Análisis de combustibles líquidos y gaseosos en el mercado local

INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO
“FRANCISCO DE PAULA GONZALES VIGIL”
TACNA
Revalidado por el Ministerio de Educación R.D. Nº 0668-2006-ED y R.D. Nº 0025-2007-ED

Ing. Juan J. Nina Charaja
CIP 99002

juan_jose.24@hotmail.com

Docente de Mecánica Automotriz

ANÁLISIS DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS Y
GASEOSOS EXISTENTES EN EL MERCADO LOCAL,
NACIONAL E INTERNACIONAL.

GLP
¿QUE ES EL GLP?
•GLP: Gas licuado de petróleo Propano C3H8 aprox. 60%
Butano C4 H10 aprox. 40%
• Esta proporción varía de acuerdo al tipo de yacimiento y país que lo procesa.
•El GLP o propano y butano no solo tienen aplicación en la combustión sino sirven de materia
prima para muchos procesos en la industria.
Actualmente aparte de ser un combustible base conocido es también considerado como
combustible alternativo por que puede aplicarse a maquinas o equipos que fueron diseñados para
combustibles como el petróleo o gasolinas.
PROPIEDADES DEL GLP
A presión atmosférica y temperatura ambiente (1 atmósfera y 20 C), el gas licuado de
petróleo se encuentra en estado gaseoso.
Para obtener líquido a presión atmosférica, la temperatura del butano debe ser inferior a -0,5 C y
la del propano a -42,2 C. En cambio, para obtener líquido a temperatura ambiente, se debe
someter al G.L.P. a presión. Para el butano, la presión debe ser de más de 2 atmósferas. Para el
propano, la presión debe ser de más de 8 atmósferas.
Un litro de líquido se transforma en 272,6 litros de gas para el propano y 237,8 litros de gas para
el butano.
La densidad y presión de vapor varían según la composición del GLP.
La densidad y peso específico son mayores que el aire, por lo que el GLP resulta más pesado que
éste. Por lo tanto una nube de GLP tenderá a permanecer a nivel del suelo.
Aire = 1, Propano = 1,5 y Butano = 2

PROPIEDADES DEL GLP
El G.L.P. líquido es más liviano y menos viscoso que el agua, por lo que hay que tener cuidado ya que puede
pasar a través de poros donde ni el agua, gasoil o kerosene pueden hacerlo.
•El GLP es inodoro, (no tiene olor), para facilitar la detección de escapes o fugas, las reglamentaciones sobre
distribución exigen que se agregue un agente artificial odorante (etil mercaptal).
•Es incoloro (no tiene color), e insípido (no tiene sabor).
•El GLP líquido puede congelar las manos por la rápida absorción de calor que requiere para su evaporación en
el medio ambiente.
•El GLP se consume todo en la combustión (combustión es limpia no hay residuos como el hollín)

MÁXIMA EXPOSICIÓN PERMISIBLE PARA LAS PERSONAS:
•1.000 partes de G.L.P. por 1.000.000 de partes de aire (1000 p.p.m.), promedias sobre un turno de trabajo de
ocho horas.
•A más de los valores permisibles es dañino y si llena el ambiente y falta oxigeno causa la muerte por anoxia.

VENTAJAS ENERGETICAS
• Energía eficaz: ofrece un elevado poder calorífico y un alto rendimiento, así como una gran comodidad.
• Energía limpia: su combustión sin residuos de azufre ni micro partículas permite respetar al máximo el
entorno natural.
• Energía económica: ofrece una inmejorable relación calidad / precio y un importante ahorro energético con
relación a otras energías.
• Energía segura: su instalación, construida y controlada por sistemas altamente fiables, presenta una
seguridad sin riesgos.
• Energía disponible: Llega a los lugares mas alejados por su fácil transporte desde balones hasta cisternas y
lo tendremos por muchos años mas.

COMPOSICIÓN QUÍMICA PROMEDIO DEL
GLP EN EL PERÚ SEGÚN LA TABLA 1
HIDROCARBURO FORMULA QUÍMICA %VOLUMÉTRICO A 25 ºC

Propano C3H8 12,60

Propileno CH
3 6
30,60

i - Butano CH
4 10
25,40

n - Butano CH
4 10
6,30

l - Buteno CH
4 8
12,50

Trans2 - Buteno C4H8 7,80

Cis 2 - Buteno CH
4 8
4,60

Pentano CH
5 12
0,20

COMPARACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA RESPECTO A LA
VELOCIDAD USANDO GLP Y GASOLINA DE 84 OCTANOS

ACTIVIDAD Nº 01
SISTEMAS DE
ALIMENTACIÓN DE
COMBUSTIBLE

MOTOR GASOLINERO CON CARBURADOR

TIPOS DE MOTORES A INYECCIÓN
ELECTRÓNICA

MOTOR GASOLINERO CON
INYECCIÓN ELECTRÓNICA

INYECCIÓN DIRECTA DE GASOLINA

ESQUEMA DE ALIMENTACIÓN DE
MOTOR OTTO INYECTADO

CIRCUITO DE CONTROL ELECTRÓNICO

SISTEMA DE
ALIMENTACIÓN DIESEL

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN
DIESEL

ACTIVIDAD Nº 02
NORMATIVIDAD PARA
CONVERSIÓN DE
MOTORES A GLP/GNV

Los vehículos originalmente diseñados para la combustión de gasolina que sean convertidos a
combustión de GLP o sistema bi-combustible (gasolina/GLP) deben cumplir como mínimo las
siguientes especificaciones:

1.1 Los tanques de combustible para GLP deben ser fabricados cumpliendo los requisitos establecidos
en la NTP 321.115, mientras no exista la NTP específica para tanques de combustible para GLP de uso
automotriz.

1.2 Los equipos y accesorios utilizados en las conversiones para uso de GLP deben cumplir con lo
dispuesto en la Norma Técnica Peruana NTP 321.115, de acuerdo a lo siguiente:

1.2.1 El reductor-vaporizador debe contar con sistema de seguridad para el corte de combustible de
manera automática en caso de que el motor deje de funcionar (electro válvula de corte).

1.2.2 El tanque de combustible para GLP debe contar con una multiválvula instalada en una sola copla
que incluya los siguientes elementos: válvula de llenado con válvula de retención; un limitador
automático de carga al 80%; una válvula de exceso de presión (válvula de alivio); indicador de nivel de
líquido de GLP y una válvula de exceso de flujo.

1.2.3 El vehículo convertido a GLP debe contar con una válvula remota de llenado, instalada de acuerdo
a lo estipulado por la NTP 321.115.

1.2.4 Las tuberías y mangueras empleadas para la conducción de GLP, gasolina y agua deben cumplir
con las exigencias establecidas en la NTP 321.115.

1.3 El montaje de los equipos y accesorios utilizados en la conversión para uso del GLP debe efectuarse
cumpliendo los requisitos establecidos en la NTP 321.116.

RESOLUCION DIRECTORAL N° 3990-2005-MTC-15

REQUICITOS PARA LA CONVERSION DE
UN VEHICULO A GLP Y/O GNV
1. Medir la compresión del motor, que no debe de tener
menos de 135 psi.
2. No debe estar consumiendo aceite ni el humo emitido
por el tubo de escape ser de manera exagerada
3. Debe estar en buen estado el sistema de encendido
del automóvil ( bujías, cables, bobinas, etc )
4. El sistema de refrigeración debe estar optimo (
radiador , mangueras de agua, etc )
5. Los elementos de purificación del aire deben estar
limpios ( filtros )

ACTIVIDAD Nº 03
KITS DE ALIMENTACIÓN
DE GNV/GLP

JUEGO “GPL CONVENCIONAL“EN UN AUTO A
CARBURADOR

(1) Reductor vaporizador
(2) Válvula solenoide GLP
(3) Mezclador
(4) Regulador de máximo
(5) Relays
(6) conmutador

KIT DE GLP PARA MOTOR CARBURADO

TOMA DE CARGA DESPLAZADA
Esta toma va situada en el exterior del vehículo, va conectada al depósito de gas y
la misma va situada en un lugar protegido y escondida (dentro de la tapa de
combustible de gasolina o en el parachoques trasero del vehículo).
Esta válvula de llenado dispone de una válvula de retención, evitando el reflujo
una vez finalizado el suministro de gas.
Esta puede estar colocada en la aleta lateral del vehículo o incluso en la aleta
inferior. Para abastecerse en este caso hay que retirar el tapón de protección de
plástico (si es que está presente) y enganchar la pistola de carga.
Es importante, antes de enganchar el boquerel que certifiquemos que nuestra
toma de carga es la adecuada a dicho boquerel, en caso contrario debemos
instalar el correspondiente adaptador para poder suministrarnos.
Cuando el nivel del gas llega al 80%, la válvula
cierra el paso del gas, impidiendo que se
produzca un sobre llenado. Esto se notará porque
el surtidor dejará de correr, además de sentirse el
cierre de la válvula. Es en este momento cuando
hay que dejar de presionar el botón de puesta en
marcha.

DEPÓSITO DE GAS
 Existen dos tipos de depósitos en función de su forma, cilíndrico y toroidal. El
primero ocupa una parte del maletero y normalmente suele ir situado al fondo
del mismo y el segundo, ocupa el lugar que ocupa la rueda de repuesto.
 En ambos casos el depósito está realizado en acero de alta resistencia, tratado
térmicamente y ensayados para presiones de hasta 30 bar. Esta presión es
mucho más alta que la presión operativa que suele variar entre 2 y 15 bar.
 Como medida adicional de seguridad y para preservar aún más el depósito,
este solo se puede llenar hasta un 80% de su capacidad volumétrica.

ELEMENTOS DEL DEPÓSITO
 Caja estanca: Cierra
herméticamente por
encaje el pequeño
habitáculo sobre el
depósito, donde van
instaladas las válvulas y
el indicador de nivel.

 Válvula de alimentación
con válvula de retención:
Alimenta el gas en fase
líquida al evaporador-
regulador.

 Válvula de seguridad de
alivio o de sobrepresión:
Hace imposible que la
presión suba dentro del
depósito, más allá del valor
fijado.

 Válvula de máximo nivel de
llenado: esta equipada con
un mecanismo de corte
que garantiza que el nivel
de llenado no sobrepase el
80%.

 Indicador de nivel del
líquido: es un medidor
magnético de nivel de líquido
con señal en el tablero de
instrumentos, que permite tener
conocimiento sobre la reserva de
combustible existente en el
tanque.
 Limitador de exceso de
flujo: cierra el flujo de gas, en
caso de que por causa de accidente
se produzca un flujo excesivo de gas
hacia el motor.

 En la gráfica observamos el
conjunto del tanque

FUNCIONES DE LA MULTIVÁLVULA
1º Indicador de nivel del líquido: es un
medidor magnético de nivel de líquido con
señal en el tablero de instrumentos, que
permite tener conocimiento sobre la
reserva de combustible existente en el
tanque.
2º Limitador de exceso de flujo: cierra
el flujo de gas, en caso de que por causa
de accidente se produzca un flujo excesivo
de gas hacia el motor.
3º Válvula de seguridad de alivio o de
sobrepresión: Hace imposible que la
presión suba dentro del depósito, más allá
del valor fijado.
4º Válvula de máximo nivel de llenado:
esta equipada con un mecanismo de corte
que garantiza que el nivel de llenado no
sobrepase el 80%.

ELECTROVÁLVULA DE GLP
La electroválvula, desarrolla una función de
seguridad muy importante en todo el
funcionamiento del equipo de gas, actuado
como cierre del flujo de gas, en caso de
que el motor deje de funcionar de forma
accidental (un accidente por ejemplo),
incluso con la llave de contacto insertada.
La misma va posicionada en el
compartimiento del motor, y la función de
dicho dispositivo es la de permitir abrir o
cerrar de forma automática el autogas
desde el depósito hasta el motor.
Dicho elemento lleva incorporado un filtro para retener las posibles impurezas que
puedan aparecer.

VÁLVULA ELECTROMAGNÉTICA DE GASOLINA
 Similar a la de GLP, incorpora
un mecanismo de leva con una
pequeña palanca que permite
el paso de gasolina
manualmente funcionando
sólo el de gasolina, en caso de
avería eléctrica

EVAPORADOR
REDUCTOR
Este dispositivo también va
situado en el compartimiento del
motor. La función de dicho
dispositivo es reducir la presión
en cada momento a los valores
necesarios en cada momento del
funcionamiento del motor, así
como aprovisionar el intercambio
térmico necesario para la total
evaporación del autogas.

Estos evaporadores-reductores
varían en función de la potencia
del vehículo, siendo necesario un
vaporizador de mayor caudal
para motores de mayor potencia.

1 - 2 - 3: Reductor de presión y vaporizador
para gas licuado

MEZCLADOR
 El mezclador o llamado también unidad de mezcla
es un componente del sistema de conversión de
gas licuado de petróleo (GLP) que es capaz de
reunir en proporciones adecuadas el aire
proveniente del filtro de aire con la succión de GLP
que proviene del reductor-vaporizador, para
suministrar una cantidad de mezcla carburante
requerida en la cámara de combustión del motor y
así garantizar el buen funcionamiento de este.
Este componente esta compuesto principalmente por 2 piezas: cuerpo principal o
carcasa, y una tobera (Venturi).

El cuerpo principal es diseñado de tal manera que permite el alojamiento del
Venturi, y este último, quede en forma coaxial con el tubo de entrada del múltiple
de admisión del motor. El cuerpo principal se construye generalmente de aluminio,
y además, Se instala entre el filtro de aire y la válvula de mariposa .

MEZCLADOR
 El Venturi (Ver figura) es la parte que mezcla
el GLP con el aire en las proporciones
adecuadas para cualquier régimen de carga
del motor. Tiene el mismo principio dinámico
de flujo que los carburadores convencionales,
esto quiere decir, que el flujo de GLP, que
proviene a través del conducto que recibe el
gas desde el reductor-vaporizador, llega a
ingresar al Venturi por la depresión que existe
en la garganta. Además, se sabe que el flujo de
aire ingresa a la cámara del motor debido a la
succión provocada por la carrera descendente
del pistón en el proceso de admisión, que se
desarrolla desde el ingreso al mezclador y se
acelera al pasar por la garganta del Venturi,
con lo que se obtiene una presión negativa
(succión) en dicho punto.

DIFERENCIA ENTRE LOS MEZCLADORES

 La construcción de los
mezcladores difieren
según el tipo de sistema
de alimentación y puede
ser como se muestra.
 Arriba; mezclador para
carburador.
 Abajo; mezclador para
inyección electrónica
Monopunto.

CONMUTADOR
Es el selector que permite la elección del carburante que deseamos utilizar, gasolina
o GLP. Este selector va situado en el panel frontal del vehículo, de forma que esté
visible y accesible para el conductor.
Este conmutador tiene además la función de indicar el nivel de carburante en el
depósito, emitiendo una señal sonora cuando este se ha quedado vacío.
En este último caso la conmutación para que el vehículo utilice gasolina es
automática. El conductor no percibe nada en el tipo de conducción que realiza
cuando se produce dicho cambio, motivo por el cual, se le añade de una señal
acústica de aviso y una señal luminosa en dicho conmutador de parpadeo. Para
apagar dicha señal, el conductor debe pulsar el conmutador.

Normalmente el conmutador tiene 4 LED
verdes indicando la cantidad de gas que
hay en el tanque:
4 LED=4/4 3 LED=3/4
2 LED=2/4 1 LED= 1/4
La indicación de reserva está señalada por
el encendido parpadeante del primer LED
verde.
En algunos conmutadores se encuentra un
especial LED rojo que señala la reserva.

ACCESORIOS DE ACOPLAMIENTO
 Racord: llegan en diversos  Mangueras de baja presión:
tamaños, de acuerdo a la Permiten el paso del
presión de trabajo y al vaporizador del GLP al
conducto de acople. sistema de alimentación.

 Mangueras de alta presión:  Mangueras de agua:
Transportan el GLP líquido Transportan el agua
del tanque al vaporizador. caliente del motor al
vaporizador.

MANGUERAS DE GLP Y SUMINISTRO DE ALTA

-Las mangueras que conducen el GLP, son fabricadas exclusivamente para este uso. El material del que
están hechas es un material especial, resistente al combustible orgánico; por lo tanto no deben ser
sustituidas por otro tipo de manguera que no haya sido designada, de fábrica.
-Las mangueras de GLP llevan, por reglamento, inscritas en su exterior «manguera de GLP».
-El suministro de alta, tiene que ser totalmente regulable en su máxima y mínima abertura y para una mejor
eficiencia debe tener el mismo diámetro que la manguera de GLP.
-Las mangueras de GLP deben estar situadas entre el reductor y el mezclador, su función es la de trasladar
GLP de baja presión desde el reductor hasta el suministro de alta y de este al mezclador.
-Estas mangueras deben ir aseguradas con abrazaderas.
-Todo este sistema de mangueras no debe ser muy extenso, por lo cual el reductor deberá de ser instalado lo
mas cerca posible al mezclador.

ALIMENTACION DE GLP EN UN MOTOR DE INYECCIÓN
ELECTRÓNICA MONOPUNTO

ALIMENTACION DE GLP EN UN MOTOR DE INYECCIÓN
ELECTRÓNICA MULTIPUNTO

EQUIPOS GLP DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA SECUENCIAL
PARA MOTORES DE 3-4-5-6-8 CILINDROS

FILTRO FASE GASEOSA
Este elemento que también va posicionado
en el compartimiento del motor tiene la
importante tarea de retener las eventuales
impurezas del gas, salvaguardando el
funcionamiento de los inyectores, va
situado después del evaporador–reductor.

RAÍL E INYECTORES
Raíl, es el elemento sobre el que se alojan
los inyectores de gas. La función del
mismo es la de poder distribuir de forma
uniforme el carburante gaseoso en cada
inyector.
El inyector, es de tipo electromecánico, y
tiene la tarea de suministrar la cantidad
precisa de gas a una determinada presión
e inyectarlo en el colector de aspiración.

La elección del inyector adecuado va en función de la potencia por cilindro
necesaria, así como del evaporador-reductor instalado. Los equipos marca BRC,
tienen tres tipos o modelos, que en el caso de motores no turbo alimentados se
definen de la siguiente manera:

• Normal Type (entre 17 kW y 23 kW por cilindro)
• Max Type (entre 26 kW y 30 kW por cilindro)
• Super Max Type (entre 35 kW y 42 kW por cilindro)

UNIDAD ELECTRÓNICA DE CONTROL
Es el cerebro de todo el sistema, y permite
desarrollar, según el equipo instalado,
varias operaciones que van desde la
simple conmutación de un carburante a
otro a sofisticadas gestiones de control de
la carburación, por ejemplo del diagnóstico
del control de las emisiones.
Todas las centralitas están provistas de la
función Safety – Car, que en caso de
apagado accidental del motor, hasta con la
llave de contacto insertada, cierra las
electroválvulas para prevenir cualquier
escape de gas.

SENSOR DE PRESIÓN Y TEMPERATURA
El sensor de temperatura y gas puede ir instalado en el propio raíl de inyectores y
tiene la función de transmitir esos valores a la centralita electrónica del vehículo que
junto con otros datos, permitirá a los inyectores, alimentar la cantidad adecuada de
gas.

 Sensor de presión; Toma
datos de la presión del
colector de aspiración del
vehículo y la presión del
gas en el reductor y los
transmite a la centralita.

ACTIVIDAD Nº 04
MONTAJE Y
FUNCIONAMIENTO DEL
KIT DE GLP.

ACTIVIDAD Nº 05
PRUEBAS DE
FUNCIONAMIENTO
FUNCIONAMIENTO DEL
KIT DE GLP.

SONDA LAMBDA
 Se instala en los vehículos que tienen catalizador, para avisar en forma constante al
ordenador la relación de mezcla, y poder regular el aporte de gasolina y conseguir
que el motor funcione correctamente y el catalizador realice su función.
 ¿COMO ES LA SONDA LAMBDA?
Se compone de un dispositivo con dos sensores, uno en contacto con los gases de
escape y el otro con el aire exterior, cuando la cantidad de oxígeno no es la misma,
por intermedio de dos electrodos se produce una diferencia de potencial que es
advertida por la computadora que lo usa como factor de corrección del tiempo de
inyección. De modo que mantiene constante la relación aire/gasolina como lo
requiere el catalizador.
El nivel de emisión de SO4H2 (ácido sulfúrico) puede ser disminuido a través
de los siguientes factores: "OLOR A AZUFRE“
Control de relación aire/combustible: elimina la operación del motor en condiciones
de mezcla rica y 500ºC de temperatura o más.
Cambios del reactivo cada 80.000 Kilómetros

¡Cuidado con la Gasolina con plomo!
Basta solamente un poco de nafta con plomo para arruinar el convertidor catalítico
definitivamente y anular totalmente su funcionamiento. Luego de un error así será
necesario el recambio del mismo y una limpieza profunda de motor, carburador,
tanque de combustible, múltiples y todos sus conductos de aire o combustible.

CONDICIONES PARA QUE FUNCIONE
CORRECTAMENTE LA SONDA LAMBDA
La proporción entre la cantidad de aire y combustible que se introduce en la cámara se
ajustará a limites establecidos 14,5/1 (Limite Lambda:1).
Los motores con mezclas pobres de lambda mayor a 1 son más económicos pero emiten
mucha mayor concentración de N2O3 (TRIOXIDO DE DINITROGENO). Los niveles
ricos (lambda menor a 1) emiten más hidrocarburos incombustos y CO (monóxido de
carbono, una de las sustancias más tóxicas).
La temperatura debe ser mayor a 250º C para que se produzca la catálisis y el dispositivo
sea efectivo. Se diseña al catalizador con un calefactor auxiliar para garantizar que la
temperatura llegue a ese rango antes de 90 segundos.
Con mezcla rica y mas de 500º C se remueve el azufre depositado en el interior del
dispositivo, produciendo ácido sulfúrico de olor fuerte y desagradable, que a niveles
superiores a 10 ppm es muy dañino para la salud. El umbral del mal olor está muy por
debajo de esos niveles, así el usuario puede detectar el problema sin arriesgar su salud,
y al menor indicio de mal olor llevar su unidad al especialista.

¡Atención en los autos usados!
Al colocar un convertidor catalítico en un auto usado con carburador, hay que asegurar
la exacta dosificación de oxigeno y controlar que la temperatura no supere los 400
grados. Si esto no se cumple, el dispositivo no funcionará.

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