Emisiones- Tecnología
Reinventando el aire puro
Durante un largo tiempo, los fabricantes de motores han estado ocupados asegurándose de que la siguiente generación de motores de gasolina y diesel cumpla todos los exigentes estándares internacionales exigidos de ellos.
La Agencia de Protección Medioambiental (EPA) y la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) están planeando unos requerimientos de emisiones más exigentes para los motores diesel de servicio pesado. Se espera que estos nuevos estándares entren en vigor paso a paso para el año 2007; éstos fueron ideados en respuesta a las preocupaciones sobre los riesgos contra la salud de las emisiones de materias particuladas. Los límites de óxido de nitrógeno (NOx) permitido serán reducidos en un 50% extra en octubre de 2002.
En los Estados Unidos, el primer obstáculo es el Nivel 2 y, después, el Nivel 3, mientras que en Europa y en otras partes, los fabricantes tienen que hacer frente a las directivas de la Etapa II y Etapa III anticipada.
Comparado con los motores de diesel antiguos, las unidades de hoy día son mucho más potentes, tienen una proporción más ligera de potencia a peso, son más silenciosas y más eficaces en cuento al consumo de combustible. Ahora, ofrecen también una reducción en las emisiones.
Con las ventas de motores representando un 35% del negocio total y generando unos ingresos de 20.000 millones de dólares norteamericanos, el mercado de los motores es un importante segmento para Caterpillar. Produce un total de 500.000 unidades al año aproximadamente y ha gastado más de 250 millones de dólares norteamericanos desarrollando su última familia de motores.
Como líder del mercado de motores para camiones, sistemas de energía eléctrica y los sectores marítimo e industrial, Caterpillar ha introducido recientemente una nueva línea de motores industriales diesel de servicio medio y pesado, la gama del modelo-C, que cumple la normativa más exigente de emisiones Nivel 2 / Etapa II establecidas para los años 2001 y 2002.
El punto culminante de estos nuevos motores es el C-9 sobrealimentado de 8,8 litros y seis cilindros, utilizando el exclusivo Sistema de Control Electrónico ADEM III, de Caterpillar.
Mak Mirhakimi, director comercial de motores industriales de Caterpillar SARL, describe este nuevo motor: “El C9 pesa 680kg y es un 30% más ligero que su predecesor, el 3306, y consume un 10% menos de combustible a la misma potencia. Contiene un HEUI-B (Inyector de la Unidad Electrónica Hidráulicamente Controlada), que suministra el combustible a través de aceite a alta presión y la electrónica, reduciendo así el número de componentes. Una mejora en la eficacia de los sistemas de refrigeración y lubricación permite unos intervalos de cambio de aceite estándar de 500 horas.
“La reducción de peso se ha conseguido a través del recambio del regulador mecánico por una versión electrónica, un nuevo diseño de motor, además de a través de la nueva tecnología de material. Evidentemente, unos estándares sobre emisiones cada vez más estrictos estimulará la innovación tecnológica, lo que culminará en unos beneficios adicionales para los clientes.”
En cuanto al futuro, las próxima generación de motores de Caterpillar se basará en el sistema ACERT (Tecnología Avanzada de Reducción de Emisiones de Combustión) para cumplir los futuros estándares de emisiones Nivel 3 / Etapa III anticipada. El Grupo de Investigación y Desarrollo de Caterpillar, con base en Illinois, Estados Unidos, consiguió este “adelanto en la tecnología de emisiones”.
Al contrario que sus competidores, los motores Cat cumplirán la normativa sobre emisiones Nivel 3 / Etapa III anticipada sin utilizar los sistemas de Recirculación de Gas de Escape Refrigerado (EGR).
La tecnología ACERT mejora el rendimiento de combustión del motor, reduce las emisiones y los ruidos, mejora el rendimiento del motor y, además, tiene la capacidad de eliminar el olor de los gases de escape sin afectar la fiabilidad y durabilidad del motor.
Cat fabrica muchos de sus propios componentes y esto significa que puede integrar éstos en la tecnología de sus motores. Para cumplir el reto de la Etapa II, ha integrado controles electrónicos avanzados, sistemas de inyección de combustible y aire-a-aire después de la refrigeración (ATAAC).
Aprovechando la tecnología de Caterpillar, ACERT combina la avanzada tecnología de combustión, los sistemas de combustible de la próxima generación, los controles electrónicos integrados avanzados y pos-tratamiento para mejorar todavía más el que ya considera uno de los motores más limpios del mundo.
Según Mirhakimi, la solución EGR implica numerosos componentes adicionales, que no sólo influyen en la durabilidad y fiabilidad, sino que también hacen los costes de instalación bastante más altos y más complejos.
Mirhakimi dijo a World Highways que, a largo plazo, los niveles de emisiones parecen ser cada vez más estrictos, y los fabricantes de motores continuarán desarrollando unos motores cada vez más eficientes y ecológicos.
Sin embargo, futuras reducciones en las emisiones también dependerán del progreso en el desarrollo de aceites y combustibles que contengan menos contaminantes. Los aceites y combustibles son esenciales para el buen funcionamiento del motor y, como tales, son parte del problema, además de serlo de la solución.
Cat ha introducido nuevos modelos en las clases de potencia 130 a 560kW, que cumplen la normativa europea de las emisiones de la Etapa II. Incluyen los primeros modelos en la nueva familia 300C de excavadoras hidráulicas y cinco nuevas cargadoras de ruedas tamaño medio de la serie II.
Detección de humos de escape
AL CONTRARIO QUE la mayoría del equipo utilizado para medir las emisiones de vehículos hoy día, los dispositivos de detección remota (RSDs) no necesitan estar físicamente conectados al vehículo.
El concepto de una herramienta eficiente para controlar la flota de vehículos e identificar a los peores contaminadores tiene un gran atractivo como un cumplido a los programas tradicionales de control de emisión de fuentes móviles.
La velocidad y la aceleración también se miden para determinar las características operacionales del vehículo y reducir los errores encontrados en la operación de fuera de ciclo. Se graban las imágenes de la matrículas y de la parte posterior del vehículo, junto con los datos respectivos relacionados con las emisiones de los vehículos.
MD LaserTech ya ha introducido el inspector UVOp, un vanguardista sistema que medirá tanto los gases como la materia particulada que se encuentra normalmente en los humos de escape de los vehículos impulsados por motores diesel o de gasolina.
El equipo MD LaserTech está basado en la tecnología de láser de diodo sintonizable (TDL). Al contrario que con los métodos presentes, en los que los vehículos están parados cuando se prueban, y, por lo tanto, no dando una lectura verdadera, LaserTech es un sistema de medida
directa en carretera.
Las lecturas de las emisiones, velocidad y aceleración están incorporadas en un único instrumento y registrados en una cadena de datos fotográficos. También existe la opción de registrar la temperatura, la velocidad y la dirección del viento.
El nuevo equipo incorpora parte de las más avanzadas tecnologías de la industria, incluyendo TDLs para medir los niveles de CO y CO2 y la espectroscopia ultravioleta para el análisis de HC y de NOx. Además, al medir los particulados como un porcentaje de CO2 e independiente de la proporción de aire a combustible, el UVOp registrará con precisión la materia particulada emitida de hasta diez micrones o más con la única excepción de las más pequeñas de las partículas en la longitud de onda de los rayos X.
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Investimento em ar puro