Los vehículos bicombustible son vehículos con motores multicombustible capaces de funcionar con dos combustibles. Los dos combustibles se almacenan en tanques separados y el motor funciona con un combustible a la vez. En los motores de combustión interna , un motor bicombustible normalmente quema gasolina y un combustible alternativo volátil como gas natural (GNC) , GLP o hidrógeno . [1] Los vehículos bicombustible cambian entre gasolina y otro combustible, de forma manual o automática. [2] [3] [4] [5] Un concepto relacionado es el vehículo de combustible dual que debe quemar ambos combustibles en combinación. Los motores diésel convertidos para utilizar combustibles gaseosos entran en esta clase debido al diferente sistema de encendido.
La tecnología y el combustible alternativo más común disponible en el mercado para los automóviles de gasolina bicombustible es el autogás (GLP) , seguido del gas natural (GNC) , [6] y se utiliza principalmente en Europa. En Polonia, los Países Bajos y los países bálticos hay muchos coches que funcionan con GLP. Italia tiene actualmente el mayor número de vehículos a GNC, seguida de Suecia. También se utilizan en América del Sur , donde estos vehículos se utilizan principalmente como taxis en las principales ciudades de Brasil y Argentina . Normalmente, los vehículos de gasolina estándar se reequipan en talleres especializados, que instalan la bombona de gas en el maletero y el sistema de inyección de GLP o GNC y la electrónica. La conversión es posible porque los gases pueden utilizar el encendido por chispa de un motor de gasolina. [7]
Un motor diésel es un motor de encendido por compresión y no tiene bujía. Para operar un motor diésel con una fuente de combustible alternativa, como el gas natural , se utiliza un sistema de combustible dual con gas natural como combustible principal, mientras que el combustible diésel se utiliza para el encendido de la mezcla de gas y aire dentro del cilindro. En otras palabras, una parte del diésel se inyecta al final de la carrera de compresión, manteniendo así el principio de funcionamiento diésel original. (Es posible utilizar sólo gas, pero requiere modificaciones más amplias). [8] [9]
En este caso, el funcionamiento con doble combustible significa que el motor utiliza dos combustibles (gas y diésel) al mismo tiempo, a diferencia del bicombustible, que significaría que el motor podría tener la opción de utilizar cualquiera de los dos combustibles por separado.
Generalmente hay dos tipos de conversiones: baja velocidad (por debajo de 1000 RPM ) y alta velocidad (entre 1200 y 1800 RPM).
El gas se inyecta en el colector de entrada del cilindro mediante válvulas electromagnéticas de gas individuales instaladas lo más cerca posible de las válvulas de admisión. Las válvulas están sincronizadas y controladas por separado mediante la unidad de control de inyección. Este sistema interrumpe el suministro de gas al cilindro durante la superposición prolongada de las válvulas de admisión y de escape (típico de los motores de velocidad lenta y media; dentro de la superposición de válvulas se realiza la limpieza del cilindro). Esto evita pérdidas sustanciales de gas y evita un flujo peligroso de gas hacia el colector de escape.
El gas se mezcla con aire mediante un mezclador común instalado antes del turbocompresor. El flujo de gas es controlado por una válvula de mariposa, que es operada electrónicamente por un sistema de control especial de acuerdo con la potencia y velocidad requeridas del motor. Para evitar las detonaciones del motor, se instala un detector/controlador de detonaciones, lo que permite el funcionamiento del motor con la relación gasolina/diésel más eficiente. [10]
Los beneficios relacionados con la conversión a vehículos bicombustibles incluyen ahorros en costos de operación, poca o ninguna modificación del motor del vehículo existente y potencia de salida no reducida. Otros beneficios también incluyen la reducción de emisiones (debido a la diferente proporción de átomos de C/H) y la flexibilidad del combustible.
El método preferido para convertir los generadores diésel a combustible dual sería utilizar gas natural canalizado debido al volumen de gas requerido según el ciclo operativo del motor. [11] Es menos común utilizar GNC (Gas Natural Comprimido) o GNL (Gas Natural Licuado) para operaciones con bicombustible, debido a la logística de la frecuencia de entrega del combustible y la cantidad de combustible requerido para mantener las operaciones. Se prefiere el gas natural para las conversiones de grupos electrógenos , porque el motor no pierde potencia de salida. [12]
En los últimos años se está utilizando biogás . [13] Se debe conocer la composición y el poder calorífico del biogás para evaluar si el tipo de biogás en particular es adecuado. El valor calorífico puede ser un problema ya que el biogás se deriva de diferentes fuentes y en muchos casos tiene un valor calorífico bajo. Se puede imaginar que hay que inyectar un volumen suficiente de gas en el cilindro para sustituir el gasóleo (o, mejor dicho, sustituir la energía suministrada por el gasóleo). Si el poder calorífico (energía) del biogás fuera muy bajo, sería necesario inyectar un volumen realmente grande de biogás en el cilindro, lo que podría ser técnicamente imposible. Además, la composición del biogás debe inclinarse hacia gases inflamables y filtrarse en la mayor medida posible de compuestos no combustibles como el dióxido de carbono.
El gas asociado es el último tipo de gas que se utiliza habitualmente para las conversiones bicombustible de grupos electrógenos. El gas asociado es un gas natural que se encuentra asociado con el petróleo, ya sea disuelto en el petróleo o como una capa de gas libre sobre el petróleo. Quiere decir que tiene casi la misma calidad que el GNC o el GNL. [14]
Depende del estado técnico del motor, especialmente del sistema de inyección. La relación típica diésel/gasolina es del 40/60% para los motores de alta velocidad. Si la potencia operativa del motor es constante y está entre el 70% y el 80% de la potencia nominal, es posible alcanzar una proporción de hasta el 30/70%. [15] Si la potencia operativa es inferior (por ejemplo, el 50% de la potencia nominal) o si hay variaciones, la tasa es aproximadamente del 45/55% (se utiliza más diésel). Para conversiones de baja velocidad es posible alcanzar una relación diésel/gas de hasta el 10/90%. Generalmente, no es posible garantizar una relación exacta diésel/gas sin realizar una prueba después de la conversión.
También se encuentran disponibles conversiones 'bi-combustible' e incluso 'tri-combustible' en el mercado de accesorios .