carretera.
•
Cuantificar los beneficios ambientales de la operación con GNV mediante la medición
de las emisiones de los automotores cuando operan con su combustible original
(Gasolina o Diesel) y cuando lo hacen con GNV.
•
Evaluar el comportamiento de los vehículos cuando se les instalan kits de GNV de
diferentes fabricantes.
•
Obtener información cualitativa sobre la opinión que tienen del GNV los conductores
de vehículos que utilizan este combustible.
4.2.3
Metodología
La metodología se basó en ensayos experimentales realizados en dinamómetro para la
obtención de las curvas de torque y potencia, y de una secuencia de ensayos en carretera
que permitieron determinar la capacidad la aceleración y la capacidad de ascenso de
cada vehículo. Es de especial importancia señalar que las pruebas fueron realizadas en
cada vehículo utilizando kits de GNV de distintos fabricantes para determinar el efecto de
la tecnología del equipo de gas y de su instalación y calibración sobre el desempeño de
los automotores.
Las pruebas realizadas fueron de carácter comparativo, es decir, se realizaron operando
el vehículo con su combustible original y con GNV para poder efectuar un análisis del
efecto del uso de cada combustible.
La muestra de vehículos utilizada como objeto de estudio básicamente estuvo
conformada por automóviles y por vehículos medianos. No se incluyeron vehículos
utilitarios ni livianos de transporte de carga.
Las características de los vehículos probados fueron las siguientes:
•
Chevette 1994, 1509 c.c. gasolina, carburado.
•
Nissan Sentra, 1995, 1597 cc, gasolina, carburado.
•
R-9, 1986, 1397 cc, gasolina, carburado.
•
Taxi Hyundai, 1997, 1495 c.c., gasolina, inyectado.
•
Camión diesel, Chevrolet Brigadier, recolector de basura
•
Bus Chevrolet B-60, 1990, 6000 c.c. gasolina carburado.
49
4.2.4.
Resultados y conclusiones
Los aspectos más relevantes del estudio fueron:
•
Sobre el GNV
-
Buen combustible. Los conductores de vehículos con GNV en Bogotá reconocen sus
ventajas comparativas representadas en ahorro de dinero, disminución de
contaminación y seguridad. Recomiendan la conversión a GNV.
-
Ahorro por combustible. Este aspecto, junto con el de menores costos de
mantenimiento por el uso de GNV, son las más atractivos para los propietarios de
automotores.
-
Pérdida de potencia y torque. Es real e importante, desde el punto de vista práctico no
es trascendente dado que en el tráfico urbano de Bogotá las cuestas de alta pendiente
pueden superarse a menor velocidad que con gasolina, pero pueden superarse,
además, el tráfico es lento y para el pasajero transparente.
•
Sobre los kits de conversión
-
No ofrecen tecnologías de punta y están todos diseñados para vehículos carburados.
-
La conversión de vehículos de inyección presenta problemas no resueltos, por lo
menos para este estudio, que ameritan mayor profundización en la investigación.
-
En general los proveedores de equipos participantes presentaron improvisaciones,
poca experiencia y stocks limitados, factores que deberán superar para pensar en
planes masivos de conversión.
-
En los componentes de los kits fue frecuente encontrar partes de diversas marcas.
-
Por primera vez se realizó en el país la prueba para un kit convertidor de diesel a GNV
y fue un éxito desde el punto de vista técnico. Requiere mayor análisis económico.
-
Aunque las tecnologías y los principios son los mismos que para conversión de
gasolina, no existen kits universales.
•
Sobre los vehículos
-
Requieren buenas condiciones mecánicas, especialmente en los sistemas de
encendido y refrigeración del motor y en el estado general del chasis y la carrocería.
-
Se requiere la adecuada afinación de los motores.
-
La conversión no se recomienda para vehículos con muchos años de trabajo.
-
Cada vehículo requiere de un kit especial y un ajuste particular de la conversión. No
se deben usar equipos de conversión “universales”.
-
Con el mismo tipo de Kit de conversión se encontraron resultados diferentes en
vehículos distintos.
•
Sobre las emisiones de gases del escape
-
Definitivamente se obtienen resultados positivos con el GNV en cuanto a
reducción de emisiones de CO, C02 y HC.
50
5.
EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO DE VEHÍCULOS DE LAS EMPRESAS
PUBLICAS DE MEDELLIN CONVERTIDOS A GNV.
5.1.
Antecedentes del programa de conversión a GNV de las EE.PP.MM.
Como agentes encargados de la distribución del gas natural en la ciudad de Medellín y en
los demás municipios que comprenden el valle de Aburrá, Las Empresas Públicas de
Medellín (EE.PP.MM) han trabajado intensamente en la promoción del uso de este
combustible en todos los sectores donde es factible su aplicación como son: el
domiciliario, el industrial y el automotor.
Con relación en particular al sector automotor, las EE.PP.MM. han desarrollado un plan
estratégico orientado a incentivar el uso del GNV en su área de influencia y propiciar la
dinámica entre oferta y demanda para favorecer la intervención de nuevos agentes
económicos en el negocio que a su vez contribuyan al desarrollo del mismo.
Dentro de las acciones que han emprendido las EE.PP.MM para promover el uso del GNV
se destacan las siguientes:
•
•
•
•
•
•
•
Investigación del mercado potencial del GNV
Estaciones de servicio: gestión tarifaría y plan de financiación
Plan de Capacitación
Plan de Comunicaciones
Identificación de fuentes de financiación para estaciones y usuarios finales
(interna o externa)
Conversión de los vehículos de las EE.PP.MM.
Gestión ambiental
El programa piloto de conversión de los vehículos de las EE.PP.MM a GNV, tiene como
objetivo presentar un ejemplo práctico de la aplicación del GNV y poner de manifiesto la
confianza y el respaldo de Empresas Públicas de Medellín a este combustible.
Dada la buena reputación y credibilidad de que gozan las EE.PP.MM en la región se
espera que este programa de conversión despierte el interés y fortalezca la decisión de
muchas otras personas y empresas por utilizar el GNV en sus vehículos.
5.1.1 Condiciones de mercado del GNV en la región
•
Oferta de GNV
El mercado del GNV en la región del Valle de Aburrá está en sus inicios; las EE.PP.MM
han dado el primer paso para su desarrollo instalando dos estaciones de suministro de
gas natural comprimido para uso vehicular. Dentro de los nuevos proyectos, se contempla
la instalación a corto plazo de otras dos nuevas estaciones por parte de inversionistas
privados.
51
•
Demanda
En este momento la demanda real de GNV la constituye la flota de vehículos convertidos
por las EE.PP.MM. que en su etapa inicial estará compuesta por 84 unidades. No
obstante existe una gran probabilidad de que se incremente rápidamente el uso del GNV,
especialmente en el sector del transporte público en la ciudad de Medellín, puesto que de
alrededor de 22.72010 vehículos (83% Taxis y 17% buses, busetas y colectivos) que lo
constituyen, el 93% (21.212 vehículos) utilizan gasolina y son de modelos 1985 y
posteriores, siendo su conversión a GNV, factible desde el punto de vista técnico y
atractiva para sus propietarios en términos económicos.
Adicionalmente, existe una demanda potencial interesante dentro de las flotas de
empresas que operan en la ciudad y que seguramente se verán estimuladas a seguir el
ejemplo planteado por las EE.PP.MM.
5.2
Objetivos de la evaluación de los vehículos de las EE.PP.MM. convertidos a GNV.
•
Realizar, en colaboración con el Ministerio del Medio Ambiente, una evaluación
comparativa del desempeño mecánico y ambiental (mediciones de HC y CO) de
vehículos operando con gas natural y de los mismos en su estado original, utilizando
gasolina como combustible. Estos ensayos se efectuarán en condiciones de carga en
dinamómetro para obtener las curvas de torque y potencia, y en carretera para
determinar su desempeño en condiciones típicas de operación.
•
Determinar el efecto de la altura sobre el nivel del mar en el desempeño ambiental
(emisiones) y de rendimiento mecánico de los vehículos convertidos a GNV.
•
Evaluar desde el punto de vista financiero el proyecto de conversión a GNV de la flota
de vehículos de las EE.PP.MM, tomando en consideración los costos de conversión,
operación y mantenimiento de las unidades.
5.3
Descripción de la flota de vehículos de las EE.PP.MM. convertidos a GNV
Empresas Públicas de Medellín seleccionó los vehículos de su flota que serán
convertidos para uso con gas natural, teniendo en cuenta parámetros de consumo,
marcas y modelos, de tal manera que se cubra un amplio espectro representativo del
mercado en general, con el fin de demostrar a la comunidad las bondades del uso del
GNV en diferentes aplicaciones.
En la tabla siguiente se resumen las características generales del parque de las
EE.PP.MM a convertir en esta primera etapa que lo constituye un total de 85 vehículos y
en el Anexo 2 se indican las característica de cada vehículo sometido a conversión.
10
Datos suministrados por EE.PP.MM. basado en la información de la Secretaría de Transito de Medellín
52
Tipo de
Vehículo
Cantidad a
convertir
Cilindraje/
(Cantidad)
Año modelo
Uso típico
Bus
2
6000 (2)
1989 (2)
Ciudad
Camión
pesado
21
6000 (11)
5700 (10)
1987 (1)
1989 (20)
Ciudad
Camioneta
17
2300 (17)
1989 (14)
1995 (1)
1997 (2)
Combinado
(Campo y
ciudad)
45
2600 (10)
4000 (10)
4500 (25)
1983 (10)
1989 (10)
1994 (20)
1995 (5)
Combinado
(Campo y
ciudad)
Campero
Tabla 4. Características generales de la flota de las EE.PP.MM a convertir a GNV.
5.4
Selección de la muestra de vehículos a evaluar
Como se mencionó en el numeral anterior, las EE.PP.MM poseen una flota de vehículos
de diversas especificaciones que constituyen una excelente muestra para realizar un
análisis de desempeño comparativo de su operación con gasolina y con GNV.
Considerando que ya se ha efectuado en el país alguna evaluación sobre vehículos
medianos operados a GNV y que la flota disponible de las EE.PP.MM en este segmento
no es muy amplia, y que resultado de ese estudio es una referencia válida, se consideró
que constituiría un gran aporte al inventario nacional de experiencias del uso del GNV, la
selección como muestra para este estudio de vehículos livianos de uso intensivo en
campo y ciudad, los cuales representan una porción importante del parque automotor
factible de convertir.
La muestra definitiva está compuesta por 4 unidades de la flota de las EE.PP.MM: dos
camperos de marcas y especificaciones diferentes; y dos camionetas de la misma marca
pero de distinto año modelo, que deben presentar condiciones mecánicas diferentes
debido al tiempo y a la clase de servicio que han prestado. En la tabla 5 se presentan las
especificaciones básicas de cada uno de los vehículos que fue seleccionado para la
prueba.
53
Vehículo 1
Vehículo 2
Vehículo 3
Vehículo 4
Placa
OMH-398
OMH-408
OMG-718
OMG-691
Tipo
CAMPERO
CAMIONETA
D.C.
PICK-UP
CAMPERO
TOYOTA
CHEVROLET
CHEVROLET
CHEVROLET
1.994
1.994
1.989
1.989
Cilindrada
4.477 C.C.
2.254 C.C.
2.254C.C
2.559 C.C
Inyectado /
Carburado
CARBURADO
CARBURADO
CARBURADO
CARBURADO
Uso típico
Urbano y rural
Urbano
Urbano
Urbano y rural
14 km/gal
19 km/gal
21 km/gal
20 km/gal
Marca
Año modelo
Consumo de
gasolina (km/gal)
Parámetros de puesta a punto en gasolina:
Avance (°)
Referencia bujías
3º
6º a 800 R.P.M. 6º a 800 R.P.M. 6º a 800 R.P.M.
BKR5EYA
BPR6ES
BPR6ES
BPR6ES
0.8 m.m.
0.7-0.8 m.m
0.7-0.8 m.m
0.7-0.8 m.m
Compresión
170.6 P.S.I.
170.6 P.S.I.
170.6 P.S.I.
RPM mínimas
800 R.P.M.
800 R.P.M.
800 R.P.M.
60.340.200
60.340.200
60.340.200
LANDIMT98CM
LANDIMT98CM
MT98CM
Landi Ref. N.D
Landi Ref. N.D
Landi Ref. N.D
Separación de bujías
Componentes de kit de GNV:
Referencia Tanque
68.340.200
Referencia LANDI-MT98SM
Regulador
Referencia
Mezclador
Landi Ref. N.D
Dispositivo de control ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO ELECTRÓNICO
de avance
Tabla 5. Información sobre vehículos para ensayos funcionales a GNV vs. Gasolina de
Empresas Públicas de Medellín
54
6.
PROTOCOLOS DE PRUEBAS DE DESEMPEÑO MECANICO Y AMBIENTAL
Para llevar a cabo las pruebas de desempeño ambiental y mecánico comparativo de la
muestra seleccionada de vehículos de las EE.PP.MM, operando con GNV y con gasolina,
se diseñaron y aplicaron los ensayos, descritos a continuación
6.1
Condiciones generales de las pruebas
Para obtener un comparativo adecuado entre el comportamiento de los vehículos
operando con uno u otro combustible (GNV o gasolina), todas las pruebas en cada
vehículo se realizaron con el motor del vehículo a temperatura normal de operación y en
cada una de las siguientes condiciones de operación:
•
•
•
Funcionando con gasolina y con el motor en condición original. Sin el surtidor de gas
instalado.
Funcionando con gasolina después de haberse instalado los elementos del Kit de
conversión a GNV.
Funcionando con gas natural comprimido.
6.2
Inspección inicial de los vehículos de prueba
6.2.1 Objetivo
Comprobar que los vehículos seleccionados para las pruebas se encuentran en
condiciones mecánica aceptables de tal forma que:
-
Se puedan efectuar los ensayos garantizando la seguridad del personal y de los
equipos utilizados.
-
Los resultados obtenidos sean representativos de vehículos con motores en
condiciones de operación aceptables conforme a los ajustes y a los parámetros de
calificación estipulados por su fabricante.
6.2.2
Verificación de pre-conversión, estado mecánico del motor y sistemas asociados.
Esta actividad debe ser efectuada por el personal encargado de instalar el kit de GNV y
sus resultados deben permitir determinar si el motor es apto o no para efectuar la
instalación del equipo de conversión a gas natural.
Se deben realizar como mínimo las siguientes verificaciones y sus resultados deben estar
conformes a los rangos y/o especificaciones originales del fabricante del motor:
55
•
Parámetros del motor:
-
Medición de compresión de los cilindros
-
Verificación de vacío en el múltiple de admisión
-
Verificación de velocidad de ralentí
-
Inspección del sistema de enfriamiento: (verificación de fugas, nivel y condición del
liquido refrigerante)
-
Comprobación del avance inicial de encendido
-
Verificación de continuidad y resistencia de los cables de alta tensión.
-
Inspección de la batería (Voltaje y densidad del electrolito)
•
Sistemas de control de emisiones11
-
Verificación de componentes de la ventilación positiva del cárter (si está equipado).
-
Inspección de la operación del canister (si está equipado)
-
Comprobación de fugas por el tubo de escape
•
Mantenimiento del motor
-
Inspección / cambio de aceite motor.
-
inspección / cambio de filtros de aire y aceite
NOTA: Las EE.PP.MM. llevan a cabo un riguroso programa de mantenimiento que
garantiza el correcto estado mecánico de sus vehículos, de tal forma que para realizar la
conversión únicamente se consideró necesario comprobar los registros de las
inspecciones efectuadas a los 10.000 y a los 30.000 km., que se adjuntan como
referencia en el Capitulo 7 para cada vehículo.
En la flota de las E.E.P.P.M.M. se llevan a cabo mantenimientos preventivos programados
cada 10.000 km, y mantenimientos de puesta a punto cada 30.000 km.
En estos mantenimientos, como se indica en el anexo – se llevan a cabo inspecciones y
reemplazos de componentes que aseguran el buen estado mecánico de los vehículos.
Teniendo esto en cuenta, aceptando que su mantenimiento es bueno y que el estado de
los vehículos es tan bueno como es posible por su tiempo de servicio, se procedió a
revisar las conversiones sin realizar inspecciones específicas sobre cada vehículo.
11
Los vehículos de las EE.PP.MM disponibles para este estudio no están equipados con convertidor
catalítico, son vehículos carburados, con control de emisiones de circuito abierto.
56
6.2.3 Inspección de aspectos de seguridad del vehículo.
Como las pruebas de desempeño de un vehículo involucran una exigencia elevada, no
solo para el motor, sino también para los frenos, la dirección y los sistemas de suspensión
y estabilidad del vehículo, es necesario realizar las siguientes comprobaciones sobre cada
unidad antes de los ensayos a fin de garantizar que estos se realicen de manera segura:
•
Inspección del sistema de frenos, incluyendo recorrido del pedal, distancia de frenado
y frenado uniforme en todos las llantas.
•
Comprobación de la correcta operación del sistema de dirección del vehículo.
•
Estado de la suspensión y comprobación de la estabilidad del vehículo en marcha.
•
Inspección las llantas del vehículo para comprobar que se encuentren al menos en el
70% de su vida útil y que no sean reencauchadas.
6.2.4 Inspección de la instalación del Kit de conversión a GNV
Esta actividad consiste en comprobar que al instalar el kit de conversión a GNV se
tuvieron en cuenta las precauciones necesarias para evitar:
• Fracturas de la parte estructural del vehículo;
• Daños en los sistemas eléctricos y de combustible;
•
Montajes incorrectos de elementos que con el uso corriente pueden afectar la
operación del motor o poner en riesgo la seguridad de los ocupantes.
En la inspección de la instalación del kit de conversión deben tenerse en cuenta los
siguientes aspectos:
•
La correcta fijación del tanque de almacenamiento de gas. Si se aplicó soldadura para
fijar los soportes, se debe verificar la uniformidad de los cordones y que no se hayan
producido perforaciones en la lámina de la cabina y/o chasis. Si se realizó con
tornillería se debe verificar la protección anticorrosiva de los agujeros y la utilización
de arandelas de presión en el montaje.
•
Ruteo, fijación y acoples adecuados de tubería de gas. Se debe verificar que no haya
interferencias o rozamientos de los tubos contra partes metálicas, otros tubos o
mangueras.
•
Se debe observar que las conexiones que se realizaron para conectar el kit de GNV al
sistema eléctrico original del vehículo se hayan hecho de manera adecuada, aplicando
soldadura de estaño en la unión y aislando la misma con cinta dieléctrica.
57
6.3
Pruebas comparativas de rendimiento en dinamómetro
6.3.1 Objetivo
La finalidad de esta prueba es la de obtener las curvas de potencia y torque para cada
vehículo y determinar las diferencias que se presentan cuando opera con gasolina y
cuando lo hace con GNV.
6.3.2 Sitio de prueba
Los ensayos se efectuaron en la ciudad de Medellín, ubicada a 1560 msnm.
6.3.3 Equipo de prueba
•
•
•
Dinamómetro
Tacómetro
Calibrador de presión de aire
6.3.4 Procedimiento
Para la ejecución del ensayo deben realizarse los siguientes pasos:
•
•
•
•
•
•
Verificar que el recorrido del pedal del acelerador sea correcto.
Instalar un tacómetro en caso de que el vehículo no tenga uno instalado.
Calentar el motor a su temperatura normal de operación.
Ubicar el vehículo en el dinamómetro de chasis tomando las medidas de seguridad
recomendadas en los manuales de operación del equipo.
Acelerar el vehículo en marcha directa, dando todo el recorrido del pedal del
acelerador (WOT) hasta obtener la velocidad (RPM) de potencia máxima de motor,
regular la carga del dinamómetro y registrar las lecturas de potencia y RPM cada 500
revoluciones por minuto hasta llegar , descendiendo la velocidad hasta 1000 RPM.
NOTA: Se debe controlar la temperatura del motor durante la prueba para evitar que
exceda la máxima permitida y se recaliente.
Repetir el procedimiento anterior para cada una de las condiciones de prueba
(gasolina original, gasolina con equipo de conversión y gas) y en cada uno de los
vehículos.
6.3.5 Resultados
Se deben tabular y graficar los datos de potencia y torque contra RPM en cada condición
de prueba y explicar las resultados obtenidos en cada caso.
58
6.4
Pruebas comparativas de rendimiento en campo a diferentes alturas sobre el nivel
del mar ( h < 1000 m, 1000 m < h < 2000 m, h > 2000m)
6.4.1
Objetivo
Establecer la capacidad del vehículo para entregar potencia en condiciones de operación
real de carretera a diferentes alturas sobre el nivel del mar, cuando utiliza GNV y cuando
utiliza gasolina, con y sin el mezclador de gas.
6.4.2
Condiciones de carga
Los vehículos serán probados en condiciones de carga típica para el servicio que prestan
a las EE.PP.MM.
6.4.3 Sitios de prueba
Los ensayos se efectuarán a diferentes alturas, en los siguientes lugares:
Vía de Medellín a Santafé de Antioquia
: 550 msnm
Medellín (Pista de pruebas de SOFASA)
: 1560 msnm
Vía de Medellín a Rionegro
: 2200 msnm
En cada sitio se localizarán carreteras o pistas rectas y planas de una longitud mínima de
300 m. No se realizaron pruebas de recuperación en pendiente porque las características
de las vías no permite la realización de pruebas con la debida seguridad.
6.4.4
Requerimientos y condiciones generales de prueba:
-
Las vías deben estar totalmente secas y libres de arena o mugre
-
La velocidad del viento debe ser inferior a 20 kph
-
En caso de que la velocidad del viento sobrepase los 20 km/h y a fin de disminuir su
incidencia en la prueba, ésta se realizará en ambas direcciones y se promediarán los
resultados obtenidos.
59
6.4.5
Equipo de medición
A continuación se listan los instrumentos utilizados en el ensayo. En el anexo 5 se incluye
información detallada de sus características y especificaciones.
-
Quinta rueda óptica (sensor con registro de velocidad, tiempo y aceleración).
4 vehículos en buenas condiciones técnico – mecánicas, con las adaptaciones para
operar con gas ya instaladas y en condiciones aprobadas por las EE.PP.MM.
Inclinómetro
Altímetro
Medidor de presión de aire de neumáticos
6.4.6
Procedimiento
La prueba se realizará sobre superficies planas, y con máxima inclinación de 4%,
iniciando desde una velocidad de 20 kph para evitar la carga excesiva sobre el sistema de
embrague resultante de arrancar desde velocidad cero. Durante la prueba se mantiene el
acelerador a fondo, efectuando los cambios de velocidad a las RPM de potencia hasta
completar una distancia de 300 m. Durante las pruebas se registrarán los datos de
velocidad y tiempo cada 100 m de recorrido.
6.4.7
Se deben tabular y graficar los datos de Velocidad y Tiempo contra Distancia y explicar
las resultados obtenidos en cada caso.
6.5
Pruebas comparativas de emisiones de gases en condiciones estáticas a
diferentes alturas sobre el nivel del mar, ( h<1000m, 1000m <h<2000m, h>2000m).
Los protocolos de prueba descritos a continuación están basados en la Resolución
005/96, en la cual se especifica el procedimiento de prueba para la medición de emisiones
en ralentí, y en norma BAR-90 del Comité de Reparaciones Automotrices de California
(USA), en la cual se encuentra consignado el procedimiento de prueba de emisiones a
velocidad de crucero.
6.5.1
Objetivos
Medir los niveles de emisiones de Hidrocarburos (HC) y Monóxido de Carbono (CO) en
prueba estática (Ralentí y Crucero), cuando los vehículos son operados con GNV y con
Gasolina a diferentes alturas sobre el nivel del mar.
60
6.5.2
Sitios de prueba
-
Vía de Medellín a Santafé de Antioquia
: 550 m.s.n.m
-
Medellín (Vehiservicios, concesionario Chevrolet)
: 1560 m.s.n.m
-
Vía de Medellín a Rionegro (Somerautos concesionario CCA)
: 2200 m.s.n.m
6.5.3
Equipos de medición
-
Analizador de 5 Gases, marca Vectronix, portátil para uso en ensayos experimentales.
-
Tacómetro
En el Anexo 5 se incluyen especificaciones detalladas de los equipos utilizados en los
ensayos.
6.5.4
Procedimientos previos a la medición:
En el equipo de medición de gases:
-
Efectuar los procedimientos de calibración y autocero señalados por el fabricante.
-
Permitir el calentamiento y estabilización del equipo antes de realizar las mediciones,
según lo especifica el manual del usuario.
En el vehículo:
-
Verificar que la transmisión esté en neutro (manual) o en parqueo (automática)
-
Revisar que el control manual del ahogador (si está equipado) no se encuentre en
operación y que otros accesorios del vehículo (luces, aire acondicionado y otros) estén
apagados.
-
Inspeccionar el tubo de escape para verificar que no exista ninguna salida adicional a
la de diseño que pueda permitir la dilución de los gases durante la medición.
-
Comprobar que se encuentren en buenas condiciones: el sistema de encendido, el
sistema de admisión de aire, el filtro de aire, el filtro de gasolina, el tapón del deposito
de aceite y la tapa del tanque de gasolina.
61
6.5.5
Medición de emisiones a velocidad de crucero (2500 +/- 250 RPM) y en ralentí
Para efectuar estos ensayos se deben desarrollar los siguientes pasos:
-
Poner el motor en funcionamiento y permitir que alcance su temperatura normal de
operación
-
Instalar un tacómetro para la medición de la velocidad de motor (R.P.M).
-
Insertar la sonda por el tubo de escape de acuerdo con lo indicado por el fabricante
del equipo analizador de gases.
-
Acelerar el motor hasta alcanzar 2500 +/-250 R.P.M y mantenerlo en esta condición
por 30 segundos y registrar como resultado de emisiones en velocidad de crucero el
promedio de valores de HC y CO de los últimos cinco segundos
-
Permitir que el motor regrese y se estabilice a su velocidad de ralentí para luego
dejarlo en esta condición por 30 segundos y registrar como resultado de emisiones
en velocidad de ralentí el promedio de valores de HC y CO de los últimos cinco
segundos.
-
Retirar la sonda del tubo de escape y desconectar el tacómetro.
6.5.6
Resultados
Se deben reportar y tabular las mediciones de HC (ppm), CO (%), CO2 (%) y O2 (%).
Además se deben graficar los resultados de HC y CO obtenidos para GNV y para
gasolina a las diferentes alturas en que se realicen las mediciones.
6.6
Ensayos de consumo de combustible
6.6.1
Objetivo
Determinar el consumo de gasolina y de GNV sobre un mismo vehículo con el fin de
calcular los costos por kilómetro recorrido al operar cada combustible.
62
6.6.2
Procedimiento
Cada uno de los vehículos se operará por un periodo mínimo de dos meses, en las
condiciones típicas de trafico de la ciudad de Medellín, con la misma carga y manejo dado
durante su funcionamiento al servicio de las EE.PP.MM.
6.6.3. Resultados de los ensayos
Se deberán registrar los consumos de GNV y de gasolina y el kilometraje recorrido
funcionando con cada uno de los combustibles y calcular el costo por kilómetro recorrido
con GNV (Km/m3) y con gasolina (km/gal).
63
7.
RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN EFECTUADA A LOS VEHÍCULOS DE LAS
EE.PP.MM CONVERTIDOS A GNV.
Para cada vehículo se incluye: tablas de análisis y conclusiones de los ensayos realizados
y los resultados de las pruebas de rendimiento y emisiones en dinamómetro y en ruta.
7.1
VEHÍCULO 1: Campero Toyota
7.1.1 Análisis y conclusiones de los ensayos
1
Características
generales
El mezclador restringe demasiado el paso de aire al motor.
2
Potencia en
dinamómetro
La potencia se reduce radicalmente con la instalación del
mezclador.
3
Torque
El torque se reduce con la instalación del mezclador.
4
Pérdida de
Las pérdidas de potencia y torque a gasolina, con el mezclador
potencia y torque instalado alcanzan 30% y a gas 58%, cifras excesivas. Se puede
concluir que el mezclador no está correctamente ajustado o su
tamaño no es el apropiado para este vehículo.
5
Recuperación.
Sofasa (1560 m) Las pérdidas de recuperación en Medellín son del orden del 2.5% con
gasolina convertida y de 9.3% con gas. Se consideran aceptables.
Santafé (540 Las pérdidas de recuperación en Santafé son del orden del 19%
msnm) con gasolina convertida y de 32% con gas. Son excesivas.
Rionegro (2200 Las pérdidas de recuperación en Rionegro son del orden del 1%
msnm) con gasolina convertida y de 7% con gas. Se consideran muy
aceptables.
6
Emisiones
Sofasa (1560 m) Las emisiones de CO, HC y CO2 son más altas a gasolina con
mezclador y con gas que a gasolina sin mezclador. Los valores con
gas deberían ser mucho menores. El mezclador está generando
una restricción exagerada y ocasionando el enriquecimiento de la
mezcla.
Santafé (540 m) El comportamiento no es aceptable ni lógico, los niveles de CO
operando con gas son superiores a los obtenidos con gasolina.
Esto solo ocurre si el vehículo está mal ajustado para operación a
baja altura.
Rionegro Las emisiones de CO, HC y CO2 se comportan lógicamente, con
(2200 m) valores aceptables en gasolina y con reducciones entre 25 y 75%
operando con gas. El vehículo fue sincronizado para operación en
Rionegro. En Medellín, y aun más en Santafé tiene
proporcionalmente demasiado aire haciendo que la combustión sea
incompleta.
64
7.1.2
Resultados de las pruebas de rendimiento y emisiones en dinamómetro y en ruta.
65
MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE 10.000 KMS.
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
REVISIÓN DE RUTINA
CAMPERO TOYOTA
A. REVISION DEL MOTOR:
CAMBIO FILTRO DE AIRE Y GASOLINA
REVISIÓN DE BUJÍAS, CABLES, DISTRIBUIDOR Y BOBINA.
CALIBRACIÓN DE VALVULAS (SI ES NECESARIO)
INSPECCIÓN DE CORREAS Y MANGUERAS
INSPECCIÓN Y LIMPIEZA EXTERNA DEL RADIADOR Y LA TAPA
INSPECCIÓN DE BOMBA DE AGUA
INSPECCIÓN DE SOPORTES
INSPECCIÓN DE FUGAS COMBUSTIBLE, ACEITE O AGUA).
INSPECCIÓN DEL SISTEMA DE ESCAPE
B. REVISION DEL SISTEMA ELECTRICO:
REVISIÓN DE TODAS LAS LUCES Y FUSIBLES
REVISIÓN DE PLUMILLAS Y DIFUSORES
REVISIÓN DE BATERÍA, BORNES Y CABLES.
REVISIÓN MOTOR DE ARRANQUE.
INSPECCIÓN DEL ALTERNADOR
C. REVISION DEL EMBRAGUE:
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO Y RUIDOS
REVISIÓN RECORRIDO DEL PEDAL Y TENSION
REVISIÓN CAUCHOS DE PEDALES.
INSPECCIÓN DE CILINDROS
D. REVISIÓN DEL SISTEMA DE DIRECCION.
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO.
INSPECCIÓN DE TERMINALES
INSPECCIÓN DE RESORTES Y AMORTIGUADORES
E. REVISIÓN DE LA CAJA DE VELOCIDADES.
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO, FUGAS Y SOPORTES
INSPECCIÓN CARDAN, CRUCETAS Y SOPORTE
F. REVISIÓN DEL DIFERENCIAL.
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO
INSPECCIÓN DE FUGAS.
E. REVISIÓN DEL SISTEMA DE FRENOS
REVISIÓN DE PASTAS (PASTILLAS)
REVISIÓN Y TENSIÓN FRENO DE EMERGENCIA
REVISIÓN LÍQUIDO DE FRENOS (NIVEL Y FUGAS).
INSPECCIÓN DE RODILLOS (RODAMIENTOS) DELANTEROS (SIN DESARMAR, GIRANDO EL BOCIN).
INSPECCIÓN DE RODILLOS (RODAMIENTOS) TRASEROS
66
MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE 30.000 KMS.
EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN
REVISIÓN DE RUTINA
CAMPERO TOYOTA
A. REVISION DEL MOTOR:
CAMBIO FILTRO DE AIRE Y GASOLINA
REVISIÓN DE BUJÍAS, CABLES, DISTRIBUIDOR Y BOBINA.
CALIBRACIÓN DE VALVULAS (SI ES NECESARIO)
INSPECCIÓN DE CORREAS Y MANGUERAS
INSPECCIÓN Y LIMPIEZA EXTERNA DEL RADIADOR Y LA TAPA
INSPECCIÓN DE BOMBA DE AGUA
INSPECCIÓN DE SOPORTES
INSPECCIÓN DE FUGAS COMBUSTIBLE, ACEITE O AGUA).
INSPECCIÓN DEL SISTEMA DE ESCAPE
B. REVISION DEL SISTEMA ELECTRICO:
REVISIÓN DE TODAS LAS LUCES Y FUSIBLES
REVISIÓN DE PLUMILLAS Y DIFUSORES
REVISIÓN DE BATERÍA, BORNES Y CABLES.
REVISIÓN MOTOR DE ARRANQUE.
INSPECCIÓN DEL ALTERNADOR
C. REVISION DEL EMBRAGUE:
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO Y RUIDOS
REVISIÓN RECORRIDO DEL PEDAL Y TENSION
REVISIÓN CAUCHOS DE PEDALES.
INSPECCIÓN DE CILINDROS
D. REVISIÓN DEL SISTEMA DE DIRECCION.
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO.
INSPECCIÓN DE TERMINALES
INSPECCIÓN DE RESORTES Y AMORTIGUADORES
E. REVISIÓN DE LA CAJA DE VELOCIDADES.
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO, FUGAS Y SOPORTES
INSPECCIÓN CARDAN, CRUCETAS Y SOPORTE
F. REVISIÓN DEL DIFERENCIAL.
INSPECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO
INSPECCIÓN DE FUGAS.
E. REVISIÓN DEL SISTEMA DE FRENOS
REVISIÓN DE PASTAS (PASTILLAS)
REVISIÓN Y TENSIÓN FRENO DE EMERGENCIA
REVISIÓN LÍQUIDO DE FRENOS (NIVEL Y FUGAS).
INSPECCIÓN DE RODILLOS (RODAMIENTOS) DELANTEROS (SIN DESARMAR, GIRANDO EL BOCIN).
INSPECCIÓN DE RODILLOS (RODAMIENTOS) TRASEROS
67
VEHICULO 1: CAMPERO TOYOTA
IDENTIFICACION Y ESPECIFICACIONES DEL VEHÍCULO
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
Toyota
1.994
OMH398
4.477 C.C.
Alimentación
de combustible : Carburado
PARÁMETROS DE PUESTA A PUNTO EN GASOLINA
Avance (° APMS)
Referencia bujías
Compresión
Velocidad de ralentí
: 3°
: BKR5EYA
: 0.8 m.m.
:
:
COMPONENTES DE KIT DE CONVERSIÓN A GNV
Referencia Tanque
Referencia Regulador
Referencia Mezclador
Control de avance
68
: 68.340.200
: LANDI-MT98SM
:
: ELECTRÓNICO, Avance 6° APMS
PRUEBAS COMPARATIVAS DE
RENDIMIENTO EN DINAMÓMETRO
TOYOTA 4.5
OMH-398
EXPLICACIÓN DE LAS GRÁFICAS DE LA PRUEBA
•
Las dos gráficas y las tablas iniciales muestran el comportamiento de
la potencia y el torque contra la velocidad del vehículo, mientras el
vehículo opera sobre un dinamómetro de rodillos.
•
Gasolina original: La prueba se realiza operando el motor del
vehículo con gasolina, con el motor en su estado original.
•
Gasolina convertido: La prueba se realiza operando el motor del
vehículo con gasolina, con el equipo de mezcla de gas instalado.
•
GNV (Gas): La prueba se realiza operando el motor del vehículo con
GNV, con el equipo de mezcla de gas instalado sobre el motor.
•
Las curvas de potencia muestran que la máxima potencia del
vehículo se desarrolla entre las 3500 y las 4000 RPM del motor, tanto
para gasolina como para GNV.
•
El torque máximo, en cambio, se desarrolla a velocidades de rotación
diferentes para cada condición del motor; para gasolina original, el
motor desarrolla su torque a una velocidad de 1000 RPM y disminuye
mientras aumenta la velocidad. Para gasolina convertido, debido a la
instalación del equipo de conversión, el torque se desarrolla a las
2500 RPM y con GNV entre 1500 y 2000 RPM. El equipo de
conversión parece perjudicar la respiración del motor a baja
velocidad.
69
TOYOTA 4.5
OMH-398
CARACTERISTICAS DE POTENCIA
80
70
Potencia (HP)
60
50
40
Gasolina original
30
Gasolina convertida
20
Gas
10
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(HP)
Gasolina
(HP)
GNV
(HP)
1000
30
20
12.5
1500
42.5
35
25
2000
55
45
35
2500
65
70
40
3000
67.5
65
40
3500
70
75
40
4000
70
65
40
4500
75
55
30
5000
5500
Avance °APMS
3
7
7
T (°C)
Medio
Medio
Medio
70
4500
TOYOTA 4.5
OMH-398
CARACTERISTICAS DE TORQUE
150
Gasolina original
Gasolina convertida
Torque (Lb-pie)
130
Gas
110
90
70
50
30
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Velocidad (R.P.M.)
Torque (Lb-pie) = Potencia (Hp) x 5252 / RPM
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(Lb-pie)
Gasolina
(Lb-pie)
GNV
(Lb-pie)
1000
157.56
105.04
65.65
1500
148.81
122.55
87.53
2000
144.43
118.17
91.91
2500
136.55
147.06
84.03
3000
118.17
113.79
70.03
3500
105.04
112.54
60.02
4000
91.91
82.35
52.52
4500
87.53
64.19
35.01
5000
5500
Avance °APMS
3
7
7
T (°C)
Medio
Medio
Medio
71
4500
PERDIDA DE POTENCIA Y TORQUE
(Respecto a gasolina original)
TOYOTA 4.5
OMH-398
Ganancia
0
Perdida
30
Porcentaje (%)
40
Gasolina convertida
20
Gas
10
-10
-20
-30
-40
-50
-60
1.5
2
2.5
3
3.5
Velocidad (R.P.M.) por mil
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
(%)
GNV
(%)
1000
33.33
58.33
1500
17.65
41.18
2000
18.18
36.36
2500
-7.69
38.46
3000
3.70
40.74
3500
-7.14
42.86
4000
7.14
42.86
4500
87.53
26.67
Avance °APMS
7
7
T (°C)
Medio
Medio
5000
5500
72
4
4.5
EXPLICACIÓN DE LA GRÁFICA
•
La gráfica muestra la pérdida o ganancia de torque y potencia del vehículo
cuando opera con gasolina convertido y con GNV, en comparación con su
operación original con gasolina. La línea recta al nivel del cero (0) en la
escala vertical representa el valor de torque y potencia del 100% con el
vehículo operando con gasolina y sin el equipo de gas instalado sobre el
motor.
•
Los puntos de las curvas que están sobre la línea recta de 0% de variación
de rendimiento con gasolina (línea de cero), representan una mejora de
rendimiento.
•
Los puntos de las curvas que están por debajo de la línea recta de 0% de
variación de rendimiento con gasolina (línea de cero), representan una
pérdida de rendimiento.
•
Gasolina convertido: La curva muestra una pérdida que va disminuyendo
desde 33.33% a 1000 RPM hasta 0 % a aproximadamente 2350 RPM.
Luego, entre 2350 RPM y 3700 RPM hay un comportamiento similar al de
gasolina sin conversión y, a partir de 3700 RPM, hay una pérdida creciente
de hasta 26.67% a 4500 RPM.
•
GNV: La curva muestra una pérdida que va disminuyendo desde 58.33% a
1000 RPM hasta 36.36 % a 2000 RPM, se estabiliza alrededor de 40 %
hasta las 4000 RPM y disminuye nuevamente hasta 26.67 % a 4500 RPM.
COMENTARIOS
•
Gasolina convertido: El equipo de conversión (mezclador) está mal
calibrado o su tamaño no corresponde al requerido por este motor. El
hecho de instalar el mezclador sobre el carburador induce una pérdida de
33% a baja velocidad, eso puede ocurrir porque la entrada de aire en el
motor está restringida. El equipo de mezcla de GNV no es apropiado para
este motor.
•
GNV: Por la misma causa explicada, las cantidades de GNV y aire que
entran al motor son insuficientes para generar una combustión suficiente,
un 40 % de pérdida no es aceptable.
73
CONSUMOS DE COMBUSTIBLE
Tipo : CAMPERO
Marca : TOYOTA 4.5
Placa : OMH398
Cilindrada : 4.477 C.C.
GNV
A
Combustible Abril 2001
B
Recorrido Abril 2001
C
Combustible Mayo 2001
D
Recorrido Mayo 2001
294.89 m3
1312 Km
Gasolina
34.40 Gal
508 Km
230.88 m3
37.90 Gal
1027 km
557.13 km
525.77 m3
72.30 Gal
E
Combustible total (A + C)
F
Recorrido total (B + D)
G
Consumo (F / E)
H
Precio EPM
500.05 $ / m3
3275.00 $ / Gal
I
Precio público
540.00 $ / m3
3275.00 $ / Gal
J
Precio por Km (H / G) EPM
112.37 $ / Km
222.30 $ / Km
K
Precio por Km (I / G) Público
121.34 $ / Km
222.30 $ / Km
2339 Km
4.45 Km / m3
1065.13 Km
14.73 Km / Gal
PRECIOS POR KILÓMETRO
La gráfica de consumo de combustible
muestra que el precio por kilómetro
recorrido es un 54% con GNV ($121.34)
con respecto a la operación con gasolina
($222.30). El gas, desde el punto de vista
de costo por consumo, es rentable para
este vehículo.
250
200
150
100
Sin embargo, los consumos reportados de
GNV y de gasolina son inferiores a los
deseables
para
vehículos
bien
sincronizados. Es necesario hacer una
campaña de sincronización para lograr
mejores consumos de combustible.
50
0
G N V -EPM
G N V -Público
G asolina
74
PRUEBAS DE RECUPERACIÓN
CONDICIONES DE PRUEBA DEL VEHÍCULO
VEHÍCULO : TOYOTA
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
VELOCIDAD INICIAL : 20 KPH
DISTANCIA RECORRIDA : 300 m
ESTADO FINAL : 4a@ 4.350 RPM Promedio
COMBUSTIBLE : GASOLINA ORIGINAL
PRUEBAS DE RECUPERACIÓN COMPARATIVA
Las pruebas de recuperación se realizan con el vehículo en peso de marcha, sin
carga adicional y con cada uno de los combustibles y condiciones seleccionados.
La prueba consiste en llevar el vehículo desde una velocidad inicial de 20 km/h en el
punto cero de inicio de la prueba, con acelerador a fondo, en marcha directa, hasta
el final de la prueba de 300 metros y medir el tiempo, la velocidad puntual y la
aceleración cada 50 metros.
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
50.70
50
4.84
67.10
100
7.86
72.40
150
10.40
81.25
200
12.76
88.75
250
14.87
94.85
300
16.83
CURVA DE RECUPERACIÓN
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
75
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
VEHÍCULO : TOYOTA
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
COMBUSTIBLE : GASOLINA CONVERTIDA
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
49.85
50
4.89
66.60
100
7.95
73.00
150
10.48
79.95
200
12.86
87.90
250
15.01
93.80
300
16.99
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
76
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
VEHÍCULO : TOYOTA
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg.)
48.05
50
5.07
62.65
100
8.28
69.85
150
10.98
72.35
200
13.52
80.00
250
15.87
86.10
300
18.04
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
77
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
COMPARATIVO DEL VEHÍCULO
VEHÍCULO : TOYOTA
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
CURVA DE RECUPERACIÓN COMPARATIVA
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS OLINA C ONVER TIDA
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
El vehículo muestra un comportamiento bastante similar para gasolina sin
equipo de mezcla, para gasolina con mezclador y para GNV a 2200 msnm, el
comportamiento con gasolina con y sin mezclador es prácticamente igual y la
pérdida en velocidad al final del recorrido de 300 metros con GNV es de
aproximadamente de 7 km/h, aceptable.
78
VEHÍCULO : TOYOTA
LUGAR : PISTA DE PRUEBAS – SOFASA
ALTURA : 1.560 msm
ESTADO FINAL : 3a@ 4.800 R.P.M.
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
55.7
50
4.65
71.3
100
7.46
77.6
150
9.91
87.4
200
12.09
94.0
250
14.07
100.7
300
15.91
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
79
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TOYOTA
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
51.2
50
5.02
68.8
100
7.98
73.0
150
10.54
83.4
200
12.83
91.3
250
14.89
97.5
300
16.80
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
80
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TOYOTA
ALTURA : 1.560 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
51.1
50
4.97
64.4
100
8.04
69.7
150
10.74
78.3
200
13.17
85.3
250
15.36
90.7
300
17.40
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
81
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TOYOTA
ALTURA : 1.560 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
Cuando se trabaja al nivel de Medellín (1560 msnm), donde hay más aire y
oxígeno, la instalación del mezclador empieza a tener influencia sobre el
rendimiento del motor, tanto que se encuentra una pérdida de velocidad de
aproximadamente 4 km/h a todo lo largo de la prueba cuando se opera con
gasolina y con el equipo de mezcla. La operación con GNV sigue siendo muy
aceptable, alejándose del rendimiento con gasolina aire (10 km/h), al tener el
motor más necesidad de aire.
82
VEHÍCULO : TOYOTA
LUGAR : SANTAFE DE ANTIOQUIA
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
56.90
50
4.58
71.25
100
7.32
80.50
150
9.73
90.85
200
11.82
98.55
250
13.72
103.45
300
15.50
110
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
90
12
80
70
8
60
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
83
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
100
VEHÍCULO : TOYOTA
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
48.15
50
5.06
57.40
100
8.40
67.25
150
11.29
74.55
200
13.83
78.30
250
16.19
82.10
300
18.44
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
84
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TOYOTA
ALTURA : 550 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
41.4
50
5.68
49.4
100
9.57
55.7
150
13.02
61.8
200
16.07
66.5
250
18.88
69.6
300
21.51
100
VELOCIDAD (Kph)
20
TIEMPO (seg)
80
16
70
12
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
85
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TOYOTA
ALTURA : 550 msm
110
GAS OLINA OR IGINAL
100
Velocidad (Kph)
GAS
90
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
A baja altura (550 msnm), donde hay más oxígeno en el aire y el motor debe
alcanzar su mayor rendimiento, la gráfica muestra que el rendimiento con
gasolina original aumenta con respecto a la operación a altura, (103 km/h contra
101 km/h en Medellín y 97 km/h en Rionegro). La pérdida inducida por el equipo
de mezcla de GNV (18 km/h) se hace más crítica, demostrando que la instalación
del equipo tiene influencia negativa sobre la respiración del motor. La pérdida
operando con GNV es ahora muy notable respecto a las otras condiciones (21
km/h). La recuperación con gasolina y con el equipo de conversión instalado es
inferior a la recuperación obtenida en Medellín (86 km/h contra 98 km/h). Este
hecho demuestra que cuando el motor necesita más aire, el equipo de mezcla
impide el suministro. El equipo es comparativamente más eficiente a medida que
se aumenta la altura de operación.
86
PRUEBA DE EMISIÓN DE GASES
RIONEGRO: 2200 msnm
CARACTERÍSTICAS DEL VEHÍCULO
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CAMPERO TOYOTA
TOYOTA 4.5
1.994
OMH398
4.477 C.C.
CONDICIONES DE PRUEBA
Velocidad de ralentí : 800 R.P.M.
Velocidad de crucero : 2500 ± 250 R.P.M.
En las gráficas 1E y 1F, donde se comparan, para la ciudad de Medellín, las
emisiones de CO (%) y HC (ppm) para el vehículo original a gasolina, a gasolina con
equipo mezclador y a GNV, se registra un aumento muy significativo para CO de 0.74
% a 2.25 % a 2500 RPM y de 2.38 % a 3.94 % en ralentí. Así mismo hay un aumento
en las emisiones de HC.
Como se indicó en los comentarios de las pruebas de recuperación, el equipo
mezclador utilizado en este motor de 4.5 litros, restringe la entrada de aire y por ende
enriquece la mezcla, (aumenta la proporción de gasolina en la mezcla), aumentando
las emisiones de CO y de HC.
Adicionalmente, los gráficos 1E, 1F, 1I y 1J, indican que la cantidad de GNV que
suministra el sistema mezclador cuando el motor trabaja a 2500 RPM es demasiado
grande, incrementando, en lugar de reducir, las proporciones de CO y HC en los
gases de escape. El comportamiento en Rionegro, Gráficos 1A y 1B, si muestra una
reducción, no tan significativa como debería ser.
Este comportamiento muestra que la afinación del equipo mezclador de gas es tan
crítica como la afinación de un carburador de gasolina, incluso la operación con GNV
puede ser, en casos de mal ajuste del equipo o mala especificación, perjudicial para el
ambiente.
Los equipos de mezcla de GNV deben tener posibilidades de ajuste, tanto de la
mezcla de aire combustible como de la cantidad de GNV.
RESULTADOS DE PRUEBA
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
3.74
90
13
0.4
Ralentí
5.34
206
11.4
1.3
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
2.56
65
9.8
0.7
Ralentí
1.57
128
10.3
0.7
GNV Convertido
87
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CAMPERO
TOYOTA 4.5
OMH398
4.477 C.C.
CONDICIONES Y RESULTADOS DE PRUEBA
1A
CO (%)
1B
HC (ppm)
6
250
5
200
G A S O L IN A
C O N V E R T ID O
GNV
4
150
3
100
2
50
1
0
0
2500
2500
R alentí
1C
CO2 (%)
1D
O2 (ppm)
14
1.4
12
1.2
10
1
8
0.8
6
0.6
4
0.4
2
0.2
R alentí
0
0
2500
2500
R alentí
88
R alentí
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CAMPERO
TOYOTA 4.5
1.994
OMH398
4.477 C.C.
Gasolina original
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.74
51
13.8
2.1
Ralentí
2.38
187
13
1.9
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
2.25
82
13.2
1.9
Ralentí
3.94
204
12.2
1.9
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
2.53
123
9.6
1.9
Ralentí
0.12
45
10.4
2.3
Gasolina convertida
GNV Convertido
89
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CAMPERO
TOYOTA 4.5
OMH398
4.477 C.C.
1E
HC (ppm)
CO (%)
4
1F
250
G A S O L IN A
3.5
200
3
2.5
G A S O L IN A
C O N V E R T ID O
GNV
150
2
100
1.5
1
50
0.5
0
0
2500
CO2 (%)
2500
R alentí
1G
R alentí
1H
O2 (ppm)
2.5
14
12
2
10
1.5
8
6
1
4
0.5
2
0
0
2500
2500
R alentí
90
R alentí
SANTAFE DE ANTIOQUIA: 550 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CAMPERO TOYOTA
TOYOTA 4.5
1.994
OMH398
4.477 C.C.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
1.90
60
13.6
2.3
Ralentí
1.79
200
126
3.0
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
2.40
130
9.2
2.5
Ralentí
0.10
41
10.5
3.8
GNV Convertido
91
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CAMPERO
TOYOTA 4.5
OMH398
4.477 C.C.
1I
CO (%)
1J
HC (ppm)
2.5
200
180
2
160
140
1.5
120
100
80
1
60
40
0.5
20
0
0
2500
2500
R alentí
1K
CO2 (%)
R alentí
1L
O2 (ppm)
4
140
G asolina
convertido
3.5
120
G NV
3
100
2.5
80
2
60
1.5
40
1
20
0.5
0
0
2500
2500
R alentí
92
R alentí
.2
VEHÍCULO 2: Camioneta Luv, Doble Cabina
1
Características generales
El mezclador aumenta la potencia del motor. Esto no
es lógico. La sincronización del motor original está mal
graduada, al instalar el sistema la mezcla se
homogeniza y el rendimiento mejora.
2
Potencia en dinamómetro
La potencia aumenta con la instalación del mezclador.
3
Torque
El torque aumenta con la instalación del mezclador.
4
Pérdida de potencia y torque
Hay aumento de potencia y torque a gasolina con el
mezclador instalado. El mezclador no restringe el paso
de aire. Con gas, las pérdidas alcanzan entre 5 y 25 %,
el rango de variación es bastante grande.
5
Recuperación.
Sofasa (1560 m) Las pérdidas de recuperación en Medellín son del
orden del 1% con gasolina convertida y de 10% con
gas. Son aceptables.
Santafé (540 msnm) Las pérdidas de recuperación en Santafé son nulas
con gasolina convertida y de 6% con gas. Se
consideran muy buenas.
Rionegro (2200 msnm) Las pérdidas de recuperación en Rionegro son nulas
con gasolina convertida y de 10% con gas. Se
consideran aceptables.
6
Emisiones
Sofasa (1560 m) Las emisiones de CO, HC y CO2 son semejantes con
gasolina y mezclador. Con gas se reducen entre el 90
y el 50% para ralentí y crucero respectivamente. Los
valores con gas son muy buenos.
Santafé (540 m) Las emisiones de CO, HC y CO2 con gasolina y
mezclador son bastante altas. Con gas se reducen
entre el 90 y el 50% para ralentí y crucero
respectivamente. Los valores con gas son buenos.
Rionegro (2200 msnm) Las emisiones de CO, HC y CO2 son bastante altas
con gasolina y mezclador. Con gas se reducen entre el
90 y el 50% para ralentí y crucero respectivamente.
Los valores con gas son muy buenos.
93
7.2.2
Resultados de las pruebas de rendimiento y emisiones en dinamómetro y en ruta.
94
VEHICULO 2: LUV 2.3 DOBLE CABINA
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
Luv 2.3 D.C.
1.994
OMH408
2.254 C.C.
Alimentación
de combustible : Carburador
Avance(° APMS)
Referencia bujías
Compresión
:
:
:
:
:
6° a 800 R.P.M.
BPR6ES
0.7 - 0.8 m.m.
170.6 P.S.I.
800 R.P.M.
Referencia Tanque
Control de avance
95
: 60.340.200
: LANDI-MT98CM
:
: ELECTRÓNICO. Avance 6° APMS
LUV 2.3 DOBLE CABINA
OMH-408
•
Las dos gráficas y las tablas iniciales muestran el comportamiento de la
potencia y el torque contra la velocidad del vehículo, mientras el vehículo opera
sobre un dinamómetro de rodillos.
•
Gasolina original: La prueba se realiza operando el motor del vehículo con
gasolina, en su estado original.
•
Gasolina convertido: La prueba se realiza operando el motor del vehículo con
gasolina, con el equipo de mezcla de gas instalado.
•
GNV (Gas): La prueba se realiza operando el motor del vehículo con GNV, con
el equipo de mezcla de gas instalado.
•
Las curvas de potencia muestran que la máxima potencia del vehículo se
desarrolla entre 3500 y 4500 RPM del motor para gasolina y a 3500 RPM para
GNV.
•
El torque máximo se desarrolla a velocidades de rotación del motor de
alrededor de 2500 RPM en todos los casos.
•
En este caso, el hecho de instalar el equipo de conversión a GNV mejora la
operación del motor. Las curvas indican ganancias de hasta 50% en potencia y
torque. Este mejoramiento en el rendimiento del motor no tiene explicación con
la información disponible.
96
OMH-408
46
Potencia (HP)
38
30
22
Gasolina original
Gasolina convertida
14
Gas
6
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(HP)
Gasolina
(HP)
GNV
(HP)
1000
10
10
7.5
1500
15
17.5
12.5
2000
20
25
20
2500
25
35
25
3000
30
40
25
3500
30
45
27.5
4000
32.5
42.5
35
4500
35
37.5
30
5000
32.5
35
27.5
Avance °APMS
6
10
10
T (°C)
Medio
Medio
Medio
5500
97
5000
OMH-408
75
Torque (Lb-pie)
65
55
45
Gasolina original
35
Gasolina convertida
Gas
25
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(Lb-pie)
Gasolina
(Lb-pie)
GNV
(Lb-pie)
1000
52.52
52.52
39.39
1500
52.52
61.27
43.77
2000
52.52
65.65
52.52
2500
52.52
73.53
52.52
3000
52.52
70.03
43.77
3500
45.02
67.53
41.27
4000
42.67
55.80
45.96
4500
40.85
43.77
35.01
5000
34.14
36.76
28.89
5500
Avance °APMS
6
10
10
T (°C)
Medio
Medio
Medio
98
5000
OMH-408
Porcentaje (%)
Ganancia
60
50
Gasolina convertida
Gas
40
30
20
10
0
Pérdida
-10
-20
-30
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Convertido
Gasolina
(%)
GNV
(%)
1000
0
25.00
1500
-16.67
16.67
2000
-25.00
0
2500
-40.00
0
3000
-33.33
16.67
3500
-50.00
8.33
4000
-30.77
-7.69
4500
-7.14
14.29
5000
-7.69
15.38
Avance °APMS
7
7
T (°C)
Medio
Medio
5500
99
4.5
•
cuando opera con gasolina convertido y con GNV con respecto a su
operación original con gasolina. La línea recta al nivel del cero (0) en las
abscisas representa el valor de torque y potencia del 100% con el
motor.
•
Los puntos de las curvas que están sobre la línea recta de 0% de
mejora de rendimiento. Son los números negativos en la tabla.
•
pérdida de rendimiento. Son los números positivos en la tabla
•
Gasolina convertido: La curva muestra una ganancia que va aumentando
desde 0% a 1000 RPM hasta 50 % a 3500 RPM. Luego desciende hasta
una ganancia de 10% a alta velocidad.
•
GNV: La curva muestra una pérdida que va disminuyendo desde 25% a
1000 RPM hasta 0 % a 2000 RPM, oscila entre pérdida y ganancia del
10% entre 2500 y 4000 RPM y cae nuevamente a alta velocidad.
COMENTARIOS
•
Gasolina convertido: El equipo de conversión (mezclador) induce una
ganancia que se sale de lo esperado. No hay una explicación para este
fenómeno.
•
GNV: El comportamiento con GNV es notablemente inferior al
comportamiento con gasolina convertido pero razonable contra la
operación con gasolina original. Se deben revisar los criterios de
sincronización de los vehículos operando con gasolina.
•
General: La ganancia en el rendimiento del motor al instalar el equipo de
mezcla es inexplicablemente alta. La operación con GNV es aceptable
desde el punto de vista del conductor.
100
CONSUMOS DE COMBUSITBLE
Tipo : LUV 2.3 DOBLE CABINA
Marca : CHEVROLET
Año modelo : 1.994
Placa : OMH408
GNV
A
B
C
D
Recorrido Mayo 2001
Gasolina
199.81 m3
51.30 Gal
1238.80 Km
1038 Km
114.56 m3
33.20 Gal
710 km
671 km
314.37 m3
84.50 Gal
1948.80 Km
1709 Km
E
F
G
Consumo (F / E)
H
Precio EPM
500.05 $ / m3
3275.00 $ / Gal
I
Precio público
540.00 $ / m3
3275.00 $ / Gal
J
80.67 $ / Km
161.93 $ / Km
K
87.11 $ / Km
161.93 $ / Km
6.20 Km/ m3
20.22 Km/Gal
este vehículo.
200
150
100
Es necesario hacer una campaña de
sincronización
para
lograr
mejores
consumos de combustible.
50
0
G N V -EPM
G N V -público
G asolina
101
VEHÍCULO : LUV 2.3 DOBLE CABINA
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
La prueba consiste en llevar el vehículo desde una velocidad inicial de 20 km/h en el
punto cero de inicio de la prueba, con acelerador a fondo, en marcha directa, hasta el
final de la prueba de 300 metros y medir el tiempo, la velocidad puntual y la
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
47.55
50
5.06
60.65
100
8.38
67.75
150
11.16
73.00
200
13.73
78.40
250
16.10
83.45
300
18.32
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
102
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
47.40
50
5.11
60.00
100
8.46
66.95
150
11.27
72.75
200
13.85
78.20
250
16.24
83.00
300
18.48
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
103
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
43.45
50
5.46
54.65
100
9.12
62.20
150
12.19
66.95
200
14.97
71.05
250
17.58
75.00
300
20.05
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
104
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (R.P.M.)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
El vehículo muestra un comportamiento similar para gasolina sin equipo de
mezcla y para gasolina con mezclador. El comportamiento con GNV muestra una
pérdida de 10% a todo lo largo de la prueba. Se considera normal. Como en estas
pruebas no se usa el vehículo cargado, este no requiere la totalidad de su
capacidad, explicando por qué no hay diferencia en la recuperación con gasolina,
con y sin mezclador.
105
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
49.2
50
5.02
63.8
100
8.19
70.0
150
10.87
77.2
200
13.87
82.8
250
15.56
88.5
300
17.66
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
106
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
48.9
50
4.99
63.4
100
8.17
69.7
150
10.85
76.1
200
13.30
82.6
250
15.55
87.6
300
17.67
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
107
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 1.560 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
45.5
50
5.35
58.7
100
8.80
66.6
150
11.66
70.9
200
14.29
76.2
250
16.73
80.9
300
19.02
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
108
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
ALTURA : 1560 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
Los resultados siguen siendo muy consistentes. La operación con gasolina
es prácticamente equivalente con y sin mezclador. La operación con GNV
muestra pérdidas de 10%. El mezclador usado es apropiado para el motor.
109
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
50.1
50
4.90
64.4
100
8.03
70.4
150
10.71
77.7
200
13.14
83.45
250
15.37
88.75
300
17.46
100
VELOCIDAD(Kph)
16
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
110
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
49.95
50
4.88
64.25
100
8.01
70.55
150
10.70
77.95
200
12.73
83.70
250
15.36
89.10
300
17.44
100
VELOCIDAD(Kph)
16
TIEMPO
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
111
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 550 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
47.55
50
5.08
60.75
100
8.39
67.20
150
11.18
73.25
200
13.75
78.45
250
16.12
83.35
300
18.34
100
VELOCIDAD (Kph)
20
TIEMPO
80
16
70
12
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
112
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
LUGAR : PISTA DE PRUEBA – SANTAFE
ALTURA : 550 msm
110
GAS OLINA OR IGINAL
100
Velocidad (Kph)
GAS
90
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
El comentario es el mismo que el de la prueba en Medellín, se puede
mencionar además que las pérdidas de velocidad máxima del vehículo
durante la prueba con la altura son también razonables, (90 km/h en
Santafé de Antioquia, 88 km/h en Medellín y 84 km/h en Rionegro)
113
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CHEVROLET
1.994
OMH408
2.254 C.C.
emisiones de CO (%) y HC (ppm) para el vehículo original a gasolina, a gasolina
con equipo mezclador y a GNV, se registra una disminución para CO de 7.23 %
con gasolina original a 6.69 % con gasolina convertido y a 0.06 % con GNV a
2500 RPM y de 3.06 % a 2.91 % y a 0.08 en ralentí. Así mismo hay una
reducción notable en las emisiones de HC. Los valores tan altos de CO a 2500
RPM indican problemas de sincronización del vehículo a alta velocidad, es decir,
en los circuitos de potencia del carburador. Requiere revisión.
La operación con GNV en este vehículo es buena desde el punto de vista de
emisiones estáticas de CO y HC.
Tanto en Rionegro como en Medellín y en Santafé de Antioquia el
comportamiento de las emisiones es bueno cuando se opera el vehículo con
GNV. Los valores de CO y HC obtenidos con gasolina a 2500 RPM en Rionegro
y en Medellín son demasiado altos, indicando que hay problemas de riqueza de
mezcla cuando el motor opera a gran velocidad.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
8.03
104
10.3
1.4
Ralentí
3.20
136
12.8
1.5
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.14
47
8.6
5.5
Ralentí
0.15
77
8.2
9.2
GNV Convertido
114
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CHEVROLET
OMH408
2.254 C.C.
2A
CO (%)
HC (ppm)
9
2B
140
8
G a s o lin a
co n ve rtid o
120
GNV
100
7
6
5
80
4
60
3
40
2
20
1
0
0
2500
R alentí
2500
2C
CO2 (%)
R alentí
2D
O2 (ppm)
10
14
12
8
10
6
8
6
4
4
2
2
0
0
2500
R alentí
2500
115
R alentí
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CHEVROLET
1.994
OMH408
2.254 C.C.
Gasolina original
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
7.23
126
9.7
1.7
Ralentí
3.06
148
12.2
1.9
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
6.69
112
10.4
1.7
Ralentí
2.91
231
12.4
2.3
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.06
43
8.3
6.3
Ralentí
0.08
124
9.4
4.9
Gasolina convertida
GNV Convertido
116
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CHEVROLET
OMH408
2.254 C.C.
2E
CO (%)
HC (ppm)
8
2F
250
G a s o lin a
7
6
G a s o lin a
co n ve rtid o
5
GNV
200
150
4
100
3
2
50
1
0
2500
CO2 (%)
0
R alentí
2500
O2 (ppm)
2G
14
7
12
6
10
5
8
4
6
3
4
2
2
1
0
R alentí
2H
0
2500
R alentí
2500
117
R alentí
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CHEVROLET
1.994
OMH408
2.254 C.C.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
4.3
120
10.6
2.1
Ralentí
2.1
264
12.0
3.2
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.05
38
8.0
7.6
Ralentí
0.04
165
9.17
2.8
GNV Convertido
118
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CHEVROLET
OMH408
2.254 C.C.
2I
CO (%)
HC (ppm)
4.5
2J
300
G a s o lin a
co n ve rtid o
4
250
3.5
GNV
3
200
2.5
150
2
1.5
100
1
50
0.5
0
0
2500
R alentí
2500
2K
CO2 (%)
R alentí
2L
O2 (ppm)
8
120
100
6
80
4
60
40
2
20
0
0
2500
R alentí
2500
119
R alentí
7.3
VEHÍCULO 3: Camioneta Luv, Pick up
1
El mezclador no disminuye prácticamente en nada la
potencia del motor. Está bien especificado.
2
La potencia no se reduce con la instalación del
mezclador.
3
Torque
El torque no se reduce con la instalación del
mezclador.
4
Las pérdidas de potencia y torque a gasolina con el
mezclador instalado son despreciables. El mezclador
no restringe el paso de aire. Con gas, la pérdidas
alcanzan entre 32 y 41 %, muy grandes, sobre todo a
altas revoluciones.
5
Recuperación.
orden del 1% con gasolina convertida y de 5% con gas.
Se consideran muy aceptables.
Santafé (540 msnm) Las pérdidas de recuperación en Santafé son del orden
del 1% con gasolina convertida y de 7% con gas. Se
consideran buenas.
Rionegro (2200 msnm) Las pérdidas de recuperación en Rionegro son del
orden del 1 al 13% (en alto régimen) con gasolina
convertida y de 8 a 25% (en alto régimen) con gas.
Parece que el mezclador está ajustado muy justo en
cuanto a entrada de aire, cuando hay falta de aire, en
Rionegro el vehículo sin mezclador despega mejor.
6
Emisiones
Santafé (540 m) Muestra mayores emisiones con gasolina demostrando
que su sincronización es defectuosa. Con gas los
valores son buenos, inferiores entre 50 y 90% a los
obtenidos con gasolina.
Sofasa (1560 m) Las emisiones de CO, HC y CO2 son muy altas con
gasolina, el vehículo está mal sincronizado. Con gas se
obtienen reducciones entre 90% para CO y de 50%
para HC en ralentí que son muy buenas.
Rionegro (2200 msnm) Las emisiones de CO, HC y CO2 se comportan
lógicamente con reducciones entre el 25 y el 50%
operando con gas.
120
7.3.2 Resultados de las pruebas de rendimiento y emisiones en dinamómetro y en ruta.
121
VEHICULO 3: LUV 2.3 PICK UP
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CHEVROLET LUV
1.989
OMG718
2.254 C.C.
Alimentación
de combustible : Carburador
Avance(° APMS)
Referencia bujías
Compresión
:
:
:
:
:
6° a 800 R.P.M.
BPR6ES
0.7 - 0.8 m.m.
170.6 P.S.I.
800 R.P.M.
Referencia Tanque
Control de avance
: 60.340.200
: LANDI-MT98CM
:
122
LUV 2.3 PICK UP
OMG-718
•
potencia y el torque contra la velocidad del vehículo, mientras el vehículo
opera sobre un dinamómetro de rodillos.
•
gasolina, con el motor en su estado original.
•
Gasolina convertido: La prueba se realiza operando el motor del vehículo
con gasolina, con el equipo de mezcla de gas instalado en el motor.
•
GNV (Gas): La prueba se realiza operando el motor del vehículo con GNV,
con el equipo de mezcla de gas instalado en el motor.
•
desarrolla entre 3500 y 4000 RPM del motor para gasolina y a 3000 RPM
para GNV.
•
•
En este caso, el hecho de instalar el equipo de conversión a GNV no afecta
la operación del motor. Las curvas indican un comportamiento muy
aproximado en potencia y torque cuando se opera con gasolina con y sin el
mezclador. Las pérdidas con GNV son de alrededor del 10% salvo en
algunos puntos de la curva. Es normal.
123
LUV 2.3 PICK UP
OMG-718
28
Gasolina original
24
Gasolina convertida
Potencia (HP)
Gas
20
16
12
8
4
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(HP)
Gasolina
(HP)
GNV
(HP)
1000
7.5
5
5
1500
10
10
7.5
2000
15
15
12.5
2500
20
20
17.5
3000
22.5
22.5
20
3500
25
22.5
17.5
4000
22.5
25
15
4500
17.5
15
10
5000
5500
Avance °APMS
6
10
10
T (°C)
Medio
Medio
Medio
124
4500
LUV 2.3 PICK UP
OMG-718
45
40
Torque (Lb-pie)
35
30
25
Gasolina original
20
Gasolina convertida
Gas
15
10
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(Lb-pie)
Gasolina
(Lb-pie)
GNV
(Lb-pie)
1000
30.00
26.26
26.26
1500
35.01
35.01
26.26
2000
39.39
39.39
32.83
2500
42.02
42.02
36.76
3000
39.39
39.39
35.01
3500
37.51
33.76
26.26
4000
29.54
32.83
19.70
4500
20.42
17.51
11.67
5000
5500
Avance °APMS
6
10
10
T (°C)
Medio
Medio
Medio
125
4500
LUV 2.3 PICK UP
OMG-718
Ganancia
0
Perdida
30
Porcentaje (%)
40
Gasolina convertida
20
Gas
10
-10
-20
-30
-40
-50
-60
1.5
2
2.5
3
3.5
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
(%)
GNV
(%)
1000
33.33
33.33
1500
0
25.00
2000
0
16.67
2500
0
12.50
3000
0
11.11
3500
10.00
30.00
4000
-11.11
33.33
4500
14.29
42.86
Avance °APMS
7
7
T (°C)
Medio
Medio
5000
5500
126
4
4.5
PÉRDIDA DE POTENCIA Y TORQUE
LUV 2.3 PICK UP
OMG-718
•
cuando opera con gasolina convertido y con GNV con respecto a su operación
original con gasolina. La línea recta al nivel del cero (0) en las abscisas
representa el valor de torque y potencia del 100% con el vehículo operando
con gasolina y sin el equipo de gas instalado sobre el motor.
•
Los puntos de las curvas que están sobre la línea recta de 0% de variación de
rendimiento con gasolina (línea de cero), representan una mejora de
rendimiento. Son los números negativos en la tabla.
•
pérdida de rendimiento. Son los números positivos en la tabla
•
Gasolina convertido: La curva muestra una asimilación bastante precisa entre
la operación con gasolina original y con gasolina convertido.
•
GNV: La pérdida de 33% a baja velocidad indica menos capacidad de
arranque del vehículo en condiciones de plena carga. Las pérdidas a
velocidad media de entre el 16 % y el 11 %, se consideran aceptables y
esperadas. El aumento de pérdidas a alta velocidad indica, aparentemente
una característica de los equipos de conversión utilizados.
127
CONSUMOS DE COMBUSITBLE
Tipo : LUV 2.3 PICK UP
Marca : CHEVROLET
Año modelo : 1.989
Placa : OMG718
GNV
A
B
C
D
Recorrido Mayo 2001
71.22 m3
464 Km
Gasolina
39.50 Gal
970 Km
46.21 m3
54.50 Gal
301 km
1277 km
117.43 m3
94.00 Gal
E
F
G
Consumo (F / E)
H
Precio EPM
500.05 $ / m3
3275.00 $ / Gal
I
Precio público
540.00 $ / m3
3275.00 $ / Gal
J
76.76 $ / Km
137.00 $ / Km
K
82.89 $ / Km
137.00 $ / Km
765 Km
2247 Km
6.51 Km/ m3
23.90 Km/Gal
este vehículo.
150
100
Siendo el mismo motor que el usado en el
vehículo No. 2, la información de consumo
varía mucho. Es necesario hacer una
campaña de sincronización para lograr
mejores consumos de combustible y
comportamientos más consistentes entre
los vehículos.
50
0
G N V -EPM
G N V -Público
G asolina
128
VEHÍCULO : LUV 2.3 PICK UP
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
La prueba consiste en llevar el vehículo desde una velocidad inicial de 20 km/h en
el punto de inicio de la prueba, con acelerador a fondo, en marcha directa, hasta el
final de la prueba de 300 metros y medir el tiempo, la velocidad puntual y la
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
46.95
50
5.00
60.80
100
8.32
69.45
150
11.07
74.70
200
13.57
78.50
250
15.93
83.15
300
18.16
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
129
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
45.70
50
5.04
59.55
100
8.45
68.10
150
11.00
73.15
200
13.80
76.70
250
16.20
81.15
300
18.47
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
130
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
44.05
50
5.29
56.15
100
8.89
64.10
150
11.88
69.40
200
14.57
72.70
250
17.11
75.55
300
19.54
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
131
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
Las pérdidas con gasolina convertido son del orden de 1 – 2%, que se
consideran normales. Al final de la prueba, los resultados a alta velocidad
operando con gasolina sin mezclador son mejores. La restricción del
mezclador, cuando se opera con gran necesidad de aire, reduce el
rendimiento del motor. El vehículo muestra un comportamiento similar para
gasolina sin equipo de mezcla y para gasolina con mezclador. El
comportamiento con GNV muestra una pérdida de 8% a todo lo largo de la
prueba. Se considera excelente.
132
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
46.6
50
5.18
61.2
100
8.47
70.7
150
11.18
74.4
200
13.67
79.8
250
16.01
84.0
300
18.20
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
133
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
47.2
50
5.13
60.5
100
8.50
69.0
150
11.26
73.1
200
13.76
78.2
250
16.14
83.4
300
18.36
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
134
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 1.560 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
44.3
50
5.30
56.3
100
8.90
64.2
150
11.87
69.8
200
14.55
71.8
250
17.10
76.1
300
19.52
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
135
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
ALTURA : 1.560 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
Los resultados son muy consistentes. La operación con gasolina es
prácticamente equivalente con y sin mezclador. La operación con GNV
muestra pérdidas de 8%. El mezclador usado es apropiado para el motor.
136
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
47.85
50
4.88
63.9
100
8.07
73.2
150
10.68
76.95
200
13.09
82.45
250
15.35
87.35
300
17.47
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
137
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
47.85
50
4.94
62.70
100
8.16
71.65
150
10.81
75.50
200
13.25
80.95
250
15.55
85.70
300
17.71
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
138
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 550 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
45.05
50
5.09
59.85
100
8.48
67.95
150
11.29
72.35
200
13.83
75.80
250
16.25
80.25
300
18.56
100
VELOCIDAD (Kph)
20
TIEMPO (seg)
80
16
70
12
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
139
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
ALTURA : 550 msm
110
GAS OLINA OR IGINAL
100
Velocidad (Kph)
GAS
90
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
El comentario es el mismo que el de la prueba en Medellín. Las pérdidas
de velocidad máxima del vehículo durante la prueba con la altura son
razonables, (90 km/h en Santafé de Antioquia, 88 km/h en Medellín y 84
km/h en Rionegro)
140
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET
1.989
OMG718
2.254 C.C.
2500 RPM y se encuentra que las emisiones de CO en ralentí son equivalentes a
1% en todos los casos. Las emisiones de HC son muy equivalentes operando con
gasolina con y sin mezclador, y se reducen radicalmente al usar GNV.
GNV. Los valores de CO y HC obtenidos con gasolina a 2500 RPM en Rionegro,
Medellín y Santafé son demasiado altos, indicando que hay problemas de riqueza
de mezcla cuando el motor opera a alta velocidad.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
8.26
170
10.2
0.8
Ralentí
1.67
118
13.9
0.8
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.13
29
9.8
3.4
Ralentí
1.62
63
10
1.8
GNV Convertido
141
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET LUV 2.3
OMG718
2.254 C.C.
3A
CO (%)
HC (ppm)
9
3B
180
G asolina convertido
8
160
G NV
7
140
6
120
5
100
4
80
3
60
2
40
1
20
0
0
2500
CO2 (%)
2500
R alentí
3C
02 (ppm)
14
R alentí
3D
3.5
3
12
2.5
2
10
1.5
1
8
0.5
0
6
2500
2500
R alentí
142
R alentí
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET
1.989
OMG718
2.254 C.C.
Gasolina original
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
9.01
182
8.9
1.7
Ralentí
0.94
104
13.6
1.9
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
8.25
224
9.5
1.5
Ralentí
1.07
130
13.5
1.7
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.24
10
11
1.9
Ralentí
1.05
58
10.6
1.7
Gasolina convertida
GNV Convertido
143
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET LUV 2.3
OMG718
2.254 C.C.
3E
CO (%)
HC (ppm)
10
250
G asolina
9
3F
8
200
G NV
7
6
150
5
100
4
3
50
2
1
0
0
2500
CO2 (%)
2500
R alentí
3G
02 (ppm)
14
2
12
1.5
10
1
8
0.5
6
R alentí
3H
0
2500
R alentí
2500
144
R alentí
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET
1.989
OMG718
2.254 C.C.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
8.23
293
8.1
2.5
Ralentí
0.90
152
12.3
2.6
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.30
8
14.2
0.9
Ralentí
0.80
42
11.4
1.5
GNV Convertido
145
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET LUV 2.3
OMG718
2.254 C.C.
3I
CO (%)
HC (ppm)
9
3J
300
8
250
G NV
7
6
200
5
150
4
100
3
2
50
1
0
0
2500
CO2 (%)
2500
R alentí
3K
02 (ppm)
14
R alentí
3L
3
2.5
12
2
10
1.5
1
8
0.5
0
6
2500
2500
R alentí
146
R alentí
7.4
VEHÍCULO 4: Campero Trooper
1
El mezclador no disminuye prácticamente en nada la
potencia del motor. Está bien especificado.
2
La potencia no se reduce con la instalación del
mezclador.
3
Torque
El torque no se reduce con la instalación del
mezclador. Hay un punto de medición erróneo.
4
Las pérdidas de potencia y torque a gasolina con el
mezclador instalado son despreciables. El mezclador
no restringe el paso de aire. Con gas, la pérdidas
alcanzan entre 25 y 30 %, muy grandes. El vehículo
requiere sincronización con gas.
5
Recuperación.
orden del 1% con gasolina convertida y del 3% con
gas. Se consideran muy aceptables.
Santafé (540 msnm) Las pérdidas de recuperación en Santafé son del orden
del 1% con gasolina convertida y de 7% con gas. Se
consideran buenas.
Rionegro (2200 msnm) Las pérdidas de recuperación en Rionegro son del
orden del 7% con gasolina convertida y de 17% con
gas. Se consideran aceptables.
6
Emisiones
Sofasa (1560 m) Las emisiones de CO, HC y CO2 son muy altas con
gasolina y gasolina con mezclador. Con gas se
reducen entre el 70 y el 80% para CO y entre el 50 y
90% para HC. Los valores de emisiones con gas son
buenos.
Santafé (540 m) El comportamiento es similar al descrito para Medellín.
Hay una mala sincronización del vehículo.
Rionegro (2200 msnm) Las emisiones de CO, HC y CO2 se comportan
lógicamente, el vehículo fue sincronizado para
operación en Rionegro y en Medellín y aun más en
Santafé tiene proporcionalmente demasiado aire
haciendo que la combustión sea incompleta.
147
7.4.2 Resultados de las pruebas de rendimiento y emisiones en dinamómetro y en ruta.
148
VEHICULO 4: CAMPERO TROOPER
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
Chevrolet
1.989
OMG691
2.600 C.C.
Alimentación
de combustible : Carburado
Avance(° APMS)
Referencia bujías
Compresión
:
:
:
:
:
6° a 800 R.P.M.
BPR6ES
0.7-0.8 m.m.
170.6 psi
800 R.P.M.
Referencia Tanque
Control de avance
: 60.340.200
: MT98CM
:
149
TROOPER
OMG-691
potencia y el torque contra la velocidad del vehículo, mientras el vehículo opera
sobre un dinamómetro de rodillos.
gasolina, con el motor en su estado original.
Gasolina convertido: La prueba se realiza operando el motor del vehículo con
gasolina, con el equipo de mezcla de gas instalado en el motor.
GNV (Gas): La prueba se realiza operando el motor del vehículo con GNV, con
el equipo de mezcla de gas instalado en el motor.
desarrolla entre 3500 y 4000 RPM del motor para gasolina y para GNV.
En este caso, el hecho de instalar el equipo de conversión a GNV no afecta
negativamente la operación del motor. Las curvas indican un comportamiento
muy aproximado en potencia y torque cuando se opera con gasolina con y sin
el mezclador. Las pérdidas con GNV son de 25 a 32%. Son demasiado altas.
150
TROOPER
OMG-691
42
Potencia (HP)
36
30
24
18
Gasolina original
Gasolina convertida
12
Gas
6
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(HP)
Gasolina
(HP)
GNV
(HP)
1000
10
12.5
7.5
1500
17.5
17.5
12.5
2000
25
25
17.5
2500
30
30
20
3000
35
35
25
3500
37.5
37.5
27.5
4000
40
37.5
27.5
4500
35
35
25
5000
30
27.5
20
5500
Avance °APMS
6
10
10
T (°C)
Medio
Medio
Medio
151
5000
TROOPER
OMG-691
28
Torque (Lb-pie)
24
20
16
Gasolina original
Gasolina convertida
12
Gas
8
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Velocidad (R.P.M.)
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
original
(Lb-pie)
Gasolina
(Lb-pie)
GNV
(Lb-pie)
1000
52.52
65.65
39.39
1500
61.27
61.27
43.77
2000
65.65
65.65
45.96
2500
63.02
63.02
42.02
3000
61.27
61.27
43.77
3500
56.27
56.27
41.27
4000
52.52
49.24
36.11
4500
40.85
40.85
29.18
5000
31.51
28.89
21.01
Avance °APMS
6
10
10
T (°C)
Medio
Medio
Medio
5500
152
5000
CHEVROLET TROOPER
Ganancia
OMG-691
40
30
Gasolina convertida
Gas
20
Porcentaje (%)
10
0
-10
-20
Perdida
-30
-40
-50
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Convertido
Velocidad
del motor
(R.P.M.)
Gasolina
(%)
GNV
(%)
1000
-25.00
25.00
1500
0
28.57
2000
0
30.00
2500
0
33.33
3000
0
28.57
3500
0
26.67
4000
6.25
31.25
4500
0
28.57
5000
8.33
33.33
Avance °APMS
7
7
T (°C)
Medio
Medio
5500
153
4.5
5
PÉRDIDA DE POTENCIA Y TORQUE
CHEVROLET TROOPER
OMG-691
•
La gráfica muestra la pérdida o ganancia de torque y potencia del
vehículo cuando opera con gasolina convertido y con GNV con respecto
a su operación original con gasolina. La línea recta al nivel del cero (0)
en las abscisas representa el valor de torque y potencia del 100% con el
motor.
•
Los puntos de las curvas que están sobre la línea recta de 0% de
mejora de rendimiento. Son los números negativos en la tabla.
•
Los puntos de las curvas que están por debajo de la línea recta de 0%
de variación de rendimiento con gasolina (línea de cero), representan
una pérdida de rendimiento. Son los números positivos en la tabla
•
Gasolina convertido: La curva muestra una asimilación bastante precisa
entre la operación con gasolina original y con gasolina convertido.
•
GNV: En este caso, el hecho de instalar el equipo de conversión a GNV
no afecta negativamente la operación del motor. Las pérdidas con GNV
son de 25 a 32%. Demasiado altas.
154
CONSUMOS DE COMBUSTIBLE
Tipo : TROOPER
Marca : CHEVROLET
Año modelo : 1.994
Placa : OMG691
GNV
A
B
C
D
Recorrido Mayo 2001
43.15 m3
178 Km
Gasolina
46.20 Gal
670 Km
62.40 m3
62.20 Gal
399 km
1121 km
105.55 m3
108.40 Gal
E
F
G
Consumo (F / E)
H
Precio EPM
500.05 $ / m3
3275.00 $ / Gal
I
Precio público
540.00 $ / m3
3275.00 $ / Gal
J
91.47 $ / Km
198.22 $ / Km
K
98.78 $ Km
198.22 $ / Km
577 Km
1791 Km
5.47 Km/ m3
16.52 Km/Gal
200
de costo por consumo, es rentable.
150
100
50
0
G N V -EPM
G N V Público
G asolina
155
VEHÍCULO : TROOPER
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
La prueba consiste en llevar el vehículo desde una velocidad inicial de 20 km/h
en el punto de inicio de la prueba, con acelerador a fondo, en marcha directa,
hasta el final de la prueba de 300 metros y medir el tiempo, la velocidad puntual y
la aceleración cada 50 metros.
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
46.75
50
4.98
60.70
100
8.30
69.45
150
11.05
74.25
200
13.57
79.60
250
15.91
84.50
300
18.10
100
20
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
156
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
VEHÍCULO : TROOPER
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
45.75
50
5.07
58.55
100
8.51
65.85
150
11.38
70.20
200
14.02
74.70
250
16.53
78.80
300
18.88
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
157
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
VEHÍCULO : TROOPER
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
43.50
50
5.33
53.50
100
9.06
60.05
150
12.22
65.00
200
15.09
67.05
250
17.82
70.80
300
20.42
20
100
VELOCIDAD (Kph)
90
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
158
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
16
VEHÍCULO : TROOPER
LUGAR : RIONEGRO
ALTURA : 2.200 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
Las pérdidas con gasolina convertido son del orden del 5%, que son algo
altas. La restricción del mezclador, cuando se opera con gran necesidad de
aire, reduce el rendimiento del motor. El comportamiento con GNV muestra
una pérdida de 11% a todo lo largo de la prueba. Es bueno.
159
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
49.4
50
4.89
63.6
100
8.09
69.8
150
10.69
77.8
200
13.12
83.8
250
15.35
88.9
300
17.44
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
160
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 1.560 msm
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
48.4
50
5.01
63.2
100
8.22
69.3
150
10.89
76.3
200
13.37
82.2
250
15.64
87.9
300
17.75
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
161
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 1.560 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
(Seg)
45.2
50
5.13
61.0
100
8.45
67.5
150
11.19
74.1
200
13.73
79.3
250
16.07
84.3
300
18.26
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
162
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 1.560 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
Los resultados son consistentes. La operación con gasolina y mezclador
está 1 % por debajo de la situación original. La operación con GNV
muestra pérdidas de 5%. Son aceptables. El mezclador usado es
apropiado para el motor.
163
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
51
50
4.66
67.4
100
7.67
73.35
150
10.20
81.55
200
12.53
88.25
250
14.65
93.60
300
16.62
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
164
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 550 msm
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
49.00
50
4.76
65.65
100
7.88
72.50
150
10.45
79.65
200
12.83
86.30
250
15.00
92.50
300
17.02
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
165
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 550 msm
COMBUSTIBLE : GNV
VELOCIDAD
PROMEDIO
(Kph)
DISTANCIA
(Mt)
TIEMPO
PROMEDIO
(Seg)
47.15
50
4.99
62.10
100
8.26
70.45
150
10.94
76.20
200
13.41
82.70
250
15.67
87.85
300
17.78
100
VELOCIDAD (Kph)
16
TIEMPO (seg)
80
12
70
60
8
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
166
250
4
300
Tiempo (seg.)
Velocidad (Kph)
90
VEHÍCULO : TROOPER
ALTURA : 550 msm
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS
80
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
El comentario es el mismo que el de la prueba en Medellín. Las pérdidas
de velocidad máxima del vehículo con la altura durante la prueba son
razonables.
167
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CAMPERO
CHEVROLET
1.990
OMG691
2.554 C.C.
2500 RPM y se encuentra que las emisiones de CO en ralentí se reducen de
3.06% a 2.91% convertido y a 0.08% con GNV. Las emisiones de HC se reducen
radicalmente al usar GNV.
GNV. Los valores de CO y HC obtenidos con gasolina a 2500 RPM en Rionegro y
Medellín son demasiado altos, indicando que hay problemas de ajuste de riqueza
de mezcla cuando el motor opera a alta velocidad.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
10.07
225
9.4
0.5
Ralentí
7.6
326
10.8
0.6
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.20
65
9.0
4.9
Ralentí
2.27
200
9.4
1.0
GNV Convertido
168
RIONEGRO: 2200 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CAMPERO
CHEVROLET
OMG691
2.600 C.C.
4A
CO (%)
HC (ppm)
4B
350
12
300
10
G asolina
convertido
G NV
250
8
200
6
150
4
100
2
50
0
0
2500
2500
R alentí
4C
CO2 (%)
R alentí
4D
O2 (ppm)
5
12
4.5
10
4
3.5
8
3
6
2.5
2
4
1.5
1
2
0.5
0
0
2500
R alentí
2500
169
R alentí
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CAMPERO
CHEVROLET
1.994
OMG691
2.600 C.C.
Gasolina original
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
7.23
126
9.7
1.7
Ralentí
3.06
148
12.2
1.9
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
6.69
112
10.4
1.7
Ralentí
2.91
231
12.4
2.3
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.06
43
8.3
6.3
Ralentí
0.08
124
9.4
4.9
Gasolina convertida
GNV Convertido
170
MEDELLIN: 1560 msnm
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CAMPERO
CHEVROLET
OMG691
2.600 C.C.
4E
CO (%)
HC (ppm)
4F
250
8
G asolina
7
200
6
5
G asolina
convertido
G NV
150
4
100
3
2
50
1
0
0
2500
CO2 (%)
2500
R alentí
O2 (ppm)
4G
14
7
12
6
10
5
8
4
6
3
4
2
2
1
R alentí
4H
0
0
2500
2500
R alentí
171
R alentí
Tipo
Marca
Año modelo
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
:
CAMPERO
CHEVROLET
1.990
OMG691
2.554 C.C.
Gasolina convertida
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
3.5
80
12.3
2.3
Ralentí
1.0
154
14.2
4.2
CO (%)
HC (PPM)
CO2 (%)
O2 (%)
Crucero
0.04
30
8.3
8.4
Ralentí
0.06
72
9.4
8.3
GNV Convertido
172
Tipo
Marca
Placa
Cilindrada
:
:
:
:
CAMPERO
CHEVROLET
OMG691
2.600 C.C.
4I
CO (%)
HC (ppm)
4J
160
3.5
140
3
G asolina
convertido
G NV
120
2.5
100
2
80
1.5
60
1
40
0.5
20
0
0
2500
2500
R alentí
4K
CO2 (%)
4L
O2 (ppm)
16
9
14
8
R alentí
7
12
6
10
5
8
4
6
3
4
2
2
1
0
0
2500
R alentí
2500
173
R alentí
8.
EVALUACIÓN FINANCIERA
8.1. OBJETIVO GENERAL
Realizar una evaluación financiera del proceso de reconversión sobre la muestra de
vehículos objeto del estudio1, de manera que los resultados de esta evaluación, sirvan
como herramientas y elementos en la toma de decisiones sobre la viabilidad general
del proyecto.
8.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Evaluar un adecuado sistema de financiamiento que permita cubrir la amortización
del costo de la reconversión, con los ingresos generados al proyecto por concepto
de ahorro en combustible y mantenimiento.
•
Desarrollar herramientas pertinentes que permitan calcular el costo de la
reconversión, permitiendo el manejo de variables tales como los precios de los
combustibles, kilómetros recorridos por los vehículos en prueba, costo de los Kits
de reconversión, entre otros. Finalmente, los modelos desarrollados serán
aplicables a cualquier tipo de vehículo.
•
Estimar índices financieros del proyecto, tales como el VPN, la TIR, etc, que le
permitan vislumbrar al inversionista las ventajas o desventajas de invertir en el
proyecto con respecto a su tasa de oportunidad.
8.3.
METODOLOGÍA DESARROLLADA
•
La evaluación determinará básicamente un flujo de caja para el proyecto, con
base en la definición de variables indicadoras de los ingresos del mismo por
concepto de ahorro en combustible y mantenimiento general de los vehículos;
igualmente establecerá los egresos de éste, relacionados con la alta inversión
inicial, necesaria para la compra e instalación de los Kits para la reconversión a
GNV.
•
En la elaboración del flujo de caja, específicamente para la determinación de los
ingresos del proyecto, se tomarán los datos obtenidos en las pruebas de ruta
realizadas a los vehículos en cuestión, pruebas que finalmente mostrarán el costo
por kilómetro recorrido para cada uno de los combustibles utilizados (GNV y
gasolina). La comparación entre los resultados arrojados, permitirá calcular el
ahorro por kilómetro recorrido, para ser llevado al flujo de caja como un ingreso.
(Ver Tablas No 11 a la No 14).
•
Este método de cálculo será valido con la aplicación de una fórmula, que relaciona
el rendimiento de la gasolina equivalente frente al rendimiento del GNV.
1
No. 1: Toyota Land Cruiser, No.2: Chevrolet Luv 2.3 Doble Cabina, No. 3: Chevrolet Luv
2.3 Pick Up y No. 4: Chevrolet Trooper.
174
•
Así mismo, será llevada al flujo de caja como egreso, la inversión inicial en
periodos mensuales de amortización. Estos periodos de amortización son
consecuentes con la operación típica de los vehículos, de forma que la
financiación de la inversión inicial queda cubierta a partir de los ahorros obtenidos
en los diferentes periodos.
•
La evaluación financiera optará por tomar una tasa de crédito comercial ofrecida
por la banca comercial para el financiamiento de este tipo de proyectos, la cual,
para la fecha del estudio, oscilaba alrededor del 2.4 % mensual aproximadamente.
No obstante lo anterior, este tipo de aproximaciones en la evaluación, pueden ser
superadas en la medida en que se conozca la tasa exacta de descuento a aplicar,
la cual depende del tipo de financiación deseado por el inversionista, en el
momento de tomar la decisión.
•
Por lo anterior, es pertinente aclarar que el tipo de financiamiento seleccionado
por el inversionista, incidirá sobre los índices económicos hallados en esta
evaluación, por ello, se optó por un tipo de financiación acorde con lo ofrecido por
entidades vinculadas al negocio de la distribución de GNV a clientes que desean
realizar la reconversión a este combustible alternativo.
•
Finalmente se evaluarán los resultados obtenidos, a partir de los indicadores
financieros propuestos en el estudio:
Valor presente Neto (VPN)
El Valor Presente Neto (VPN) del flujo de caja de la alternativa de
inversión, se entiende como el valor equivalente en pesos de hoy, de la
ganancia o pérdida que se obtendrá al llevar a cabo la inversión.
Conocido el flujo de caja de la alternativa de inversión, se define el VPN
como:
VPN = VPN(I) – VPN(E)
Donde:
VPN(I):
Valor Presente Neto de los ingresos del proyecto
VPN(E):
Valor Presente Neto de los egresos del proyecto
Tasa Interna de Retorno (TIR)
Desde le punto de vista de las matemáticas financieras, la TIR es la tasa
que equilibra el VPN de los ingresos con el VPN de los egresos, es decir,
la tasa en la que VPN(I) = VPN(E).
Relación Beneficio Costo R(B/C)
La Relación Beneficio Costo R(B/C) se define matemáticamente como:
R(B/C) = VPN(I) / VPN(E)
Como complemento de la evaluación financiera sobre la rentabilidad del
proyecto, la R(B/C) es un criterio importante par definir la “conveniencia” y
“oportunidad” del mismo proyecto, en términos de sí el sacrificio de los
recursos económicos se ve superado por los beneficios, que en diferentes
ámbitos, ofrezca la realización del mismo.
175
8.4.
DETERMINACIÓN DE INGRESOS
Ingreso por ahorro en el consumo de combustible
A continuación se pretende determinar los ingresos del proyecto, estimados a partir de
los ahorros en los consumos de combustible, los cuales a su vez se han estimado a
partir de dos alternativas:
Alternativa 1. Esta alternativa determina los rendimientos promedio, es decir, el
número de kilómetros recorridos por unidad de volumen de combustible consumido
(km/gl – km/m3), a partir de los datos obtenidos para cada vehículo en las pruebas de
ruta.
Alternativa 2. Esta alternativa determina el rendimiento promedio del GNV, a partir del
rendimiento promedio de la gasolina, usando como referente el rendimiento
equivalente reportado por las compañías encargadas del negocio de la distribución del
gas. Este rendimiento equivalente, para el segmento donde se clasifican los vehículos
seleccionados para la prueba es de 1 galón de gasolina por cada 2.83 m3 de GNV.
176
Vehículo No. 1
Marca
TOYOTA
Tipo
Campero
Referencia
LAND CRUISER
Año modelo
1995
Cilindraje
4.477 c.c.
Placa
OMH 398
Tabla No. 1
ALTERANTIVA No. 1
Variable
GNV
Gasolina
3
A Combustible consumido (abril de 2001)
294.89 m
34.4 gal
B Kilometraje recorrido (abril de 2001)
1312 Km
508 Km
3
C Combustible consumido (mayo de 2001)
230.88 m
37.9 gal
D Kilometraje recorrido (mayo de 2001)
1027 Km
557.13 Km
3
E Combustible total (A+C)
525.77 m
72.3 gal
F Recorrido total (B+D)
2339 Km
1065.13 Km
4.45 Km/m3
14.73 Km/gal
G Rendimiento (F/E)
3
H Precio combustible
I Costo por Km recorrido (H/G)
550 $/m
3275 $/gal
123.63 $/Km
222.3 $/Km
% de ahorro en el costo por Km recorrido con GNV
44.4
Tabla No. 2
ALTERANTIVA No. 2
Variable
GNV
Gasolina
3
Precio combustible
550 $/m
Rendimiento equivalente RE
2.83 m3 GNV / gal gasolina
3275 $/gal
Rendimiento en gasolina (de la alternativa 1)
14.73 Km/gal
3
Rendimiento en GNV (a partir del RE)
5.2 Km/m
Costo por Km recorrido (H/G)
105.67 $/Km
177
222.34 $/Km
52.5
Vehículo No. 2
Marca
CHEVROLET
Tipo
Pickup
Referencia
LUV Doble Cabina
Año modelo
1994
Cilindraje
2.254 c.c.
Placa
OMH 408
Tabla No. 3
ALTERANTIVA No. 1
Variable
GNV
199.81 m3
Gasolina
51.3 gal
1238.8 Km
1038 Km
3
114.56 m
33.2 gal
710 Km
671 Km
3
314.37 m
1948.8 Km
84.5 gal
1709 Km
3
G Rendimiento (F/E)
6.2 Km/m
20.22 Km/gal
3
550 $/m
3275 $/gal
88.72 $/Km
161.93 $/Km
45.2
Tabla No. 4
ALTERANTIVA No. 2
Variable
GNV
Gasolina
3
Precio combustible
550 $/m
3275 $/gal
3
2.83 m GNV / gal gasolina
20.22 Km/gal
3
7.14 Km/m
76.98 $/Km
178
161.97 $/Km
52.5
Vehículo No. 3
Marca
CHEVROLET
Tipo
Pickup
Referencia
LUV
Año modelo
1989
Cilindraje
2.254 c.c.
Placa
OMG 718
Tabla No. 5
ALTERANTIVA No. 1
Variable
GNV
Gasolina
71.22 m3
39.5 gal
464 Km
970 Km
3
46.21 m
301 Km
54.5 gal
1277 Km
3
117.43 m
94 gal
765 Km
2247 Km
3
G Rendimiento (F/E)
6.51 Km/m
23.9 Km/gal
3
550 $/m
3275 $/gal
84.43 $/Km
137.0 $/Km
38.4
Tabla No. 6
ALTERANTIVA No. 2
Variable
GNV
Gasolina
3
Precio combustible
550 $/m
2.83 m3 GNV / gal gasolina
3275 $/gal
23.9 Km/gal
3
8.45 Km/m
65.13 $/Km
179
137.03 $/Km
52.5
Vehículo No. 4
Marca
CHEVROLET
Tipo
Campero
Referencia
TROOPER
Año modelo
1994
Cilindraje
2.600 c.c.
Placa
OMG 692
Tabla No. 7
ALTERANTIVA No. 1
Variable
GNV
Gasolina
43.15 m3
46.2 gal
178 Km
670 Km
3
62.2 gal
62.4 m
399 Km
1121 Km
3
105.55 m
108.4 gal
577 Km
1791 Km
3
G Rendimiento (F/E)
5.47 Km/m
16.52 Km/gal
3
550 $/m
3275 $/gal
100.61 $/Km
198.22 $/Km
49.2
Tabla No. 8
ALTERANTIVA No. 2
Variable
GNV
Gasolina
3
Precio combustible
550 $/m
3275 $/gal
3
2.83 m GNV / gal gasolina
16.52 Km/gal
3
5.84 Km/m
94.22 $/Km
180
198.24 $/Km
52.5
A continuación, la Tabla No. 9 presenta un resumen de los ahorros promedios (en
porcentaje) en el costo promedio por kilómetro recorrido, obtenidos a partir de las dos
alternativas evaluadas para cada vehículo.
El hecho de que no se presenten diferencias significativas en los promedios de ahorro
obtenidos a partir de la Alternativa No. 1, frente a la Alternativa No. 2, la cual parte de
una valor empírico estándar, sugiere un alto grado de correspondencia en las pruebas
de ruta y nos permite tomar un promedio de ahorro con la alternativa estándar, a fin de
minimizar el error.
Tabla No. 9
VEHÍCULO
No. 2
No. 3
CHEVROLET
LAND
CRUISER
CHEVROLET
LUV
(D.C.)
% Ahorro alternativa
No. 1 (a)
44.4
45.2
38.4
49.2
% Ahorro alternativa
No. 2 (a)
52.5
52.5
52.5
25.5
% Ahorro Promedio
48045
48.85
45.45
50.85
Recorrido Promedio (km)
(b)
1.702
1.829
1.506
1.184
183.246
144.644
93.725
119.359
VARIABLE
Ingresos promedio ($)
(c)
No.1
TOYOTA
LUV
(PICKUP)
No. 4
CHEVROLET
TROOPER
(a)
Porcentaje de ahorro en el costo por kilómetro recorrido utilizando GNV, frente a los costos
utilizando gasolina.
(b)
Promedio de abril y mayo de 2001.
(c)
Representados en el ahorro en el costo de combustible utilizando GNV, frente a los costos
utilizando gasolina.
Ingreso por ahorro en el consumo de aceite lubricante
A continuación se pretende también determinar los ingresos adicionales del proyecto,
que igualmente pueden ser estimados a partir de los ahorros en el consumo de aceite
lubricante y de filtros para el mismo.
Como combustible automotor, además de las ventajas ambientales, el GNV, por ser un
combustible de alta eficiencia y limpieza, ofrece al usuario un sinnúmero de beneficios
adicionales, dentro de los que se destacan:
• Aumento de la vida útil de los motores
• Ampliación del período entre sincronizaciones
• La vida útil de los aceites lubricantes se prolonga en un 80% aproximadamente
• Reducción en el nivel de ruido entre tres y cinco decibeles
181
En este sentido, tendremos en cuenta el ahorro en el consumo de aceite lubricante y
filtros, como determinante en el ahorro derivado de las ventajas del GNV. Este ahorro
se determina a partir de los costos típicos de un cambio de aceite ($ 20.000 / 5.000
Km para este segmento) y de los datos reportados por las pruebas de campo.
182
Tabla No. 10
VEHÍCULO
VARIABLE
No. 1
No. 3
No. 2
No. 4
TOYOTA
CHEVROLET
CHEVROLET
CHEVROLET
LAND
LUV
LUV (D.C.)
TROOPER
CRUISER
(PICKUP)
Recorrido Promedio (km) (a)
1.702
1.829
1.506
1.184
Costo promedio mes (b)
6.826
7.236
6.024
4.762
Costo promedio mes (c)
4095
4.341
3.614
2.587
Ingresos promedios ($) (d)
2.731
2.895
2.410
2.175
(a) Promedio de abril y mayo de 2001.
(b) Costo promedio mes del cambio de aceite lubricante, usando gasolina como combustible.
(c) Costo promedio mes del cambio de aceite lubricante, usando GNV como combustible.
(d) Representados en el ahorro en el costo del lubricante y el filtro utilizando GNV, frente a los
costos utilizando gasolina
8.5.
FLUJO DE CAJA E INDICADORES FINANCIEROS
Una vez obtenidos los ahorros derivados de la disminución en el consumo de
combustible, así como de la menor demanda de aceite lubricante y filtros de aceite,
estos ahorros son llevados al “Flujo de Caja” del proyecto como ingresos, para
modelarlos frente a la inversión inicial, la cual comprende el valor del “kit” de
reconversión y los costos asociados a su instalación.
La modelación del flujo de caja contempla los siguientes supuestos:
•
Aunque de acuerdo con los sistemas típicos de financiación ofrecidos para la
reconversión de vehículos de gasolina a GNV, el propietario debe contar como
mínimo con un 20% de la inversión inicial; buscando castigar el proyecto, es
decir, modelar el flujo de caja en situación más crítica, se ha asumido una
financiación externa total, suponiendo el pago de esta inversión inicial, a partir de
los ahorros generados mes a mes, en cuotas fijas mensuales.
•
Se ha asumido como único supuesto macroeconómico el valor de la inflación,
dado que éste influye directamente en el monto de la inversión inicial (precio del
kit), a partir de una proyección de las tendencias históricas que muestra esta
variable en el país; reflejándose en un aumento periódico del valor de los
ingresos.
•
La modelación estimó para cada vehículo, el periodo de amortización a partir del
cual los indicadores financieros muestran rentabilidad en el proyecto.
Las Tablas a continuación, muestran los resultados de la modelación de los flujos de
caja, para cada uno de los vehículos, expresados en función de los indicadores
financieros antes definidos.
183
Tabla No. 11
Vehículo No. 1
Marca
TOYOTA
Ingresos promedio ($) (a)
Tipo
Campero
183.246
Referencia
LAND CRUISER
Año modelo
1995
Cilindraje
4.477 c.c.
Ingresos promedio totales ($)
Placa
OMH 398
185.977
Ingresos promedio ($) (b)
2.731
Indicadores Financieros
Valor Presente Neto (VPN) ($)
984.927
Periodo de amortización (meses)
56
1.30
Relación Beneficio / Costo
Tasa Interna de Retorno (%)
2.4 mensual
(a)
Representados en el ahorro en el costo de combustible utilizando GNV, frente
a los costos utilizando gasolina.
(b)
Representados en el ahorro en el costo del lubricante y el filtro utilizando
GNV, frente a los costos utilizando gasolina
184
Tabla No. 12
Vehículo No. 2
Marca
CHEVROLET
Tipo
Pickup
Referencia
LUV Doble Cabina
Año modelo
1994
Cilindraje
2.254 c.c.
Placa
OMH 408
147.539
144.644
2.895
1.178.556
60
1.34
2.93 mensual
(c)
(d)
GNV, frente a los costos utilizando gasolina.
185
Tabla No. 13
Vehículo No. 3
Marca
CHEVROLET
Tipo
Pickup
Referencia
LUV
Año modelo
1989
2.410
Cilindraje
2.254 c.c.
Placa
OMG 718
96.135
93.725
449.177
Valor Presente Neto (VPN)
46
1.13
2.67 mensual
(e)
(f)
GNV, frente a los costos utilizando gasolina.
186
Tabla No. 14
Vehículo No. 4
Marca
CHEVROLET
Tipo
Campero
Referencia
TROOPER
Año modelo
1994
Cilindraje
2.600 c.c.
Placa
OMG 692
121.534
119.359
2175
Valor Presente Neto (VPN)
553.206
48
1.16
8.6.
•
2.71 mensual
(g)
a los costos utilizando gasolina
(h)
GNV, frente a los costos utilizando gasolina
CONCLUSIONES DE LA EVALUACIÓN FINANCIERA
Como indicador financiero, el VPN puede dar una importante herramienta en la
toma de la decisión, dado que:
Si VPN > 0, se obtendrá una utilidad, que medida en pesos de hoy, es igual al
valor dado por el VPN, es decir, el proyecto es viable.
Si VPN < 0, se obtendrá una pérdida, que medida en pesos de hoy, es
equivalente al valor dado por el VPN, es decir, el proyecto NO es viable.
Si VPN = 0, no se obtendrá ni pérdida ni utilidad, es decir, el proyecto tampoco
es viable.
Vehículo
No. 1
984.927
No. 2
1.178.556
No. 3
449.177
No. 4
553.206
187
Todos los flujos de caja presentan VPN mayores a cero, por ello se consideran
aceptables todas las decisiones de inversión alrededor de la reconversión de
cada vehículo, como primer objetivo especifico planteado al inicio de este
capitulo. No obstante lo anterior, el hecho que el VPN > 0 no siempre es garantía
de la viabilidad financiera del proyecto, dado que adicionalmente éste debe
cumplir con otra serie de objetivos del inversionista.
•
•
Para estos efectos se evalúa también el periodo de amortización, a partir del cual
la inversión, vista desde el criterio de rentabilidad, es también aceptable. Como
se muestra a continuación y dado que se partió del supuesto de cubrir la
totalidad de la inversión, a partir de los ahorros obtenidos mes a mes en el
consumo de combustible y otros insumos, igualmente se pueden considerar
razonables dichos periodos y adicionar un criterio de aceptabilidad al proyecto
de reconversión.
Vehículo
Periodo de amortización
(meses)
No. 1
56
No. 2
60
No. 3
46
No. 4
48
De otra parte, es necesario evaluar la rentabilidad del proyecto en términos de la
Tasa Interna de Retorno (TIR). Desde el punto de vista de la evaluación
financiera, la TIR representa la tasa de interés más alta que el inversionista
podría pagar sin perder dinero, si todos los fondos para el financiamiento de la
inversión se tomarán prestados y el préstamo se pagara con las entradas en
efectivo de la inversión, a medida que estas se fueran produciendo.
El criterio de decisión se torna entonces alrededor de sí la TIR es mayor o menor
que la mejor tasa que como inversionista yo puedo obtener actualmente en el
mercado. Para el caso particular del estudio, sí la TIR es más alta que la tasa
que me ofrece una entidad financiera actualmente, la inversión se recuperará en
un tiempo racional, es decir, la inversión en términos financieros es rentable.
Vehículo
Tasa Interna de Retorno (TIR)
% mensual
No. 1
2.40
No. 2
2.93
No. 3
2.67
No. 4
2.71
188
En este sentido, las TIR para cada proceso de reconversión son atractivas y
ligeramente superiores a la tasa de referencia del mercado para evaluar este tipo
de proyectos, que normalmente se indexa a la tasa efectiva mensual de los
Depósitos a Término Fijo (CDT). Por consiguiente, desde le punto de vista de la
rentabilidad, los procesos de reconversión en los términos planteados y bajo los
supuestos desarrollados, siguen siendo atractivos y viables.
•
Como complemento de la evaluación financiera sobre la rentabilidad del
proyecto, la Relación Beneficio Costo R(B/C) es un criterio importante para
definir la “conveniencia” y “oportunidad” del mismo proyecto, en términos de sí el
sacrificio de los recursos económicos se ve superado por los beneficios, que en
diferentes ámbitos, ofrezca la realización del mismo.
Si R(B/C) > 1, el proyecto es aceptable.
Si R(B/C) < 1, el proyecto NO es aceptable.
•
Para el caso particular de las reconversiones, esos otros aspectos, incluyen el
ambiental, el cual justifica “per se” la R(B/C), que para todos los caso es R(B/C)
> 1. Por consiguiente el sacrificio de los recursos económicos se ve superado
por los beneficios, que en diferentes ámbitos, ofrezca la realización del mismo.
Vehículo
Relación Beneficio Costo
R(B/C)
No. 1
1.30
No. 2
1.34
No. 3
1.13
No. 4
1.16
189
9.
•
RESUMEN GENERAL Y CONCLUSIONES
Descripción general del estudio
Siendo el objetivo primordial del estudio convenido entre el Ministerio del Medio Ambiente
y las Empresas Públicas de Medellín, y desarrollado por CETa Ltda., que sus resultados y
conclusiones queden disponibles como elementos de referencia y análisis para todos los
interesados en utilizar el gas natural como combustible vehicular, este informe final no
solo incluye los datos técnicos sobre el desempeño de los vehículos sometidos a prueba,
sino que presenta un contexto general del uso del GNV que permite interpretar los
resultados de una manera adecuada.
Con este propósito, se estructuró el informe final del estudio como sigue:
En el Capítulo 1, se establece un marco de referencia del uso del GNV, dividido en dos
partes: la primera se refiere a los fundamentos básicos del uso del gas natural como
combustible automotor, y la segunda, al desarrollo y perspectivas del GNV en Colombia.
En el Capítulo 2, se explican las diferentes alternativas tecnológicas existentes para el uso
del GNV, haciendo énfasis en las conversiones para vehículos bi-combustibles (gasolinaGNV) que son las que se evalúan en este estudio.
En el Capítulo 3, se incluyen como referencia los resultados de algunas evaluaciones de
vehículos a GNV realizadas en otros países. Para este efecto, se seleccionaron dos de la
pruebas de vehículos a GNV realizados por el Departamento de Transporte de los
Estados Unidos (DOT), especialmente porque estas contemplan la medición de emisiones
en pruebas dinámicas, las cuales son representativas del comportamiento ambiental de
los vehículos en su funcionamiento cotidiano y para cuya realización se requieren equipos
muy especializados.
En el Capítulo 4, se presentan los antecedentes nacionales existentes en cuanto a la
evaluación de vehículos operados con GNV.
En el Capítulo 5, se describe el programa de conversión de vehículos a GNV de las
Empresas Públicas de Medellín, señalando las motivaciones del estudio, las
características del parque convertido y de los vehículos seleccionados para las pruebas.
El Capítulo 6, contiene los detalles de los protocolos que se utilizaron para efectuar los
ensayos de rendimiento y emisiones de los vehículos convertidos.
En el Capítulo 7, se presentan los resultados de la evaluación efectuada a cada vehículo,
incluyendo las tablas, graficas y fotografías de los ensayos realizados, incluyendo en cada
caso un análisis de los datos de prueba.
En el Capítulo 8 se efectúa el análisis financiero del proyecto de conversión de vehículos
de las Empresas Públicas de Medellín con el fin de establecer su viabilidad y los
beneficios económicos que se derivarán del uso del GNV.
El Capítulo 9 constituye el resumen general del estudio, en el se condensan los
resultados, análisis y conclusiones de los ensayos efectuados sobre los vehículos y de la
evaluación financiera del proyecto.
190
Al final, como Anexos, se presenta:
-
Registro fotográfico de la instalación de los kits de GNV con los comentarios y
observaciones correspondientes, las pruebas de dinamómetro y de las pruebas en
ruta.
-
Resultados impresos de los datos obtenidos en las pruebas de desempeño en ruta.
-
Catálogos y especificaciones de los equipos utilizados y algunos documentos de
referencia.
-
Documentos de referencia utilizados para la elaboración del estudio.
•
Vehículos sometidos a prueba
La muestra de vehículos de prueba seleccionados pertenece al segmento de utilitarios y
livianos de carga. Sus características son las siguientes:
Placa
Tipo
Marca
Año modelo
Cilindrada
Inyectado / Carburado
Uso típico
Consumo de gasolina
(km/gal)
Vehículo 1
Vehículo 2
Vehículo 3
Vehículo 4
OMH398
OMH408
OMG718
OMG692
PICK-UP
CAMPERO
CAMPERO
CAMIONETA D.C.
TOYOTA
CHEVROLET LUV
DOBLE CABINA
CHEVROLET
LUV
CHEVROLET
TROOPER
1.994
1.994
1.989
1.989
4.477 C.C.
2.254 C.C.
2.254C.C
2.559 C.C
CARBURADO
CARBURADO
CARBURADO
CARBURADO
Urbano/rural
Urbano
Urbano
Urbano/rural
14 km/gal
19 km/gal
21 km/gal
20 km/gal
191
•
Ensayos efectuados
Para comparar el desempeño mecánico y ambiental de los vehículos de la muestra
operando con GNV y con gasolina en diferentes condiciones de altura, se diseñaron y
realizaron un conjunto de ensayos en banco dinamométrico y en ruta, en tres condiciones
diferentes: vehículo original a gasolina sin mezclador de gas, vehículo operando a
gasolina con el mezclador y vehículo operando a gas. Las pruebas fueron las siguientes:
-
Potencia y torque en dinamómetro de rodillos.
El ensayo consiste en someter el vehículo a una prueba de simulación de operación
en carretera. El dinamómetro posee rodillos de inercia que son impulsados por las
ruedas de tracción del vehículo apoyadas sobre ellos. Los rodillos impulsan a su vez
una bomba de agua. La carga sobre las ruedas se aumenta o disminuye según la
cantidad de agua que circule en el sistema y a la restricción que se le aplique. El agua
actúa como freno para los rodillos.
La restricción y el caudal se convierten, mediante cálculos, en una medida de la
cantidad de torque que están absorbiendo los rodillos de las ruedas del vehículo.
La potencia se calcula mediante una fórmula a partir de la medida del torque y de la
velocidad de rotación de los rodillos.
-
Recuperación en ruta a tres diferentes alturas sobre el nivel del mar.
Esta prueba reproduce las condiciones reales de operación en carretera y busca
comparar la habilidad del motor de un vehículo para recuperarse cuando se acelera
iniciando a baja velocidad. Un motor que entrega más torque operando, recuperará
mejor, es decir, alcanzará más rápidamente mayor velocidad.
La prueba se inicia con el vehículo a 20 km/h y consiste en recorrer 300 metros con el
la caja de cambios en directa (relación 1:1), generalmente cuarta marcha, el vehículo
se acelera a fondo y se registran la velocidad y el tiempo cada 50 metros de recorrido
hasta alcanzar los 300 metros
-
Medición de emisiones en ralentí y 2500 RPM. del motor a tres diferentes alturas
sobre el nivel del mar.
Aplicando los procedimientos exigidos por las regulaciones estatales, se miden las
emisiones de CO (monóxido de carbono) y HC (hidrocarburos no quemados), además
de otros componentes como CO2 y O2 que pueden servir como guía para futuros
estudios pero que no están regulados en la actualidad.
-
Medición de consumos de combustible (gasolina y GNV) en operación y condiciones
de carga reales.
La reducción en el consumo de combustible y el ahorro consecuente en dinero son,
además de la reducción de emisiones contaminantes, las principales motivaciones
para realizar una conversión.
Estas pruebas de registro de consumo de combustible en condiciones reales de
operación suministran la información necesaria para un análisis de rentabilidad de
conversión.
192
•
Resultados obtenidos
El Capítulo 7 contiene un análisis detallado de los resultados de las pruebas, incluyendo
la siguiente información para cada vehículo:
-
Explicación de todas las pruebas ejecutadas y de los gráficos explicativos.
-
Pruebas comparativas de torque en dinamómetro.
-
Pruebas comparativas de potencia en dinamómetro.
-
Graficas de pérdida de potencia y torque.
-
Curvas de recuperación a 2200, 1560 y 550 msnm.
-
Curvas comparativas de recuperación a 2200, 1560 y 550 msnm.
-
Resultados y gráficas de emisión de CO y HC, a 2200, 1560 y 550 msnm.
En este resumen y para ilustración de las conclusiones, se anexan las gráficas
comparativas de torque y potencia en dinamómetro, de recuperación en ruta en todos los
sitios de prueba y de valores de emisiones para CO y HC para todos los vehículos a todas
las alturas de prueba.
193
Muestra pérdida o ganancia de torque y potencia
operando con gasolina convertido y con gas. La
línea de cero indica la operación original con
gasolina.
TOYOTA 4.5
OMH-398
OMH-408
40
60
30
Gasolina convertida
20
Gas
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
-20
30
Porcentaje (%)
Porcentaje (%)
0
1
Gas
40
10
-10
Gasolina convertida
50
20
10
0
-30
1
1.5
2
2.5
3.5
4
4.5
5
-20
-50
-30
-60
Equipo de conversión mal calibrado o no
apropiado. El mezclador induce una pérdida
de 33% con gasolina y del 40%, inaceptables.
La ganancia al instalar el mezclador no es
lógica.
LUV 2.3 PICK UP
CHEVROLET TROOPER
OMG-718
OMG-692
40
40
30
Gasolina convertida
20
Gas
0
-10
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
-20
-30
Porcentaje (%)
10
Porcentaje (%)
3
-10
-40
30
Gasolina convertida
20
Gas
10
0
-10
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
-20
-30
-40
-40
-50
-50
-60
Operación esperada, pérdidas ligeras con la
instalación del mezclador. Con GNV, las
pérdidas a baja velocidad son altas pero a
más velocidad, son correctas. Se debe revisar
ajuste del equipo.
194
Equipo de conversión no induce pérdidas,
eso es correcto. Las pérdidas con GNV
son muy altas, la operación con GNV
requiere calibración.
5
VEHÍCULO: TOYOTA
100
GAS OLINA OR IGINAL
90
RIONEGRO
GAS
2.200 msnm
Velocidad (Kph)
80
Similar para gasolina con
y sin mezclador. El
mezclador no perjudica la
ventilación del motor. Con
GNV pierde 8%. Es
aceptable.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
MEDELLÍN
GAS
1560 msnm
80
El mezclador restringe la
entrada de aire. Las
pérdidas con mezclador y
con GNV son las
esperadas.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
110
GAS OLINA OR IGINAL
100
SANTAFE
Velocidad (Kph)
GAS
550 msnm
90
80
Las pérdidas debidas al
mezclador son muy
grandes y con GNV. El
tamaño del mezclador no
es apropiado o su
calibración no es la
correcta.
70
60
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
195
250
300
VEHÍCULO: LUV 2.3 DOBLE CABINA
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (kph)
90
RIONEGRO
GAS
2.200 msnm
80
Mezclador no induce
perdidas. Con GNV pierde
10 %, es normal.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
MEDELLÍN
GAS
1560 msnm
80
Comportamiento
consistente. Con GNV
pierde 10%, está bien.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
110
GAS OLINA OR IGINAL
100
SANTAFE
Velocidad (Kph)
GAS
90
550 msnm
80
El rendimiento mejora al
acercarse al nivel del mar.
Todo el comportamiento
del vehículo es normal.
70
60
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
196
250
300
VEHÍCULO: LUV 2.3 PICK UP
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
RIONEGRO
GAS
2.200 msnm
80
Perdidas con gasolina y
mezclador correctas
excepto a gran velocidad
con GNV pierde 8%, es
correcto.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
MEDELLÍN
GAS
1560 msnm
80
Consistente. El mezclador
usado es apropiado para
el motor.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
110
GAS OLINA OR IGINAL
100
SANTAFE
Velocidad (Kph)
GAS
90
550 msnm
80
Comportamiento
esperado. El mezclador
no induce pérdidas
significativas. Con GNV
pierde 5% que es normal.
Cuado el nivel sobre el
mar disminuye, el
rendimiento aumenta.
70
60
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
197
250
300
VEHÍCULO: TROOPER
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
RIONEGRO
GAS
2.200 msnm
80
Perdidas por mezclador
de 5% son grandes. Las
perdidas con GNV son
correctas.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
MEDELLÍN
GAS OLINA CONVER TIDA
GAS
1560 msnm
80
Consistente. Menos altura
menor diferencia y mejor
rendimiento.
70
60
50
40
50
100
150
200
250
300
Distancia (m)
100
GAS OLINA OR IGINAL
Velocidad (Kph)
90
GAS OLINA CONVER TIDA
SANTAFE
GAS
550 msnm
80
Las pérdidas inducidas
por el mezclador son
correctas. Las pérdidas
operando con GNV son
aceptables. La velocidad
máxima aumenta
inversamente con la
altura.
70
60
50
40
50
100
150
200
Distancia (m)
198
250
300
CAMPERO TOYOTA
CO (%)
HC (ppm)
6
250
G A S O L IN A
C O N V E R T ID O
5
No se tomaron datos
de gasolina original.
En un equipo bien
ajustado los valores
de emisiones deben
ser semejantes.
200
GNV
4
150
3
100
La ganancia con GNV
no es tan grande
como se espera.
2
50
1
0
0
2500
2500
R alentí
RIONEGRO
4
R a le n tí
2.200 msnm
250
G A S O L IN A
3.5
200
Los resultados son
contrarios a lo
esperado. Un equipo
mal calibrado produce
perjuicios ambientales
y de rendimiento.
G A S O L IN A
C O N V E R T ID O
3
GNV
2.5
150
2
100
1.5
1
50
0.5
0
0
2500
2500
R alentí
MEDELLÍN
R a le n tí
1560 msnm
200
2.5
180
El mezclador no
corresponde a ese
motor.
160
2
140
120
1.5
Los valores de CO2 y
O2 son de referencia.
100
80
1
60
40
0.5
20
0
0
2500
2500
R alentí
SANTAFE
550 msnm
199
R alentí

ESTUDIO DE CONSULTORÍA EN GAS NATURAL VEHICULAR

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