Los vehículos bicombustibles son vehículos con motores multicombustibles 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 generalmente quema gasolina y un combustible alternativo volátil como gas natural (GNC) , GLP o hidrógeno . [1] Los vehículos bicombustibles cambian entre gasolina y el 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 usar combustibles gaseosos entran en esta clase debido al diferente sistema de encendido.
La tecnología y 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. Polonia, los Países Bajos y los estados bálticos tienen muchos automóviles que funcionan con GLP. Italia tiene actualmente el mayor número de vehículos de 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 modernizan en talleres especializados, que instalan el cilindro 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 hacer funcionar un motor diésel con una fuente de combustible alternativa, como el gas natural , se utiliza un sistema de combustible dual, en el que el gas natural es el combustible principal y el diésel se utiliza para el encendido de la mezcla de gas y aire dentro del cilindro. En otras palabras, se inyecta una parte del diésel al final de la carrera de compresión, manteniendo así el principio de funcionamiento diésel original. (Es posible hacerlo funcionar solo con gas, pero requiere una modificación más amplia). [8] [9]
En este caso, el funcionamiento con combustible dual significa que el motor utiliza dos combustibles (gas y diésel) al mismo tiempo, a diferencia del Bi-Fuel, que significaría que el motor podría tener la opción de usar cualquiera de los 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 admisión 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 por la unidad de control de inyección. Este sistema interrumpe el suministro de gas al cilindro durante el largo solapamiento de las válvulas de admisión y escape (algo típico en los motores de baja y media velocidad: dentro del solapamiento de las válvulas se realiza la limpieza del cilindro). Esto evita pérdidas de gas sustanciales y previene el flujo peligroso de gas al colector de escape.
El gas se mezcla con el aire mediante un mezclador común instalado antes del turbocompresor. El flujo de gas se controla mediante una válvula de mariposa, que se opera electrónicamente mediante el sistema de control especial según la potencia y la velocidad requeridas del motor. Para evitar el golpeteo del motor, se instala un detector/controlador de golpeteo, lo que permite que el motor funcione con la relación gas/diesel más eficiente. [10]
Entre los beneficios relacionados con la conversión a vehículos bicombustibles se incluyen ahorros en los costos operativos, poca o ninguna modificación del motor del vehículo existente y potencia de salida no reducida. Otros beneficios incluyen también la reducción de emisiones (debido a la diferente relación atómica C/H) y la flexibilidad del combustible.
El método preferido para convertir los generadores diésel a combustible dual sería utilizar gas natural por tubería debido al volumen de gas requerido en función del ciclo operativo del motor. [11] Es menos común utilizar GNC (gas natural comprimido) o GNL (gas natural licuado) para operaciones de doble combustible, debido a la logística de la frecuencia de entrega de combustible y la cantidad de combustible necesaria para mantener las operaciones. El gas natural es el preferido para las conversiones de grupos electrógenos , porque el motor no pierde la potencia de salida. [12]
En los últimos años se ha empezado a utilizar biogás . [13] Es necesario conocer la composición y el valor 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. Es de suponer que hay que inyectar un volumen suficiente de gas en el cilindro para sustituir al gasóleo (o, mejor dicho, sustituir la energía suministrada por el gasóleo). Si el valor calorífico (energía) del biogás fuera muy bajo, sería necesario inyectar un volumen realmente grande de biogás en el cilindro, lo que podría resultar técnicamente imposible. Además, la composición del biogás debe tender hacia los gases inflamables y filtrarse lo máximo 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 de grupos electrógenos a combustibles alternativos. El gas asociado es un gas natural que se encuentra asociado al petróleo, ya sea disuelto en el petróleo o como una capa de gas libre sobre el petróleo. Esto significa 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 diésel/gas típica 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 relación de hasta el 30/70%. [15] Si la potencia operativa es menor (por ejemplo, el 50% de la potencia nominal) o si hay variaciones, la tasa es de aproximadamente el 45/55% (se utiliza más diésel). Para las conversiones a baja velocidad es posible alcanzar una relación diésel/gas de hasta el 10/90%. Generalmente, no es posible garantizar una relación diésel/gas exacta sin realizar una prueba después de la conversión.
También están disponibles conversiones de "bi-combustible" e incluso de "tri-combustible" en el mercado de accesorios .