viernes, 31 de julio de 2009

Turbocompresores. ABB y la nueva familia A100

Se viene insistiendo que el tiempo del uso de combustibles fósiles para alimentar los motores de combustión interna se acaba.

Llegará la época en que la propulsión en los buques tal vez se realice de otra forma, pero hoy, la perspectiva general apunta a un aumento continuo del consumo de combustible y a unas emisiones totales mayores.

La nuevas normativas internacionales en materia de reducción de emisiones, en la industria marítima y en el sector de la generación de energía, establece unos rigurosos límites de emisión de óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SOx) por parte de los motores diésel y de gas y tiene como objetivo lograr una reducción aún mayor de las emisiones de CO2 y hollín (partículas en suspensión).
Los recursos energéticos escasos, precios de los carburantes impredecibles y una legislación en materia de emisiones más rigurosa están teniendo una influencia importante en el desarrollo de motores diésel y de gas.

Sabemos la importancia de la sobrealimentación cuando hablamos de motores y conocemos a ABB cuando hablamos de desarrollo de los turbocompresores utilizados en esos motores.

Hoy quería comentarles sobre la serie de turbocompresores A100 de ABB en cuyo diseño se han tenido en cuenta las futuras exigencias en cuanto a unos coeficientes de presión del compresor mayores y unas menores emisiones del motor.


La serie TPS de ABB

Hoy, más de 25.000 turbos de la serie TPS siguen funcionando satisfactoriamente en pequeños motores diésel de velocidad media y en grandes motores diésel y de gas de alta velocidad de potencias de entre 500 kW y 3.300 kW.

Aunque estos turbocompresores siguen siendo la elección preferida para los motores de niveles de potencia actuales, la demanda del mercado de motores con niveles de potencia y eficiencia cada vez más altos, junto a unas menores emisiones, requiere nuevos conceptos en el diseño de motores y una nueva generación de turbocompresores.

Es para estos motores avanzados, que ABB ha desarrollado la serie A100-M/H de alta presión: la serie A100-H para motores de alta velocidad y la serie A100-M de turbocompresores radiales para pequeños motores de velocidad media.

Que es un turbocompresor


Un turbocompresor es un compresor de gas accionado por los gases de escape del motor. Está diseñado para multiplicar la entrada de aire en el colector de admisión, lo que enriquece el contenido de aire de la mezcla de aire/combustible, de manera que la combustión de éste es más eficaz y genera más energía.

Hoy en día son necesarios unos coeficientes de presión del compresor elevados, no sólo para incrementar la potencia de salida, lo que tradicionalmente ha sido el principal objetivo del turbocompresor, sino para reducir asimismo de manera significativa las emisiones (1).
1-(Coeficiente de presión del compresor es la diferencia entre la presión del aire en el interior y la presión del aire en el exterior y siempre es superior a 1,0. Si la entrada del compresor es pt2 y la salida es pt3; pt3 / pt2 = coeficiente de presión del compresor).

La demanda de una mayor potencia de motor se traduce en que los aumentos de la presión efectiva, requieren unos coeficientes de presión del turbocompresor mayores, una mayor eficiencia, unos coeficientes aire/combustible optimizados y un mejor llenado de los cilindros a cargas bajas.

A los turbocompresores se les exige incrementar la eficiencia, por ejemplo, del proceso de Miller/Atkinson, que forma la base de casi todos los motores diésel y gas modernos (Innovaciones en el proceso de combustión para el motor de combustión interna de cuatro tiempos).

En los motores diésel, el turbocompresor ayuda a reducir las emisiones de NOx, mientras que, en los motores de gas se utiliza para desplazar el punto en que comienza a producirse ruido de golpeteo (2).
2-(El ruido de golpeteo se produce cuando la combustión de la mezcla de aire/combustible en el cilindro se inicia correctamente en respuesta a la ignición de la bujía, pero una o más bolsas de mezcla de aire/combustible explosionan fuera del período de combustión normal. La perturbación en el preciso momento de la ignición crea una onda de choque con un característico sonido de golpeteo metálico).

Rendimiento: un factor fundamental

Durante la última década, los fabricantes de motores han logrado un importante aumento de su potencia de salida media. En el segmento de los motores de alta velocidad, por ejemplo, este aumento ha sido aproximadamente del 50%, mientras que el consumo de combustible específico se ha reducido en aproximadamente un 10% y las emisiones del motor en hasta un 80% (1).




Durante el mismo período, tomando como referencia la potencia del compresor en la etapa de diseño del motor para unos coeficientes de presión del compresor y una capacidad de flujo determinados, las exigencias técnicas impuestas en materia de rendimiento termodinámico y mecánico de los turbocompresores se han multiplicado por un factor superior a dos.

Existe una tendencia ascendente general hacia unas mayores presiones efectivas medias y unos mayores coeficientes de presión del compresor para motores diésel y de gas de alta velocidad (2). Además, los motores de gas suelen necesitar unos mayores coeficientes de presión que los motores diésel debido a sus mayores pérdidas sistémicas relacionadas con el control y a las diferencias en la gestión del combustible.

Unos coeficientes de presión a plena carga de hasta 5,8 durante el funcionamiento continuo, mediante el uso de unas ruedas compresoras de aluminio y unos elevados niveles de eficiencia, han establecido unos nuevos puntos de referencia en materia de densidad de potencia en la construcción de turbocompresores, lográndose un avance sustancial en la turbocompresión de una sola etapa.

En resumen, si un motor ha de ser energéticamente eficiente, su sistema de turbocompresión también tendrá que serlo.

Fuente ABB


lunes, 27 de julio de 2009

La Organización Marítima Internacional (OMI) y las emisiones producidas por los motores de los barcos

Cuando se trata de la emisión de gases de efecto invernadero, el sector del transporte marítimo es uno de los que se ve más involucrado, sin embargo, junto con el transporte aéreo son los únicos que no quedaron regulados bajo el Protocolo de Kyoto, que establece niveles de emisiones de gases de efecto invernadero que los países deben alcanzar durante el período 2008-2012.

Actualmente, un 4% de las emisiones procedentes del uso de combustibles fósiles se realizan en el sector del transporte marítimo, lo que representa el doble de las generadas en el sector aéreo.

Sin embargo, la mayoría de la gente cree que es en el sector aéreo donde más emisiones se generan y por ello, sólo desde hace muy poco tiempo se han empezado a tomar medidas para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno y de dióxido de azufre en los barcos.

La actividad naviera es responsable por el 3% de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2), y ha crecido la presión para que sean recortadas antes de la crucial cumbre sobre cambio climático que se llevará a cabo en diciembre próximo, en Copenhague.

Según el Comité de Protección del Medio Marino (MECP) de la IMO, se estima que en el 2007 se emitieron en total 1.120 millones de toneladas de dióxido de carbono y se prevé que habrá habido un crecimiento del 30% cuando llegue el 2020.

Con relación al tema, la noticia de la semana pasada fue que la OMI adhirió a la adopción voluntaria de propuestas destinadas a recortar las emisiones de carbono. Los delegados de unos 90 países aprobaron las medidas técnicas y operacionales no compulsivas, para reducir las emisiones desde buques, y hacerlos ambientalmente más amigables.

Se trataron proposiciones técnicas y operacionales para reducir emisiones de los gases llamados greenhouse (GHG) de los navíos, tales como un plan de Diseño de Energía Eficiente para nuevos navíos, que intentará estimular e innovar desarrollo técnico para todos los elementos desde su fase de diseño, así como un Plan para la Administración de Energía de Navíos, para barcos tanto nuevos como ya existentes, que incorpora prácticas para una mejora en la eficiencia del combustible, como por ejemplo, un indicador que mide dicha eficiencia en los navíos.

Un vocero de la OMI explicó que dichos índices “se harán circular como guías voluntarias e interinas”. Peter Hinchliffe, director de la Cámara Naviera Internacional (ICS), que representa al 75% del sector a nivel mundial, sostuvo que las propuestas fueron un importante paso adelante, y que los armadores quieren que se conviertan en obligatorias lo antes posible.

Sin políticas de reducción de gases, las emisiones de los navíos en 2050 podrían crecer entre un 150 y un 250%.
Las decisiones del MECP sobre emisiones GHG de navíos serán publicadas en la Conferencia de Naciones Unidas en diciembre de 2009 en Copenhague, como parte de la búsqueda de un sucesor al protocolo de Kyoto, la principal arma con la que cuenta las Naciones Unidas para luchar contra el cambio climático.


viernes, 24 de julio de 2009

Cojinetes Sputter de Mahle: Alta tecnología para motores sometidos a grandes cargas

¿Qué quiere decir sputter? ¿Cómo se fabrican? ¿Y por qué se utilizan?

Sputtering – ¿qué es eso?
En primer lugar: ¿De dónde procede este concepto? El diccionario inglés confunde: "to sputter" viene traducido como "balbucear, chisporrotear".

¿Cojinetes balbuceantes? No. "to spatter", sin embargo, ya nos acerca más a la verdad del asunto, y quiere decir "salpicar".

Pero ahora lo queremos saber con exactitud. Y, bajo "Sputtering" tenemos éxito en nuestra búsqueda: "Pulverizar" aparece aquí… y a continuación la explicación física: pulverización catódica.

¿Y qué es esto exactamente?

En un recipiente en el que hay vacío, con la excepción de una pequeña cantidad de gas noble, se encuentra un ánodo con carga positiva, un cátodo negativo provisto de una capa metálica – y el cojinete de tres componentes a someter al sputtering.

Entre el ánodo y el cátodo se instala una tensión. Los electrones son acelerados hacia el ánodo, ionizando los átomos de gas noble. Los ahora átomos positivos de gas noble son, a continuación, acelerados hacia el cátodo y eyectan por su lado átomos de la capa metálica que rodea al cátodo.

En ello se liberan también electrones secundarios, los cuales por su parte ionizan otros átomos de gas noble. De esta forma se forma una mezcla de electrones libres, iones positivos y partes neutras del gas noble, llamado plasma estacionario. Los átomos eyectados de la capa metálica de átomos se condensan entonces sobre la capa de rodamiento del cojinete en forma de recubrimiento delgado de metal, extremadamente resistente.

1. Alimentación Argón (Gas de plasma) 2. Flujo de iones 3. Flujo atómico de material (Dispersión)


¿Qué función tienen los cojinetes?

En la carcasa del motor y en la biela trabajan ejes giratorios como el cigüeñal, el eje de balancines o el árbol de compensación. Los cojinetes les prestan a éstos apoyo. Como consecuencia, los cojinetes están sometidos a una alta carga mecánica, como, por ejemplo, a presiones de encendido de hasta 200 bares.

Pero con esto no es suficiente: Los motores de combustión evolucionan constantemente, sus rendimientos específicos aumentan y se reducen sus tamaños de construcción, con la consiguiente reducción también de los espacios para los cojinetes. Al mismo tiempo, en las nuevas construcciones de motores, se prolongan sucesivamente los intervalos del cambio de aceite.

¿Qué es lo que carga especialmente a los cojinetes?

Las cargas superficiales específicas, especialmente de los cojinetes de biela y los cojinetes principales, han aumentado notablemente en los últimos años. En los motores con inyección directa diesel se tienen, por ejemplo, que controlar en los cojinetes presiones superficiales de hasta 120 N/mm2.

Los cojinetes convencionales de dos y de tres componentes, cuyas capas de rodamiento han sido aplicadas por galvanizado alcanzan aquí su límite. Los motores modernos necesitan por ello materiales de cojinetes con una resistencia a la fatiga claramente más alta y menores tasas de desgaste, especialmente en la zona de rozamiento mixto.

Al mismo tiempo se debe garantizar una resistencia frente a la corrosión, también con altas temperaturas.

Cojinetes macizos
Los cojinetes macizos están compuestos en su totalidad por metal antifricción, fabricado con aleaciones especiales.

Cojinetes de dos componentes
Los cojinetes de dos componentes se montan en motores sometidos a cargas bajas hasta medias. Dichos cojinetes constan de una capa protectora de acero, una capa intermedia y una capa de metal antifricción. Como metal antifricción se emplean principalmente aleaciones de aluminio.

Cojinetes de tres componentes
En los motores sometidos a cargas mayores se emplean principalmente cojinetes de tres componentes. Dichos cojinetes constan de una capa protectora de acero, una capa de rodamiento, una capa barrera y una capa de deslizamiento.

Los cojinetes tipo Sputter son una versión especial de los cojinetes de tres componentes que, gracias a un proceso de producción especial (sputtering), tienen una dureza y resistencia al desgaste claramente superiores.

¿Por qué el cojinete Sputter es la solución correcta?

Un cojinete Sputter es un cojinete de tres componentes, en que la capa de rodamiento no ha sido aplicada por galvanizado, sino por pulverización por rayos catódicos o Sputtering.

Dicho método de recubrimiento funciona sólo en un alto vacío. Con ayuda de alta tensión se arrancan partículas finísimas de un cátodo dispensador y se proyectan sobre la superficie de rodamiento del cojinete. El recubrimiento es de grano fino, finamente disperso y se adhiere extraordinariamente sobre el material de base.

Debido al fino tamaño del granulado, la capa así obtenida muestra una considerable dureza, un alto límite elástico y excelentes propiedades de desgaste.

¿Dónde se emplean los cojinetes sputter?

En los cojinetes sometidos a altas cargas, las parejas de cojinetes están siempre compuestas de un cojinete sputter y un cojinete convencional de tres componentes.

En el sitio sometido a una mayor carga, se emplea el cojinete sputter, en el otro lado, el cojinete de tres componentes que es más blando. En el cojinete de biela, por lo tanto, se monta el cojinete sputter en la dirección de la barra, el cojinete de tres componentes en dirección de la tapa del cojinete.

En el cojinete principal esto es justamente al revés. Aquí se coloca el cojinete sputter en la tapa del cojinete y el cojinete de tres componentes en dirección del bloque de motor.

¿Por qué se combinan siempre por pares los cojinetes sputter y los cojinetes de tres componentes?


Un motivo son los altos costes de fabricación del recubrimiento sputter. Allí donde sólo se dan cargas bajas, éstos no son necesarios y por ello no se montan. El segundo motivo es la extrema dureza del recubrimiento sputter, la cual no permite la captación de suciedades del aceite de motor. El cojinete de tres componentes más blando, sin embargo, aloja posibles partículas de suciedad en su capa de rodamiento galvanizada, haciéndolas con ello inofensivas para el motor.

Fuente: Mahle


miércoles, 22 de julio de 2009

Rolls Royce presenta un nuevo diseño para buques off-shore

Durante la exposición Norshipping 2009, llevada a cabo en Oslo, Rolls Royce presentó el buque UT 790 CD, un innovador diseño para ser utilizado en la exploración y producción offshore en aguas más alejadas y a profundidades mayores mientras que al mismo tiempo se ven mejoradas las condiciones de seguridad y se minimiza el impacto sobre el medioambiente”, declaró Svein Kleven, Gerente de Diseño Offshore de Rolls Royce.

El diseño del barco le permite que en lugar de montarse y navegar sobre las olas, las penetra, manteniendo constante la velocidad, sin importar el estado de mar.

Este diseño exclusivo de un casco perforador permite al barco marchar a una velocidad constante de servicio sin reparar en las condiciones del mar, lo que genera una reducción en el consumo de combustible y a su vez mejora la comodidad de la tripulación.

En casos extremos de altura de olas, el agua será visible en el castillo de proa mucho antes de que la situación se vuelva crítica, dándole al capitán el suficiente anticipo como para que pueda reducir la potencia para mantener un generoso margen de seguridad.

Esta tecnología ha probado la eliminación de los golpes, lo cual permite un andar tranquilo inclusive en condiciones meteorológicas extremas.

A velocidades de 14 nudos y en condiciones de tormentas violentas (olas de 9 metros de altura), las pruebas realizadas en los tanques de testeo demostraron que no existía agua sobre el nivel de la cubierta del castillo de proa.

El UT 790 CD presentado en Oslo es un barco de aguas profundas con uso de ancla. El barco cumple con todas las regulaciones existentes tales como el SOLAS 2009 y los códigos y regulaciones de las naves con propósitos especiales (Special Purpose Vessel)

Fuente: MARINELINK


viernes, 17 de julio de 2009

OMI. Normas sobre desguace y reciclado de buques

En general, en este blog, me refiero al mantenimiento y a las tecnologías de diseño y construcción de buques, pero hoy quiero referirme al tema de desguace de los mismos.
El desguace o desmantelamiento de los buques que han agotado su vida operativa es uno de los grandes retos medioambientales con los que se enfrenta actualmente el sector marítimo.

Tal vez pensemos que este tema sea responsabilidad de los armadores o dueños de los buques, pero creo que es muy importante que todos los que estamos en esta actividad o profesión tengamos idea del mismo.

Después de ver fotos de cómo se produce el desguace en los principales países donde se realiza actualmente el reciclaje (principalmente Bangladesh, India y Pakistán), donde los barcos son llevados flotando a la costa y cortados por trabajadores que a menudo están expuestos a tóxicos mortales, gases explosivos, planchas de acero que caen y que rara vez tienen acceso a equipo de protección personal, tal como cascos de seguridad, guantes y gafas para actividades de corte de metal, podemos apreciar la dimensión del tema.

Tarea Hercúlea. Los desguazadores de barcos, como estos trabajadores cerca
de Chittagong, a menudo carecen del equipo básico de protección personal y
pueden enfrentar peligros tales como asbestos, gases tóxicos y explosiones
.

Greenpeace y la Federación Internacional de Ligas de Derechos Humanos preparó un informe en el año 2005 titulado “Fin de la Vida: El Costo Humano de Desguazar Barcos”, donde se estimó que la cantidad de muertes accidentales en los astilleros de desguace de barcos de Alang, en India, y Chittagong, en Bangladesh, podría exceder 100 cada año.

Solamente en Europa, alrededor de 2.200 barcos saldrán de servicio para el año 2010, según señala Greenpeace Internacional. Otros aproximadamente 1.800 barcos de América del Norte, Brasil, China y otras partes de Asia serán dados de baja en el mismo período, por lo que el tema ha merecido la atención de las más importantes instituciones y organizaciones reguladoras con el fin de solventar los problemas que actualmente presenta esta actividad industrial, especialmente en los campos ambiental, de prevención de riesgos laborales y de condiciones laborales de sus trabajadores.

Como una buena noticia, podemos mencionar que entre los días 11 y 15 de mayo, en Hong Kong se desarrolló una conferencia diplomática convocada por la Organización Marítima Internacional (OMI), que dio los últimos retoques y adoptó formalmente el llamado “Convenio Internacional para el reciclaje seguro y ambientalmente racional de los buques”.

En la misma participaron delegados y observadores de 65 países, la agencia de la ONU sobre medio ambiente, la Organización Internacional del Trabajo (OIT) la Comisión Europea y 8 organizaciones no gubernamentales.

Este nuevo convenio se dirige a toda la problemática relativa al desguace y reciclaje de buques, y especialmente a dos aspectos:

– El tratamiento de las sustancias potencialmente peligrosas o contaminantes que puedan contener, como amianto, mercurio y otros metales pesados, hidrocarburos, sustancias dañinas para la capa de ozono, etc.

– Las condiciones laborales y medioambientales en las que se desarrollen las actividades de desguace y reciclaje.

Su elaboración ha llevado tres años de intensos trabajos, en los que han participado el secretariado de la OMI, sus Estados miembros y varias organizaciones no gubernamentales afectadas, en colaboración con la OIT y los Estados parte en el convenio de Basilea sobre el control de movimientos transfronterizos de residuos peligrosos.

La OMI había iniciado sus trabajos sobre reciclaje mucho antes, puesto que ya en 2003 publicó unas Directrices de carácter recomendatorio sobre esta materia.

Las reglas del nuevo convenio se refieren principalmente a tres campos:

- Los buques: su proyecto, construcción, operación y preparación para facilitar su reciclaje seguro y sostenible, sin comprometer la seguridad o la eficiencia de su operación.

- En particular, el convenio contiene en sus Anexos una relación de las sustancias consideradas peligrosas y cada buque deberá llevar, desde su construcción, un inventario específico de los materiales de tales tipos que contiene, que se debe actualizar regularmente y revisar en una inspección final cuando vaya a ser enviado al desguace.

- En ese inventario se distinguen tres tipos de sustancias:

. las integrantes de la estructura y equipos del propio buque (como amianto, sustancias que agotan la capa de ozono, radiactivas, metales pesados como plomo, mercurio, etc.)

· las generadas por su operación (como combustibles, aceites, aguas oleosas, lodos, plásticos, detritos, etc.)

· las almacenadas a bordo como respetos o provisiones (tales como pinturas, medicinas, refrigerantes, electrolitos, lubricantes, etc.).

Previamente a la entrada en la instalación de reciclaje, los buques deben reducir al mínimo posible los residuos existentes a bordo de este tipo de materiales, a no ser que la instalación esté autorizada expresamente para la manipulación de los mismos.

Esto exige, entre otras cosas, una comunicación previa entre buque e instalación, que permita a ésta, como se indica más abajo, elaborar un plan de desguace específico para cada buque. En caso de que la instalación no esté autorizada para manipular determinadas sustancias contenidas en el buque, deberán retirarse del mismo antes de una inspección final que determine que éste se encuentra “listo para reciclaje”.

* Tanto el propietario del buque como los responsables de la instalación deben notificar previamente por escrito su intención de destinar un buque a reciclaje a las autoridades competentes del Estado donde esté ubicada y no podrán comenzar las operaciones hasta no disponer de la conformidad de dichas autoridades. Una vez terminado el desguace y reciclado de forma ambientalmente racional, los responsables de la instalación expedirán una declaración de terminación del reciclaje para las autoridades competentes.

Las instalaciones de desguace, para asegurar su operación segura y sostenible:

- Deberán estar debidamente autorizadas, para ello cada Estado Parte deberá adoptar los reglamentos y normas necesarios para garantizar que las instalaciones de reciclaje existentes en su territorio operen de forma segura y ambientalmente
racional, cumpliendo las normas del convenio y deberán establecer los mecanismos para la concesión de autorización a las instalaciones.

- Las instalaciones deberán elaborar un “Plan de Gestión Ambiental” general de la instalación y, además un “Plan de Reciclaje” para cada buque que especifique la forma en que vaya a ser desguazado y reciclado, en función de sus características y su inventario.

- Sólo deberán aceptar buques que cumplan las exigencias del Convenio y, una vez finalizadas las operaciones, deben informarlo a las autoridades competentes.

Condiciones para la entrada en vigor

El convenio quedará abierto a la firma por parte de los Estados en la sede de la OMI en Londres, durante un periodo de un año (del 1 de septiembre de 2009 al 31
de agosto de 2010) y posteriormente se mantendrá abierto para que los Estados que lo deseen puedan también acceder al mismo.

Entrará en vigor 24 meses después de que lo hayan firmado sin reservas (o depositado ante el Secretario General de la OMI instrumentos de ratificación, aprobación o acceso) al menos 15 países que representen al menos el 40% del arqueo bruto (GT) de la flota mercante mundial y que, adicionalmente, la capacidad total anual de sus instalaciones de reciclaje de buques no sea inferior al 3% del total de sus flotas mercantes.

Las intenciones de la OMI son muy buenas, pero que se aplique finalmente el convenio será responsabilidad de todos, en especial la ratificación por parte de los principales países donde se realiza actualmente el reciclaje, que sin su apoyo, el convenio muy probablemente nunca entrará en vigor.

¿Qué podemos esperar en el futuro?

Dada la situación general del comercio marítimo se está produciendo una oleada de ventas de buques para desguace que habría sido incluso mayor, si no fuese porque el precio de la chatarra se encuentra en niveles bajísimos. A esta mala situación del mercado hay que sumar la eliminación, en 2010, de los petroleros de casco sencillo.

Podemos pensar que en los próximos años el tonelaje enviado a desguace va a ser muy elevado, probablemente en los niveles mayores de los últimos 20 años. Será muy difícil hacer compatible tanta actividad con la implantación de las exigencias del convenio.

No sería realista pensar que esta actividad podría cambiar, de la noche a la mañana. El proceso de aplicación del convenio debe llevarnos, progresivamente, a una situación mucho mejor que la actual, tanto en el aspecto laboral como en el medioambiental, pero su adopción ha sido sólo el comienzo, el primer paso de un largo camino.

Fuente: Gabinete de Estudios de ANAVE


miércoles, 15 de julio de 2009

Motores Diesel. CAT/MaK cumple con la norma de IMO II de Bajas Emisiones

A finales del 2007 CAT/Mak puso en el mercado el motor MaK M 43 C LEE con tecnología para cumplir con las normas de bajas emisiones IMO II, que entrarán en vigencia a partir de 2011.

Actualmente, el sistema también se aplica en el modelo M 32 C LEE, dando como resultado, fiabilidad superior en operación con combustible pesado, la mejor eficacia de combustible en su clase y extraordinaria durabilidad.

En el 2000, Caterpillar Motoren identificó tres niveles de emisiones para el producto marino MaK con el fin de cumplir las normas de emisiones a corto y medio plazo.

Estos niveles incluyen un motor básico que cumple la norma IMO y satisface los requisitos MARPOL 73/78, Anexo VI; un motor que cumple la norma IMO con emisiones de humo invisibles; y un Motor de Emisiones Bajas (LEE) que cumple con la gama esperada de emisiones de NOx de IMO II y también emite humo invisible.

Cómo disminuir las emisiones de NOx

El requisito clave para emisiones bajas en NOx es un aumento de la relación de compresión del motor básico.

Hace diez años, una relación de compresión de 11 a 12 era el estándar. Para IMO I, la relación de compresión se aumentó a 14 ó 15, y para IMO II se necesitarán relaciones de 17.

Otro pilar del concepto LEE MaK es el Ciclo de Miller, es decir, el cierre temprano o retardado de la válvula de admisión para obtener una combustión más fría.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Miller

La aplicación del efecto Miller es una de las pocas medidas que se pueden aplicar en un motor de combustión interna para reducir simultáneamente las emisiones de NOx y el consumo de combustible.

Si la salida del motor y la presión de sobrealimentación son constantes, se reduce el llenado de los cilindros y la presión y temperatura permanecen más bajas durante todo el proceso.

Para cumplir con la IMO I sólo se utilizaba un efecto Miller pequeño de 5%. Sin embargo, para IMO II se requiere un efecto Miller de 20%.

Éste es un gran reto para el turbocompresor, ya que es necesaria una presión de sobrealimentación considerablemente más alta para mantener los valores actuales de la Presión Media Efectiva (BMEP).

Combinando la mayor relación de compresión y el efecto Miller, las emisiones de NOx pueden reducirse alrededor del 30% sin sacrificar la eficacia del motor (BSCF).

Sin embargo, un motor LEE simple tendría una toma deficiente de la carga en vacío y emisiones de hollín visibles con carga parcial. Por eso, el concepto LEE MaK usa un "árbol de levas flexible" que permite bajas emisiones de NOx, excelente toma de la carga y hollín invisible en todas las cargas.

La Tecnología de Árbol del Levas Flexible (FCT)

Esta tecnología permite la variación del sistema de combustible y del sistema de aire en operación de carga parcial. Con el avance del inicio de la inyección de combustible y el aumento de la presión de inyección, se mejora la combustión y las emisiones de hollín se reducen en 50%.

El cambio de sincronización de la válvula desactiva el Ciclo de Miller y contribuye a reducir otro 25% las emisiones de hollín. En general, el FCT de MaK reduce las emisiones de hollín en carga parcial en un 75% mientras mejora el rendimiento del motor en operación transitoria.

El sistema esencialmente consta de un tren de válvulas inferior modificado, una unidad de ajuste neumático y un Controlador Lógico Programable (PLC).

El sistema FCT es una solución mecánica robusta, basado en un eje de palanca de levantador excéntrico que automáticamente afecta tanto la sincronización de inyección, como la presión y la sincronización de válvulas. La carga del motor necesaria para activar la palanca puede determinarse en forma flexible según las necesidades del operador de la embarcación.

De cualquier modo, se elimina el humo visible mientras las normas IMO se cumplen en todas las cargas.

Para convertir en motores de baja emisiones los motores ya instalados

Lo importante de estos sistemas es que no sólo se aplican a motores de nueva construcción, sino que permiten ser instalados en motores que están siendo utilizados y se los quiere convertir para que produzcan bajas emisiones.

Todos los motores marinos existentes de las series MaK M 20 C, M 25 C, M 32 C y M 43 C pueden convertirse al estándar LEE MaK por sólo un costo aproximado de entre el 15% y el 25% del costo de un motor nuevo que cumple la norma IMO II.

La modernización al estándar LEE MaK es rápida y fácil, después de completas simulaciones y desarrollo de prototipos de la tecnología LEE MaK en 2001-2003, y tras algunos ajustes y mejoras finales, Caterpillar Motoren, junto con Caterpillar Marine Power Systems, puso a prueba su tecnología especial.

En colaboración con Furetank Rederi AB de Donsö (Suecia), la instalación del MaK 7 M 43 C en el buque cisterna para productos químicos "Fure West" se convirtió al estándar LEE en octubre de 2007 y desde entonces ha tenido el rendimiento esperado.

Para los motores MaK M 32 C, la modernización a la norma LEE se ha convertido en una opción, tardando unos cuatro días en modificar las bielas, los segmentos del árbol de levas y los trenes de válvulas inferiores para que cumplan los requisitos avanzados de LEE.

Primero, se monta un espaciador de biela para alargar la biela del eje dividido, reduciendo así el volumen de la combustión y aumentando la relación de compresión. Como resultado, el anillo antidesgaste también debe reemplazarse por una versión más corta.

En un segundo paso, los segmentos del árbol de levas se reemplazan con versiones FCT modificadas, permitiendo una variación dependiente de la carga del sistema de aire y combustible.

Los trenes de válvula inferiores, las bombas de inyección y los inyectores se tienen que cambiar según corresponda. Además, el turbocompresor debe reconstruirse para permitir una mayor presión de carga mediante el reemplazo del difusor y del anillo de la boquilla.

Una prueba final en el mar confirma la calidad de la modernización y permite la aprobación necesaria de las Sociedades Marinas de Clasificación (MCS).

Ventajas del sistema con relación del cuidado del medio ambiente

Otras de las ventajas por las empresas operadoras de embarcaciones que cumplen con las normas de bajas emisiones IMO II futuras es aumentar su reputación para operaciones de negocios marinos que disminuyen los riesgos para el medio ambiente.

Además, los niveles de emisiones obtenidos por LEE MaK hacen posible que las compañías de embarcaciones obtengan certificaciones ambientales especiales con Sociedades de Clasificación Marina, tales como DNV Clean Design, GL Green Passport, LR Character N o el Blauer Engel del gobierno alemán.

Estas certificaciones ambientales no sólo añaden reputación al propietario de las embarcaciones, sino que también reducen los costos de derecho de puerto en algunas partes del mundo.

Conclusiones

Con emisiones de NOx de más de 30% por debajo de las regulaciones IMO actuales, y emisiones de hollín reducidas menores que 0,5 FSN (Número de filtro de humo) en la gama completa de carga, la tecnología LEE de MaK claramente merece el nombre de motor de bajas emisiones.

El reto para CAT/MaK es, en el futuro, el diseño y desarrollo de tecnología apropiada para adaptarse satisfactoriamente a las normas IMO III potencialmente más exigentes.

Fuente CAT/MaK

jueves, 9 de julio de 2009

Motores Diesel. El desarrollo de las normas API para aceites de motores.

La calidad de los aceites para la lubricación de los motores diesel fue en aumento en relación con el desarrollo de los mismos.
Hoy, los aceites de última generación proveen la máxima protección para los motores diesel y llevan la clasificación CI-4 en la donut autorizada por API (American Petroleum Institute).

En total la categoría CI-4 incluye oficialmente 8 pruebas en motores y 7 en bancos de prueba. Dentro de las pruebas nuevas son pruebas de compatibilidad con los retenes y bombeabilidad en temperaturas bajas con un contenido de 5% de hollín.

El desarrollo de las clasificaciones API para mejorar el nivel de protección del aceite para diesel tienen en cuenta las indicaciones de los fabricantes de motores y las normas internacionales de contaminación del ambiente.

En forma cronológica las normas fueron variando de API CD hasta API CI-4.

En las CD existía una sola prueba en motores para ver los depósitos en los pistones y corrosión de cojinetes.

A partir de 1988 empezaron a controlar emisiones de contaminantes por el escape y, para reducir las emisiones, se atrasó la inyección de combustible a los cilindros. Esto que resolvía el problema del medio ambiente, dentro del motor aumenta el área del cilindro expuesto al hollín, aumentando la cantidad de hollín que llega al aceite.

Uno de los contaminantes más dañinos para el medio ambiente fue la quema de aceite de motor. La clasificación CE incluía pruebas de consumo de aceite con límites del mismo. Para pasar estos límites se tenía que mejorar la calidad y usar aceites multigrados, lo cual bajó el consumo de aceite 30% y básicamente acabó con el uso de aceites monogrados.

En las CF la prueba de depósitos en los pistones fue reducida a 120 horas y nuevos límites establecidos.

Cuando los fabricantes de motores empezaron a utilizar inyección directa para bajar el consumo de diesel, y además se modificaron las reglamentaciones internacionales, reduciendo aun más las emisiones de gases de escape a la atmósfera, API introdujo la CF-4.

La CG-4 se introduce debido a que los cambios producidos en el diseño de los motores para reducir las emisiones habían causado problemas en el tren de válvulas, los cojinetes y otras piezas por el exceso de hollín creado.

Al mismo tiempo se aumentó la velocidad de circulación del aceite para presurizar los inyectores, independiente de la velocidad del motor. Esto resultó en una circulación de 7 veces por minuto del total del volumen de aceite del cárter en algunos motores.
Para evitar problemas de espuma se tenía que mejorar el control de espuma en el aceite, necesitando nuevas pruebas para espuma, desgaste de tren de válvulas en 5% de hollín, control de viscosidad con 5% de hollín, y depósitos en pistones de aluminio.

El por qué de la CH-4. Con el atraso de la inyección, el uso del aro superior más cerca de la cima del pistón para dejar menos espacio donde crear residuos (esto arrastra más residuos al aceite), el aumento de la potencia de los motores (se aumenta el tiempo de inyección, aumentando el nivel de hollín producido), se produce un aumento del hollín y, si el aceite no puede dispersarlo, aumenta el desgaste del tren de válvulas y los inyectores, se taponan los filtros, se aumenta el desgaste de cojinetes y se forma lodo en las tapas de válvulas, el motor y el cárter.

Para calificar aceites que cuiden estos aspectos, se desarrollaron nuevas pruebas que se tenían que pasar después de las CG-4.

CUMMINS M11: De alto hollín para el desgaste de tren de válvulas, taponamiento de filtros y lodos. El aceite tiene que evitar el espesado y el taponamiento del filtro para que circule con la velocidad necesaria para lubricar las piezas y no abrir la válvula de alivio de presión (que dejaría circular aceite sucio).

MACK T-9: Para desgaste de anillos, camisas y cojinetes.

MACK T-8E: Para control de viscosidad con 4.8% de hollín. La prueba para controlar el aumento de viscosidad con el hollín, tomando en cuenta 50% de la pérdida de viscosidad en la prueba de inyectores BOSCH por rotura de polímeros utilizados para mejorar el índice de viscosidad.

CATERPILLAR® 1P: Para depósitos en pistones de acero y consumo de aceite.

BOSCH: Prueba para la estabilidad contra rotura de viscosidad.

NOACK: Prueba de volatilidad.

Se bajó el límite permitido de espuma en la prueba INTERNATIONAL HEUI 7.3 LITER de 10% en el CG-4 a 8%. Por continuar algunos problemas de espuma en motores con alta velocidad de circulación del aceite.

Unos meses después de la aprobación de la clasificación CH-4, los gobiernos decidieron reducir más las emisiones permitidas y los fabricantes de motores tuvieron que cambiar nuevamente sus diseños atrasando más la inyección del combustible y aumentando, por lo tanto, más el nivel de hollín.

Para reducir el nivel de NOx, desarrollaron un sistema de enfriamiento y recirculación de gas al cilindro. Para hacer esto tienen que compensar con mayores presiones del turbo.

El escape enfría pasando su calor al refrigerante, que a su vez lo pasa al aceite.
La introducción del escape al cilindro aumenta el nivel de ácido que entra al aceite. Esto requiere mejores aditivos para evitar corrosión en los anillos, las camisas, los cojinetes y los bastones de las válvulas. Esto es más importante en climas fríos donde hay más condensación y menos evaporación.

Además, la recirculación de gases aumenta el tiempo que el aceite está en las paredes de los cilindros cuando está con NOx durante los ciclos de entrada y compresión.
En los casos anteriores, los aceites con la clasificación CI-4 son componentes esenciales para mantener la durabilidad de motores a diesel utilizando sistemas de recirculación de gases enfriados.


lunes, 6 de julio de 2009

Motores Diesel. Certificación API

Todos los aceites distinguidos con la Certificación del API satisfacen los requisitos vigentes de protección de motores y de economía de
combustible del Comité Internacional de Estandarización y Aprobación de Lubricantes (International Lubricant Standardization and Approval Committee - ILSAC), una iniciativa conjunta de los fabricantes de vehículos automotores de EE.UU. y Japón. La mayoría de los fabricantes recomienda los aceites que llevan la Certificación del API.

Las denominaciones y características API en vigencia son:

CI-4
Se introdujeron el 5 de septiembre de 2002. Para motores de cuatro tiempos y altas revoluciones que deben ajustarse a las normas de emisiones de 2004 establecidas en 2002. Los aceites CI-4 están formulados para alargar la vida útil de los motores que funcionan con recirculación de los gases de la combustión (EGR) y para ser usados con combustibles diesel con un contenido de azufre de hasta 0,5% en peso. Se pueden usar en lugar de los aceites CD, CE, CF-4, CG-4 y CH-4.

CH-4
Se introdujeron en 1998. Para motores de cuatro tiempos y altas revoluciones que deben ajustarse a las normas de emisiones de 1998. Los aceites CH-4 están formulados específicamente para ser usados
con combustibles diesel con un contenido de azufre de hasta 0,5% en peso. Se pueden usar en lugar de los aceites CD, CE, CF-4 y CG-4.

CG-4
Se introdujeron en 1995. Para motores de cuatro tiempos y altas revoluciones de servicio extremo que usan combustibles con un contenido de azufre de menos de 0,5% en peso. Se pueden usar en lugar de los aceites CD, CE y CF-4.

CF-4
Se introdujeron en 1990. Para motores normalmente aspirados y turboalimentados de cuatro tiempos y altas revoluciones. Se pueden usar en lugar de los aceites CD y CE.

CF-2
Se introdujeron en 1994. Para motores de dos tiempos de servicio extremo. Se pueden usar en lugar de los aceites CD-II.

CF
Se introdujeron en 1994. Para motores diesel de inyección indirecta de vehículos todo terreno y otros motores diesel, incluidos los que usan combustible con un contenido de azufre de 0,5% en peso. Se pueden usar en lugar de los aceites CD.

Ultimas tendencias

Los nuevos estándares de emisiones de escape implican no sólo el cambio del diésel sino de los aceites a usarse con los nuevos motores.
Los fabricantes de aceites comenzaron a trabajar y desarrollaron nuevos y mejores súper aceites para combatir los esfuerzos adicionales.

A fin de cumplir con los requisitos de rendimiento mejorado de los motores de 2007,
el aceite CJ-4 está diseñado para obtener una mejor estabilidad a la oxidación, una alta capacidad de dispersión del hollín, un mejor control de depósitos en el pistón, un aumento en el rendimiento contra el desgaste y un menor consumo de aceite

La estabilidad a la oxidación significa que el aceite no se combinará con el oxígeno en el cárter, ni se espesará ni formará ácidos que puedan corroer los rodajes. La estabilidad a la oxidación es más difícil de mantener cuando el aceite está sometido a mayor calor.

La dispersión del hollín significa que el hollín permanece disuelto en el aceite, por lo que no es más espeso ni arenoso que cuando es nuevo.

domingo, 5 de julio de 2009

Motores Diesel. Clasificación de los Aceites I

La vida útil de los motores depende, en gran parte de los combustibles y los aceites que utilicemos.

Sabemos que los aceites, básicamente reducen la fricción y el desgaste entre las partes en movimiento.
El desarrollo de nuevos motores está cambiando constantemente, lo cual hace que los lubricantes deban de ser formulados para funcionar bajo nuevas condiciones de trabajo. En la actualidad, los equipos y las máquinas requieren lubricantes más sofisticados y la selección del aceite a utilizar es crítica para la vida útil del motor.

El aceite principalmente debe de cumplir con las siguientes demandas:

Lubricación: supone interponer una capa de aceite entre las superficies metálicas móviles, para reducir el rozamiento, minimizar el desgaste entre ambas y disminuir el consumo de energía, economizando combustible.

Refrigeración: en su proceso de circulación por el interior del motor, permite mantener estables las temperaturas, junto con el agua o aire del circuito de refrigeración.

Estanqueidad: evita que durante el proceso de compresión de la mezcla de aire - combustible, se produzcan fugas en la cámara de combustión. En el tiempo de explosión, debe mantenerse la estanqueidad para evitar que los residuos pasen al cárter. Sella el espacio entre el pistón y el cilindro, respetando la lógica holgura y facilitando su movimiento.

Limpieza: gracias a su función dispersante - detergente, y al mantener en circulación las partículas contaminantes que se producen a causa de los residuos de la combustión y otros contaminantes (agua, etc.), hace que la suciedad que se podría adherir a las partes metálicas del motor formando lodos -en el cárter-, barnices -en los pistones-, o bien, provocando obstrucciones en los conductos, vaya al filtro o bien, sea eliminada junto con el aceite usado, en el momento del cambio de éste.

Protección de la corrosión: de la oxidación, de la herrumbre y de los ácidos causados por la combustión.

Cómo elegir el aceite correcto para nuestro motor

Siempre deberemos seguir las recomendaciones del fabricante del motor para la selección del aceite a utilizar, ya que los diferentes motores exigen distintas calidades de aceite. Cada motor tiene, de acuerdo con su diseño y condiciones de operación, necesidades específicas que el lubricante debe satisfacer. Se puede entonces clasificar a los aceites según su capacidad para desempeñarse frente a determinadas exigencias.

Hoy en día existe un grupo complejo de rangos, clasificaciones, grados, etc. alrededor de los aceites, pero debemos tener en cuenta dos características importantes en la decisión: Viscosidad y Calidad.

Distintas organizaciones cooperan para proveer estándares y sistemas de clasificación para que el funcionamiento del aceite de los motores pueda ser probado y clasificado. Varios fabricantes de motores también proveen sus propias especificaciones.

En el momento de seleccionar un lubricante para motor hay tres clasificaciones fundamentales a tener en cuenta: por viscosidad: SAE (Society of Automotive Engineers) y por Calidad (servicio): API (American Petroleum Institute) y ACEA (European Automobile Manufacturers Association).

Clasificación SAE

En esta clasificación no interviene ninguna consideración de calidad, composición química o aditivación, sino que se basa exclusivamente en la viscosidad y permite establecer con claridad y sencillez la viscosidad de los aceites, representando cada número SAE un rango de viscosidad expresada en cSt (centi-Stokes) y medida a 100ºC, y también a bajas temperaturas (por debajo de 0ºC) para los grados W (winter).

Clasificación API

API es una organización técnica y comercial que representa a los elaboradores de productos de petróleo en los E.E.U.U.

A través de su asociación con la SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices) y ASTM (American Society for Testing of Materials), han desarrollado un sistema para seleccionar y recomendar aceites para motor basado en las condiciones de servicio.

Los rangos de servicio API definen la calidad mínima que debe de tener el aceite.

Los rangos que comienzan con la letra C (Compression) son para motores que trabajan con diesel, mientras que los rangos que comienzan con la letra S (Spark) son para motores que trabajan con gasolina.

La segunda letra indica la actualización de los rangos, el rango “CH” es más actualizado que el “CG”, el rango “SJ” es más actualizado que el “SH”, etc.

Símbolo de Servicio de API
La parte superior describe el nivel de desempeño del aceite
La parte central describe la viscosidad del aceite
La parte inferior nos dice si el aceite ha demostrado tener propiedades de conservación de energía

Clasificación ACEA:

En 1990 el CCMC (Comité de Constructores de Automóviles del Mercado Común) fue disuelto y en su reemplazo se estableció ACEA (ASOCIACIÓN DE CONSTRUCTORES EUROPEOS DE AUTOMÓVILES), cuyos miembros son todos los fabricantes de vehículos de Europa. En colaboración con otras instituciones, desarrolló un sistema de gerenciamiento de la calidad, que requiere que todos los lubricantes que declaren cumplir la Clasificación ACEA, sean elaborados en
plantas que posean un sistema auditable de calidad.

Los ensayos de ACEA reflejan los requerimientos del lubricante para mejorar:
- Protección contra el desgaste.
- Limpieza del motor.
- Resistencia a la oxidación.
- Resistencia al aumento de la viscosidad (debido al espesamiento por hollín).

Las normas ACEA también incluyen requerimientos muy estrictos acerca de:
- Estabilidad de Corte. (Resistencia del aceite ante altos esfuerzos mecánicos).
- Viscosidad a Alta Temperatura y Alto Esfuerzo de Corte.
- Compatibilidad con los Elastómeros.
- Tendencia a la formación de Espuma.

viernes, 3 de julio de 2009

Motores Diesel. Por Qué y Con Qué debemos refrigerarlo.

Debemos pensar que un motor no necesita solamente aceite para su normal funcionamiento; tan importante como éste, es el refrigerante, que permite mantener la temperatura adecuada en su operación.

Para que un motor de combustión interna pueda alcanzar los límites de trabajo previstos, tenemos que pensar en el enfriamiento y más específicamente en mantener la temperatura del mismo en las condiciones de diseño de forma constante en el tiempo.

El sistema de enfriamiento de un motor diesel debe ser capaz de remover de manera continua aproximadamente el 30% del calor generado por la combustión de su combustible sin recalentarse. Recordemos que en un motor diesel solamente entre el 35 % y el 40% de la energía producida por el combustible se transforma en potencia.

El resto de la energía generada por el combustible, vale decir, casi dos tercios, se elimina del motor a través de los gases de escape, de la radiación y por el sistema de refrigeración.
Si se presentan fallas en el sistema de refrigeración, probablemente se producirán incrementos de temperatura considerables en el interior del motor, lo que podría causar severos daños irreversibles.

Sabemos que la temperatura en el interior de la cámara de combustión puede llegar a 900/1000°C; las cabezas de las válvulas de escape pueden llegar a ponerse al rojo y, si bajo estas condiciones suspendemos el flujo de enfriamiento, en muy poco tiempo podemos llegar a fundir los metales más cercanos a la cámara de combustión.
El efecto de sobrecalentamiento en el motor genera fallas como picaduras por corrosión, cavitación, erosión, agrietamiento de culatas, agarre de aros en los pistones.

También, sobre el aceite de lubricación puede generar una aceleración en la velocidad de oxidación del aceite lubricante, provocando de esta manera una deficiente lubricación, formación de depósitos carbonosos y desgaste metálico con todas las consecuencias que esto significa.

Cualquier incremento de temperatura por encima del valor de diseño, provocará una disminución de la viscosidad de la película de lubricante sobre las paredes del cilindro, provocando el roce de metales con el consiguiente desgaste de las piezas. Este daño es de tipo irreversible, ya que si de manera inmediata mejoráramos el enfriamiento, el desgaste producido, ya no se podrá solucionar.

Hasta aquí hablamos de por qué debemos refrigerar, pero ¿con qué refrigerar?

El sistema de enfriamiento del motor se debe llenar con un refrigerante que brinde protección contra corrosión, erosión y picaduras en las camisas de cilindros, y que no se congele en temperaturas frías.

Los refrigerantes de motor diesel contienen en general una combinación de agua de buena calidad, glicol etilénico (anticongelante) y aditivos inhibidores de la corrosión.

¿Por qué No usar solamente agua?

Es importante nunca usar exclusivamente agua como refrigerante, ya que ésta es corrosiva a las temperaturas de operación del motor.

Se usa agua en la mezcla de refrigerante porque es el agente de disipación de calor más eficiente, más conocido y más accesible en todo el mundo. Sin embargo, cada fuente de agua tiene diferentes niveles de contaminantes. A la temperatura de operación de los motores diesel modernos, estos contaminantes forman ácidos o escamilla que pueden reducir la vida útil del sistema de enfriamiento.

El agua debe cumplir con los niveles establecidos en cuanto a:
contenido de cloruros.
contenido de sulfatos.
dureza total.
cantidad total de sólidos.
nivel de pH.

¿Por qué usar glicol etilénico?

El Etilén-Glicol es un líquido soluble en agua, extiende la temperatura de congelación y ebullición al diluirse con agua, reduce la dureza del agua por volumen en proporción al porcentaje de la mezcla, lubrica partes metálicas y no-metálicas.

Una mezcla de 50% de glicol etilénico, que tiene un calor específico de 0,880, y de 50% de agua, aumentará la temperatura de ebullición atmosférica de la mezcla a aproximadamente 107ºC.
Tendremos que ser muy cuidadosos que el Glicol NO entre en el aceite del motor diesel a consecuencia de sellos defectuosos, daño en las juntas, grietas en el cilindro, daño por corrosión y cavitación.

Está comprobado que la contaminación del aceite por glicol:

Incrementa sustancialmente la viscosidad del aceite, lo que perjudica la lubricación y el enfriamiento del aceite.

Se oxida y forma ácidos corrosivos, que causan una caída rápida en la alcalinidad del aceite (número básico), dando por resultado un ambiente corrosivo desprotegido y la oxidación del aceite base.

Reacciona con aditivos antidesgaste en el aceite de motor causando precipitación, formando productos de reacción y obstrucción en los filtros de aceite.

Muy poca cantidad de refrigerante con glicol en el aceite de un motor diesel produce la coagulación del hollín y generar lodos, depósitos, restricción del flujo de aceite y obstrucción del filtro.

¿Por qué usar Aditivos Inhibidores de Corrosión?

El uso de aditivos en el refrigerante reduce la corrosión, erosión y picaduras. Esto lo hacen reduciendo la cantidad de burbujas de vapor en el refrigerante y forman una película protectora en la superficie de las camisas de cilindros. La concentración de aditivos del refrigerante disminuye gradualmente durante el funcionamiento del motor, y es necesario restituirlos.


Prestémosle mucha atención al circuito de refrigeración

jueves, 2 de julio de 2009

Aumentar los Intervalos entre Cambios de Aceite

Cuando por conducción o mantenimiento nos encontramos ante máquinas o motores y leemos los manuales, a uno de los datos que prestamos atención es a los intervalos entre cambio de aceite predeterminados por los fabricantes, que en general están diseñados para proporcionar la máxima protección bajo una amplia variedad de condiciones.

Aunque la mayoría de las personas siguen esos lineamientos existe una creciente tendencia a aumentar los intervalos entre cambio de aceite más allá de las recomendaciones de los fabricantes; sin embargo, los Intervalos de Cambio de Aceite Extendido no son para todos.

Existen riesgos que debemos entender completamente y se deben tener en cuenta los factores claves que afectan antes de tomar una decisión. Los ahorros en costo en el corto plazo deben ser balanceados contra el desempeño y confiabilidad de la máquina o motor.

El asegurarse que el aceite utilizado cumple los requerimientos establecidos para la máquina o el motor y entender los factores que lo afectan adversamente, como el Calor, el Frío, la Marcha en Vacío o los Contaminantes en el Aire, son el primer paso antes de aumentar su intervalo de cambio de aceite.

El calor excesivo puede romper el aceite y formar depósitos en el motor afectando adversamente su vida. El frío severo limitará la habilidad del aceite del motor para lubricar en el arranque y pudiera adicionar humedad y combustible sin quemar al aceite. Los períodos prolongados de marcha en vacío pueden resultar en mayores cantidades de combustible no quemado que entra al aceite del motor produciendo la dilución del aceite y una inadecuada lubricación.

Las condiciones de polvo extremas pueden poner a prueba aún a los mejores sistemas de filtración de aire agregando contaminantes finos al aceite y sobrecargando así el paquete de aditivos que los mantiene en suspensión.

En el caso de motores nuevos limpios y con emisiones reducidas los hace excelentes candidatos para aumentar los intervalos entre cambios de aceite, pero a medida que los aros de los pistones y las guías de las válvulas se desgastan, los subproductos de la combustión se incrementan.
Esos subproductos de la combustión terminan acelerando el agotamiento de aditivos y crean depósitos perjudiciales en las superficies internas del motor haciéndolos menos apto para los beneficios de un aumento de tiempo entre cambios de aceite.

El lubricante es un elemento de vital importancia en la maquinaria y realiza funciones de protección y transmisión de fuerza y es a menudo denominado como la sangre del motor. La analogía no es hecha simplemente debido a que el aceite circula a través del motor, sino porque lleva a cabo funciones críticas necesarias para mantener el desempeño del motor y maximizar su vida útil, pero es además una fuente de información.

El lubricante transporta y contiene las más importantes causas de fallo de la maquinaria y mediante el análisis de aceites podemos determinarlas y además establecer las medidas para su control. Además, el análisis de aceites nos permite determinar los fallos en la etapa temprana.

Para determinar el período de tiempo adecuado se debe implementar un programa de análisis de aceite y desarrollar un historial de cada equipo, lo que permitirá establecer el tiempo de vida del aceite. Los indicadores primarios serán el Silicón (suciedad), Viscosidad (fortaleza de la película de aceite), Hollín (subproducto de la combustión) y Número Base Total (TBN).

Si el análisis del aceite indica que puede aumentarse el intervalo del cambio de aceite tendremos que pensar también en las otras partes del circuito, como los filtros.

Los filtros de aceite remueven contaminantes del aceite antes que generen desgaste en las superficies de la máquina o motor. La tendencia de aumentar los períodos entre cambios de aceite, ha puesto a los materiales utilizados en la fabricación de los filtros en el límite.

Los adhesivos, el medio filtrante y aún el acero utilizado en la construcción del filtro necesitan ser diseñados para cumplir el período de tiempo adicional que se espera tenga durante el servicio.

Considerando todos los factores que afectan al aceite de las maquinarias o motores es fácil ver por qué los fabricantes han sido tradicionalmente conservadores al fijar los intervalos de cambio de aceite.

Si pensamos que el equipo a nuestro cargo es candidato a un programa de extensión de tiempo entre cambios de aceite, deberemos chequear los informes del fabricante de la máquina o motor, de los filtros y del aceite, implementar un programa de análisis de aceite y más que nada entender los riesgos potenciales involucrados.

Si no está bien implementado, los ahorros de costo en el corto plazo son eliminados por el tiempo muerto y costosas reparaciones.





miércoles, 1 de julio de 2009

Aire comprimido: Contaminantes y Cómo afectan al funcionamiento de las Máquinas.

Muchas veces nos pasa que prestamos poca atención a los circuitos de Aire Comprimido.
Generalmente, siendo tan importante como podría ser el arranque de los motores principales o motores auxiliares a bordo de los barcos, es este circuito el último en recibir un mantenimiento preventivo, por lo que se llega siempre a un mantenimiento correctivo, luego de la aparición de fugas, problemas de filtro tapado y demás síntomas.

Algunos de los principales contaminantes se encuentran de forma natural suspendidos en el aire, antes de comprimirlo. Estos pueden ser vapor de agua y partículas sólidas (polvo, arena, hollín y cristales de diferentes sales).

Los contaminantes del aire comprimido tales como la humedad, aceites y polvos son los principales agresores de los componentes de los circuitos neumáticos; atacan directamente a todos los elementos que los constituyen impidiendo la correcta estanqueidad, el libre deslizamiento de sus partes o problemas de filtro tapado con partículas extrañas.

Una vez que se tiene la contaminación en el aire comprimido debe de eliminarse, ya que de otra manera ésta avanzará destruyendo todo lo que encuentra. Como cualquier problema es más fácil y económico su prevención que su corrección, sin embargo, no existe un receta mágica de aplicación general, sino por el contrario, es necesario dar una solución específica para las características de cada caso.

La contaminación se adquiere en el mismo momento en que se genera el aire comprimido y en sus primeras etapas puede parecer un simple malestar, sin embargo, si no se corrige, con el tiempo tiende a extenderse atacando todos los componentes neumáticos de la Sala de Máquinas.

¿Qué contaminantes se encuentran en el aire comprimido y causan tantos trastornos a nuestro circuito neumático y por consiguiente a nuestras máquinas?
· 140 millones de partículas en cada m3
· 23 gramos de agua por m3 (a 25ºC)
· Agentes abrasivos tales como los aceites usados en la compresión del aire.

La pureza del aire comprimido referida a la humedad y a la suciedad por partículas sólidas contenidas en el aire está influenciada por:
La calidad del aire de aspiración
Filtro de aspiración
Tipo de compresor utilizado
Mantenimiento del compresor
Separador de partículas sólidas contenidas
Refrigerador posterior
Sistemas de distribución de aire (tubería, disposición, etc.)

Todo el aire aspirado por el compresor contiene una cantidad de agua en forma de vapor que depende de la temperatura y humedad relativa del ambiente.
Prácticamente todos los compresores, algunos más que otros, añaden partículas de desgaste y aceite de su propio cuerpo al flujo de aire, esto por su propio funcionamiento y diseño. Por otra parte, el proceso de compresión incrementa la concentración de contaminantes.

Las partículas sólidas en los sistemas de aire comprimido, varían en naturaleza desde partículas de polvo y de humos hasta partículas de herrumbre, de polvo de metal, etc. Tales contaminantes con el paso del tiempo pueden bloquear, debido a su tamaño, orificios de herramientas e instrumentos.

Los filtros de aspiración eliminan aproximadamente un 96 a 99% del polvo y suciedad que contiene el aire, pero sólo eliminan un 25% del número total de partículas suspendidas. Cuando estos filtros de aspiración se encuentran en condiciones precarias de mantenimiento, los porcentajes disminuyen.

El aire comprimido tiene una amplia gama de aplicaciones a bordo, cuyos requerimientos de calidad de aire varía de unas a otras. Por ejemplo, los sistemas de instrumentación y control necesitan aire relativamente a baja presión, exento de agua, aceite y partículas extrañas.
Los elementos de trabajo, en cambio, requieren aire a más alta presión, limpio, con escasa humedad y que contenga un lubricante.

Sabiendo cuáles son los principales contaminantes y teniendo en cuenta las recomendaciones de cómo eliminarlos estaremos en condiciones de mejorar la calidad del aire comprimido utilizado.



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