Conversión a GNC de flotas de vehículos

Contenido
1) Distribución de Gas Natural en Argentina
2) El gas natural como combustible vehicular
3) Ventajas del GNC como combustible
4) Elementos principales de un sistema de conversión a GNC
5) Marco Legal y Regulatorio

 

1. Distribución de Gas Natural en Argentina

En la actualidad el gas natural comprimido (GNC) se encuentra ampliamente difundido en Argentina. Se encuentra entre los países con mayor parque automotor y red de estaciones de carga del mundo siendo pioneros en innovación y tecnología aplicada a la utilización.

El gas natural se transporta en fase gas a través de un tendido de gasoductos estatales que se encuentran interconectados a lo largo del territorio nacional, bajo licencia a cargo de las empresas transportadoras. Las ramas principales de la red son denominadas conductos principales o red de transporte, se encuentran diseñadas para conducir grandes volúmenes de gas a presiones elevadas.

Se denominan arterias a los tramos de tubería que partiendo de diferentes puntos de la red, llevan el gas hasta las estaciones de regulación, donde se reduce la presión del gas y se lo filtra para eliminar partículas que pudieran haberse incorporado durante el transporte.

Finalmente, las redes de distribución son aquellas que nacen en las estaciones de regulación y se conectan con las instalaciones de regulación de los usuarios. Estas últimas se encuentran operadas por diferentes empresas privadas.

La presión de gas que puede llegar a un hogar es de entre 3 a 8 bar, mientras que a una estación de carga de GNC puede variar entre 5 a 40 bar.

 

2. El gas natural como combustible vehicular

Para su aprovechamiento y utilización vehicular en Argentina, se utiliza el gas natural comprimido a una presión de 200 bar, como sustituto total o parcial de un combustible tradicional. La razón de comprimir el gas radica en aumentar la cantidad que puede ser almacenada dentro de un tanque y de esta forma aumentar la autonomía de un vehículo. Antes de incorporarse al motor, existe un sistema mecánico y electrónico que se encarga de reducir esta la presión hasta la necesaria.

País Cantidad de vehículos Estaciones de carga
Iran 4.068.632 2.268
China 3.994.350 6.502
Pakistan 3.700.000 2.997
Argentina 2.487.349 1.939
India 1.800.000 936
Brasil 1.781.102 1.805
Italy 885.300 1.060

Ranking mundial de GNC (Fuente: NGV Journal 2018)

 

3. Ventajas del GNC como combustible

a) Precio: Posee un valor significativamente menor al de la nafta o diesel.

b) Una red de carga de gas bien distribuida: El combustible es limpio, abundante y bastamente distribuido en Argentina.

c) Brinda flexibilidad de combustible al vehículo: El disponer de un combustible secundario otorga mayor flexibilidad para enfrentar problemas relacionados con el abastecimiento de uno de los dos combustibles.

d) Incremento de autonomía. La incorporación de más cantidad de combustible almacenada en la unidad proporciona la capacidad de realizar una distancia mayor antes de tener que recargar por completo.

e) Problemas de contaminación: No puede ser adulterado. Mantiene una composición química controlada desde el origen hasta el usuario. No se producen contaminaciones por un incorrecto almacenamiento o transporte. Por otra parte, el combustible líquido es más propenso a errores de contaminación cruzada, es decir, la carga errónea de diesel o nafta.

f) Mayor eficiencia de combustión: Debido a que el GNC se encuentra en estado gaseoso a temperatura ambiente, no hay involucrada una pérdida energética de vaporización. Es más efectivo para cubrir el volumen del cilindro.

g) Reducción de emisiones: Equipamientos de última generación con sistemas de control avanzado de inyección y combustión, producen una reducción importante de CO2.

 

4. Elementos principales de un sistema de conversión a GNC

La conversión de motores para funcionar además con gas natural comprimido, requiere una serie de modificaciones al motor y la incorporación de elementos necesarios para su funcionamiento.

Estos llamados equipos o kits de conversión se encuentran en permanente evolución, a lo largo de los años la industria va presentado innovaciones en materiales y tecnologías que acompañan el avance en la tecnología automotriz, y han alcanzado un nivel de sofisticación que permite la alternancia entre gas natural y diesel o nafta, sin que el conductor pueda percibirlo en el rendimiento.

4.1 Gas natural comprimido

El único lugar habilitado para el abastecimiento de gas natural comprimido son las estaciones de carga.

La presión máxima establecida para la carga en estaciones no puede superar los 200 bar.

La unidad de medida del gas natural es el metro cúbico, unidad sobre la que se fija el precio y se calcula el monto a cobrar luego de la carga.

4.2 Tanque de almacenamiento

En el vehículo, el GNC se encuentra contenido dentro de tanques preparados para soportar altas presiones. Los tanques de GNC están diseñados para soportar una presión normal de trabajo que varía desde los 10 hasta los 200 bar. Su objetivo principal apunta a contener el Gas Natural Comprimido de forma segura.

4.3 Válvula de cilindro

Se encuentra ubicada en la boca del tanque de almacenamiento. Consiste en una válvula de cierre manual que permite el cierre completo del cilindro.

Cuenta además con la posibilidad de corte eléctrico independiente, comandado por la Unidad Electrónica de Control que cierra la válvula cuando el vehículo no se encuentra funcionando con GNC.

En cuanto a seguridad, cuenta con un disco de estallido con fusible térmico, un tapón de metal que sirve de fusible para venteo automático en caso de sobrepresión y una válvula de retención por exceso de flujo, que se activa frente a pérdida importante en cualquier punto del circuito de alta presión, como rotura de la cañería, fisuras, etc.

4.4 Válvula de carga

Su objetivo principal es funcionar como una válvula antirretorno permitiendo el flujo de gas en un único sentido, es decir, desde el pico de carga hacia el tanque de almacenamiento. Posee un orificio en el que se coloca el pico de carga en la estación de servicio.

Las características de los picos de carga se encuentran normalizados y varían para cada país, siendo en Argentina la norma NGV 1.

Además cuenta con la posibilidad del cierre manual, y posee sistema de despresurizado.

4.5 Manómetro

El manómetro es un instrumento mecánico que mide la presión del tanque de almacenamiento. Posee unos sensores ópticos que traducen la posición de la aguja en señales eléctricas que transmite a la unidad electrónica de control.

4.6 Regulador de presión

Debido a que la presión proveniente del tanque de almacenamiento posee un amplio rango de valores, la función de este componente es reducir la presión y mantener la misma en un valor constante.

4.7 Rampa de inyección e inyectores

El riel de inyectores proporciona una presión y caudal de gas pareja a lo largo del manifold de inyección.

Se cuenta con un inyector por cada cilindro, que suministran una cantidad precisa de gas al múltiple de admisión en un momento determinado, comandados por la unidad electrónica de control.

4.8 Unidad electrónica de control

Trabaja en conjunto a la computadora del vehículo.
Recibe la información dirigida a los inyectores originales del motor y calcula en base a diferentes lecturas el equivalente de combustible en gas natural a inyectar de forma secuencial.

 

5. Marco Legal y Regulatorio

La entidad que fija el marco regulatorio en Argentina es el Ente Nacional Regulador del Gas (ENARGAS).

ENARGAS establece las características que deben cumplir los dispositivos utilizados en vehículos accionados con GNC, así como también los elementos involucrados en su infraestructura, estaciones de carga de GNC y talleres de instalación.