Biodiesel: Los aspectos mecánicos en los vehículos - Centro Nacional de la Producción más Limpia
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Biodiesel: Los aspectos
mecánicos en los vehículos
Por
Erwan BERNARD
Técnico en Motores
Preparado para el
Centro Nacional de la Producción más Limpia
1
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crINDÍCE
Lista de las tablas ................................................................................................. 3
Introducción .......................................................................................................... 4
1. Efectos en el motor ............................................................................................ 5
emisiones ................................................................................................... 5
opacidad .................................................................................................... 6
consumo, potencia, torque ........................................................................ 6
ejemplos .................................................................................................... 6
100% de Biodiesel .......................................................................... . 6
20% de Biodiesel ............................................................................ . 7
observación ............................................................................................... 8
2. Efectos en la bomba y los inyectores ................................................................. 8
lubricidad ............................................................................................. .... 8
compatibilidad de materiales ................................................................ ... 10
comportamiento a temperaturas bajas ................................................... ... 10
estudios .................................................................................................. .. 11
3. Efectos en el aceite ............................................................................................ 12
ejemplos .................................................................................................... 13
4. Efectos en la durabilidad .................................................................................... 14
pruebas de durabilidad hechas por Volkwasgen ....................................... 14
otras pruebas de durabilidad ..................................................................... 15
5. Estándares y garantías ........................................................................................ 15
especificaciones del Biodiesel en los EEUU ............................................ 16
resumen de las garantías ........................................................................... 16
6. Conclusión......................................................................................................... 17
sugerencias de pruebas ............................................................................. 19
Referencias ........................................................................................................... 21
Apéndice A ........................................................................................................... 22
Apéndice B ............................................................................................................ 28
2
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crLISTA DE LAS TABLAS
Tabla:
1. Emisiones medias del Biodiesel comparadas al Diesel convencional ...... 5
2. Resultados de la lubricidad del Biodiesel mezclado con 2 diferentes
Diesel, usando el método HFFR ............................................................... 8
3. Resultados de la lubricidad del Biodiesel mezclado con 2 diferentes
Diesel, usando el método BOCLE ............................................................ 9
4. Punto Nube del Biodiesel con diferentes concentraciones de Diesel #2 .. 11
5. Características del motor Volkswagen 1.6L, inyección indirecta ............. 14
6. Especificaciones del Biodiesel en Estados Unidos ................................... 16
7. Resumen de las garantías existentes para vehículos funcionando con
Biodiesel ................................................................................................... 16
8. Biodiesel B20 comparado con el diesel .................................................... 18
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crINTRODUCCIÓN
Los biocombustibles toman cada vez más relevancia en el mundo pues están considerados
como combustibles alternativos limpios con el hecho de provenir de una fuente renovable.
En este reporte se estudiará el interés de este combustible y en particular, el biodiesel y los
efectos de este en diferentes aspectos.
• Efectos en el motor.
• Efectos en la bomba y los inyectores.
• Efectos en el aceite.
• Efectos en la durabilidad.
• Efectos en la garantía.
El Biodiesel es un combustible producido a partir de materias de base renovables, como los
aceites vegetales, que se puede usar en los motores diesel. Químicamente constituyen
ésteres de alquilo, de metilo y de etilo, con cadenas largas de ácidos grasos. Estas cadenas,
al estar oxigenadas, le otorgan al motor una combustión mucho más limpia.
Se encuentra registrado como combustible y como aditivo para combustibles en la Agencia
de Protección del Medio Ambiente (Environment Protection Agency, EPA) en los Estados
Unidos.
Este éster puede ser producido a partir de distintas fuentes de aceite, tales como, soja, colza,
girasol, maní, palma y grasas animales.
El biodiesel puede ser utilizado puro (B100) o mezclado con el diesel de petróleo en
diferentes concentraciones. Por ejemplo, B20 significa una mezcla con 20% de biodiesel y
80% de diesel de petróleo y es la mezcla más utilizada en nuestros días. Con cantidades
inferiores a 5% de biodiesel, la mezcla es considerada como aditivo y la mezcla puede ser
hecha con petrodiesel #1 (keroseno) o #2 (diesel con bajo nivel de azufre) .
Una de las ventajas del biodiesel es que se puede usar con los motores existentes sin hacer
o con pocas modificaciones.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.cr1. EFECTOS EN EL MOTOR (rendimiento, potencia, emisiones)
Numerosas investigaciones fueron hechas sobre el uso del Biodiesel, puro o mezclado, con
el fin de conocer los efectos de este en las características típicas del motor como lo son las
emisiones, la potencia, el consumo, etc.
Emisiones:
Tabla 1: Emisiones medias del Biodiesel comparadas al Diesel convencional:
Tipo de emisión B100 (%) B20 (20%)
Hidrocarburos totales sin quemar (HC) -68 -14
Monóxido de carbono (CO) -44 -9
Partículas en suspensión (PM) -40 -8
Sulfatos -100 -20
Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) -80 -13
Hidrocarburos aromáticos policíclicos -90 -50
nitrogenados (nPAH)
Potencial de destrucción de la capa de ozona -50 -10
Óxidos de nitrógeno (NOx) +6 +1
Fuente: página web “www.biodiesel.org”
El potencial de destrucción de la capa de ozono del Biodiesel es menor que lo del diesel:
esta cifra es cercana de 50%.
Las emisiones de sulfatos y óxidos de azufre son eliminados con el Biodiesel puro.
Estos son componentes principales de la lluvia ácida y se ligan a la formación de partículas
(principalmente por el contenido de azufre y el contenido de componentes aromáticos
pesados).
Las emisiones están reducidas con el uso del Biodiesel. Ensayos muestran que el uso del
Biodiesel en los motores diesel provocan una importante reducción de los hidrocarburos
totales sin quemar, del monóxido de carbono y de las partículas en suspensión. Las
emisiones de los óxidos de nitrógeno están similares o aumentan ligeramente.
Monóxido de carbono: Las emisiones del monóxido de carbono (gas venenoso) del
Biodiesel son, en promedio, 44% más bajas que las generadas por el diesel.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crPartículas en suspensión: Fue mostrado que respirar las partículas supone un riesgo
para la salud (pueden ser cancerígenas). Las emisiones de las partículas en suspensión del
Biodiesel son, en promedio, 40% más bajas que las generadas por el diesel.
Hidrocarburos totales sin quemar: Las emisiones de los hidrocarburos totales sin
quemar (factor contribuyendo a la formación del “smog” y de la ozono) son, en promedio,
68% más bajas que las generadas por el diesel.
Óxidos de nitrógeno: Las emisiones de óxidos de nitrógeno (factor contribuyendo a
la formación del “smog” y de la ozono) aumentan, en promedio, de 6% en comparación a
las hechas por el diesel.
En realidad, esas cifras dependen mucho del diseño del motor (carros, buses, maquinas de
obras públicas, etc), de la composición del combustible y de su utilización. En efecto, según
el tipo del motor, su edad, su uso, los datos varían ligeramente pero en general, la tendencia
sigue bien las cifras expuestas anteriormente.
- Opacidad: El humo negro visible al escape es menos importante al arranque con
el Biodiesel.
- Consumo, potencia, torque: En general, el uso del biodiesel a altos niveles
aumenta al consumo y reduce la potencia del motor hasta 15% en comparación a un motor
diesel porque el Biodiesel tiene un poder energético más bajo que el diesel. (121,000 Btu
comparado a 135,000 Btu para No. 2 diesel)
Pero, con mezclas inferiores a 20%, el impacto es ínfimo y el funcionamiento del motor
(consumo, potencia, torque) es similar a el del diesel N°2
Del mismo modo que para las emisiones, la tendencia general del comportamiento del
motor es esta pero en función del tipo de motor, de la composición del combustible y de su
utilización, las cifras pueden variar.
Ejemplos:
Muchos estudios han sido hechos con el fin de conocer los efectos del Biodiesel en el
motor. En la mayoría, los niveles de mezcla probados son 20% (B20) y puro (B100); es por
eso que los ejemplos mostrados abajo son con niveles de 20 y 100% de mezcla.
La Universidad de Missouri (Columbia -USA) hizo numerosas pruebas sobre el Biodiesel,
supervisadas, en gran parte, por el Señor Leon. G. Schumacher.
100% de Biodiesel (B100): (apéndice A)
Estudiaron los efectos del Biodiesel (a partir de aceite de soja) en motores Cummins 5.9L
instalados en dos Dodge pickups, uno de 1991 y el otro de 1992 con Biodiesel puro
(B100). Luego de casi 90000 km con cada vehículo, las conclusiones fueron las siguientes:
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.cr-consumo: similar a el del diesel (-4%), 9.5 km/L para el Biodiesel y 9.9
km/L para el diesel en condiciones similares de utilización.
-aceite lubricante: los análisis de aceite mostraron un desgaste normal de los
motores. Los niveles de Cromo, Cobre, Hierro, Silicio y Plomo eran más bajos o similares a
los medidos cuando los motores que funcionaban con diesel. Además, no encontraron
depósitos anormales en los inyectores, en la cabeza de los pistones, en las paredes de los
cilindros y en las válvulas.
-potencia: al principio de esta prueba, la potencia aumentaba un 3% para el
motor de 1991 y disminuía en un 7% para el motor de 1992 pero con el tiempo, los carros
produjeron menos potencia. Esto es debido al diseño del motor y a la composición del
combustible, pero se puede decir que hubo una ligera baja de la potencia usando biodiesel
B100 como conclusión.
-emisiones: para el pickup de 1991, el CO, el CO2 y la opacidad bajaron
mientras que los NOx aumentaron. Los HC no cambiaron. Para el pickup de 1992, el CO2 y
la opacidad bajaron, los HC no cambiaron. Los NOx y el CO aumentaron, si para el primer
caso citado es normal, para el segundo, no. Pero este incremento fue ligero y no mucho
diferente de las valores del diesel.
Se puede leer el reporte completo ( Cummins 5.9L Biodiesel Fueled Engines ) en el sitio
siguiente:
www.missouri.edu/~pavt0689/biofuel.html [2]
20% de Biodiesel (B20): (apéndice A)
También, estudiaron el efecto del B20 en un Ford F350 con un motor Navistar 7.3L y un
Navistar 4700LP con un motor Navistar 5.9L. Los vehículos fueron probados al principio
de las pruebas (pre-test) y luego de 6 meses de funcionamiento (post-test), las conclusiones
son las siguientes:
-consumo: en general, una reducción baja fue observada con el uso del B20.
(para el 5.9L, -1.2% pre-test y –2.4% post-test; para el 7.3L, -4.3% pre-test y 1.5%
post-test)
-potencia: para el 5.9L, la potencia aumentó (+12.8% pre-test, +9% post-
test) y para el 7.3L, la potencia bajó (-1.2% pre-test, -3% post-test).
-emisiones: Los HC y el CO bajaron pero para el 5.9L, las cifras aumentaron
entre el pre-test y el post-test para terminar al mismo nivel que las emisiones hechas
por el motor funcionando con diesel. Se puede concluir con el tiempo las emisiones
de CO pueden aumentar.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crSe puede leer el reporte completo ( Fueling 5.9L and 7.3L Navistar Engines with Biodiesel-
20 ) en el sitio siguiente:
www.missouri.edu/~pavt0689/biofuel.html [1]
Observación: Fue observado por las numerosas investigaciones que el hecho usar el
Biodiesel mezclado genera un liviano aumento de la temperatura de funcionamiento del
motor, con respecto al diesel o el Biodiesel solo, lo que puede provocar un
sobrecalentamiento de este. Hasta ahora, no se he encontrado una razón de este fenómeno y
de hecho, es recomendable averiguar el circuito de enfriamiento del motor y sobretodo el
ventilador para evitar conclusiones al respeto.
2. EFECTOS EN LA BOMBA Y LOS INYECTORES
Lubricidad:
La lubricidad es un factor importante para la durabilidad de todo componente motor, en
particular la bomba y los inyectores pues pueden estar lubricado solo por medio del
combustible. Una lubricidad pequeña supondrá un desgaste prematuro, al contrario, una
lubricidad grande reducirá el desgaste y aumentará el tiempo de vida de los componentes.
La utilización del Biodiesel aumenta y mejora la lubricidad del combustible, también con
pequeños niveles. Los fabricantes de FIE (para sus iniciales en inglés, Fuel Injection
Equipment) adoptaron el uso del HFFR (High Frequency Reciproquing Rig), ISO 12156-
2:1998, y recomiendan que el límite máximo de todo diesel en el diámetro de la marca de
desgaste (WSD, Wear Scar Diameter) sea 460 mm. Por el HFFR, entre más pequeño sea el
número, mejor es la lubricidad.
Tabla 2: Resultados de la lubricidad del Biodiesel mezclado con 2 diferentes Diesel, usando
el método HFFR*:
Porcentaje de Biodiesel con HFRR Scar (mm)
Petrodiesel Diesel #1 (Petrodiesel) Diesel #2 (Diesel con
bajo nivel de azufre)
0.0 671 536
0.4 649 481
1.0 500 321
2.0 355 322
20.0 318 316
100.0 315 314
*Pruebas efectuadas por Stanadyne Automotive Corp.
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100/index2.html”
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crPor el medio de un otro sistema, el BOCLE (Ball On Cylinder Lubricity Evaluation), la
lubricidad fue medida y los resultados confirmaron los vistos arriba. Con ese sistema, la
mayor lubricidad corresponde a un BOCLE mayor.
Tabla 3: Resultados de la lubricidad del Biodiesel mezclado con 2 diferentes Diesel, usando
el método BOCLE*:
Diesel # 2( con bajo
Porcentaje de Biodiesel Diesel #1
nivel de azufre)
con Petrodiesel BOCLE (gramos)
BOCLE (gramos)
0.00% 2200 4250
0.10% 2750 5000
0.20% 3450 5000
0.30% 3200 5550
0.40% 3500 5500
1.00% 3200 5700
10.0% 6000 6000
20.0% 6000 6000
100% 6000 6000
* Pruebas efectuadas por Engineering Testing Services
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100/index2.html”
En estos cuadros, podemos ver que un porcentaje pequeño de Biodiesel (por ejemplo, 2%),
mejora claramente la lubricidad del combustible.
El uso del Biodiesel puro (B100) e importantes niveles de mezcla puede afectar y degradar
los componentes del sistema de inyección (ver compatibilidad de materiales) que contienen
elastómeros o compuestos de caucho natural como mangueras de combustible o juntas de
bomba pues no son compatibles con el Biodiesel; lo que implica el cambio de estos
componentes antes de utilizarlo a altos niveles de mezcla (>30%) o puro.
Según experiencias hechas durante los últimos años, el uso del Biodiesel hasta una
concentración de 20% no necesita ningún cambio de componentes pues la afectación está
mínima incluso nulo.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crCompatibilidad de materiales:
Esta disponible una cantidad significativa de información relativa a la compatibilidad de
materiales del biodiesel y sus mezclas. En términos generales, biodiesel no es compatible
con elastómeros de caucho natural o metales conteniendo cobre. El efecto en elastómeros se
minimiza cuando se utiliza B20.
Southwest Research realizo una prueba en los elastómeros que se detallan, utilizando una
matriz de diez combustibles basados en biodiesel puro y B20 y B30 mezclados con
distintos tipos de diesel de petróleo. Se probo resistencia a la tensión, elongación, dureza y
variaciones de volumen.
ELASTÓMEROS:
Teflón, Nylon 66, Nitrilo , Viton A401C, Viton GFLT, Fluorsiliconas, Poliuretano,
Polipropileno.
Southwest informó que el biodiesel y las mezclas de biodiesel son compatibles con todos
los elastómeros probados aunque hubo pequeñas diferencias con la goma de Nitrilo. Los
elastómeros que mejor desempeño tuvieron con el biodiesel son el Teflón, Viton 401C y
Viton GFLT.
Para depósito de muestras o transporte de biodiesel debe tenerse presente la
compatibilidad con metales (cobre). Los contenedores de vidrio tienen un desempeño
aceptable. Se han manifestado algunos problemas al utilizar contenedores de polietileno
muy delgado y en menor medida de polipropileno. Si se desea depositar en contenedores
de plástico se recomienda utilizar polipropileno de alta densidad u otros plásticos con un
recubrimiento interior fluorado. Esto es para evitar filtraciones del producto. Este efecto se
relaciona con las características disolventes del Biodiesel que causan “swelling” ó
absorción con perdida de las propiedades mecánicas de los polímeros.
Precauciones adicionales son necesarias para los siguientes:
• Los trapos empapados en biodiesel deben ser guardados en contenedores de
seguridad o deben dejarse secar individualmente para evitar combustión espontánea.
• Biodiesel puede atacar algunos tipos de superficies pintadas, por ello se
recomienda limpiarlas inmediatamente cuando se salpiquen con biodiesel puro.
• La exposición prolongada del concreto al biodiesel puede causar deterioros
prematuros en el mismo.
Comportamiento a temperaturas bajas:
Punto Enturbiamiento: temperatura a la cual se observa visualmente la creación de
pequeños cristales sólidos cuando el combustible se enfría.
Punto Frío de Filtro Taponado: temperatura a la cual un combustible causará el
taponamiento del filtro de combustible por componentes del combustible que empezaron a
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crcristalizar o solidificar. El CFPP es menos conservador que el punto de enturbamiento y
esta considerado, por unos, ser la indicación verdadera para la capacidad del combustible a
temperaturas bajas.
El Biodiesel tiene un punto de enturbamiento y un punto frío de filtro taponado (CFPP –
Cold Filter Plugging Point) más alto que el diesel pero no debería tener consecuencias en
Costa Rica por sus temperaturas altas a todo lo largo del año.
Tabla 4: Punto Nube del Biodiesel con diferentes concentraciones de Diesel #2:
Biodiesel (ester metílico de Punto de Enturbamiento
soya)
Concentración (% vol.)* Grados Celsius (°C)
0 -16.1
10 -15.0
20 -13.9
30 -10.0
50 -7.8
100 0
*mezclado con diesel N°2 (con bajo nivel de azufre)
Fuente: página web “www.biodiesel.org”
Con el uso del B20, hay un incremento del punto de enturbamiento y del CFPP, en
promedio, de 1 a 3°C en comparación al diesel. Ambos dependen de la composición de
ácidos grasos de la materia prima utilizada, siendo la fuente aceite de palma se espera que
sea un poco superior al de aceite de soya o colza.
Estudios:
Un estudio fue hecho por Schumacher y al [3] donde colectaron datos de una empresa de
buses en San Luis, Missouri (EEUU) que tomó 10 buses de su flota (5 buses con Biodiesel
20%, B20, y 5 buses con diesel con bajos niveles de azufre, N°2 o D2). Este proyecto duró
26 meses y las observaciones hechas son bastante interesantes:
-Filtros taponados: Durante unos meses, los buses funcionando con el B20 tenían
los filtros de combustible taponados y los buses se descomponían regularmente. La causa
de este problema fue la calidad de la mezcla. En efecto, al principio, la mezcla se hacía
durante el llenado del tanque del bus, entonces la proporción biodiesel/diesel era
aproximada y bien a menudo superior a los 20% requeridos. El circuito de combustible se
ensuciaba y el filtro se taponaba pues el biodiesel es un disolvente medio y con
proporciones superiores a 30%, la mezcla “limpiaba” el tanque despegando los sedimentos
depositados por el diesel N°2. Posteriormente, no encontraron más problemas pues la
mezcla se hacía por el proveedor de combustible.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.cr-Inyectores: Luego 13 meses de proyecto, encontraron unos problemas con
inyectores utilizados por el B20 y los enviaron a Diesel Technology Corporation
(DTC). Concluyeron a un problema de cavitación pero no tuvieron respuesta a este
fenómeno, entonces sugirieron equipar 3 buses D2 y 3 buses B20 con nuevos inyectores. Al
fin del proyecto, enviaron 2 inyectores de cada uno al fabricante de estos con el fin que
hicieron análisis sobre el comportamiento y el desgaste de los inyectores. Luego unas
pruebas, los inyectores B20 mostraron una buena conducta y no presentaron un desgaste y
un ensuciamiento anormal.
3. EFECTOS EN EL ACEITE
El aceite permite de lubricar las piezas en movimiento con el fin de limitar el desgaste de
estas y de una manera general del motor. Entonces, es importante que la calidad del aceite
sea siempre optima a pesar de la utilización de diferentes combustibles en el motor.
En cualquier motor diesel, una pequeña cantidad de combustible pasa los anillos del
pistón al aceite del motor. Típicamente, se experimenta una mayor dilución del aceite en
motores diesel con inyección directa que en motores con inyección indirecta. La dilución
del aceite en motores es importante desde dos puntos de vista:
-Primero, el combustible diesel es considerablemente más liviano que el aceite y
tiene menor poder lubricante, por cual reduce la habilidad del aceite para lubricar el motor.
-Segundo, después de un periodo de tiempo, los antioxidantes en el aceite del motor
son utilizados por el combustible que filtro y el mismo comienza a polimerizar, causando
espesamiento. Obviamente, el excesivo espesamiento del aceite dificulta el libre
movimiento del mismo a través del motor resultando una pobre lubricación y mayor
desgaste del motor.
Volkswagen condujo pruebas de durabilidad a principio de los 80's analizando el motor
diesel usando su motor IDI y encontró que el uso de un 100 % de biodiesel no afectaría
adversamente el desempeño del motor. Cuando se realizaron las pruebas de durabilidad de
100 % biodiesel en los motores DI, Volkswagen encontró que la dilución del aceite del
motor por el biodiesel puro era inaceptablemente alto. De todas formas, esta dilución no
aparenta tener efectos sobre la capacidad de lubricación del aceite del motor hasta llegar al
punto donde el antioxidante del aceite es totalmente utilizado y se produce el espesamiento
del aceite. Este espesamiento se produce más rápido que con el petrodiesel debido a la
fracción no saturada de la cadena de ácidos grasos que se encuentran en el biodiesel.
Algunos suponen que en la medida que la cadena de ácidos grasos que se encuentran en
varios de los aceites vegetales que sirven de base al biodiesel son más insaturados, los
problemas potenciales producidos por mezclas con niveles mayores de biodiesel deberían
ser mayores. Un análisis de la literatura sobre este tema no respalda esta teoría e indica que
las diferencias entre aceites vegetales son muy pequeñas.
En esa época, a principios de los 80, Volkswagen recomendaba el uso de mezclas con
menos del 30 % de biodiesel para asegurar que no se produjeran problemas por la
dilución del aceite. Desde entonces, las tolerancias de los motores y la dilución del aceite
por efecto del combustible, se han reducido dramáticamente. Esto ha disminuido los
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crproblemas por espesamiento del aceite, que podría potencialmente causar la utilización de
mezclas con alto contenido de biodiesel en los motores modernos.
De todas maneras, los análisis de aceite del motor cuando se utiliza biodiesel o mezclas del
biodiesel son alentadores. A la alta lubricidad del biodiesel se le atribuye la reducción de
partículas de metal y carbón en el aceite del motor. Informes de pruebas que están ahora
disponibles indican que debido a este factor se incrementa la vida útil del motor.
Pruebas realizadas por investigadores canadienses [4] [5], como también en la Universidad
de Missouri [2], han comprobado importantísimas reducciones de partículas de metal en el
aceite, con una variedad de mezclas de biodiesel. En el caso canadiense, se visualizo una
reducción del 30 % de limaduras, con una mezcla de solo 10 % de biodiesel. Los ingenieros
de Cumrnins, creen que la reducción de partículas de carbón es la causante del
extraordinario estado en que se encontraba el motor Cummins 5,9L de inyección directa,
que estuvo funcionando durante 160 000 km con biodiesel puro en la prueba realizada por
la Univ. de Missouri.
En resumen, las pruebas realizadas utilizando B20 en motores diesel, sean estos nuevos o
usados, con inyección directa o indirecta, demuestran que ningún hecho negativo puede
ocurrirles y que posiblemente aumente la vida útil de los mismos. El uso de mezclas de
biodiesel mayores que B20 en motores con IDI, viejos o nuevos, debería producir
resultados iguales o mejores, mientras que el uso de mezclas mayores a B20 puede producir
en algunos motores antiguos con DI un espesamiento en el aceite.
Unos análisis fueron hechos con el fin de conocer la concentración de diferentes metales
contenidos en el aceite pues refleja, con una buena imagen, el desgaste del motor por los
diferentes componentes del motor:
-hierro: desgaste de las paredes de los cilindros, del (o los) árbol de levas, de
las marchas;
-aluminio: desgaste de los pistones;
-cobre y plomo: desgaste de los cojinetes;
-cromo: desgaste de los anillos de los pistones;
-silicio: desgaste del material que mueve a través del filtro de combustible y
del motor.
Casi todos los análisis muestran que el Biodiesel no tiene impacto en el desgaste del motor
y que las comparaciones hechas entre el aceite de un motor funcionando con biodiesel y de
uno funcionando con diesel N°2 son similares.
Ejemplo:
La Universidad del Idaho hizo unos ensayos con 3 motores diesel Yanmar 3TN75E-S
(3 cilindros, 4 tiempos, aspiración natural, inyección directa) quien funcionaron con 3
combustibles diferentes (diesel a bajos niveles de azufre (2-D), 100% éster metílico de
colza (B100 REE, Rape Ethyl Ester) y 100% éster etílico de colza (B100 RME, Rape
Methyl Ester)). Los motores siguieron un ciclo de 200 horas según el estándar EMA que
fue designado para iniciar los problemas de durabilidad asociados con el uso de los nuevos
combustibles alternativos. Entonces, el ciclo es bastante severo.
13
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crTodos los motores mostraron una disminución de la viscosidad del aceite comparado a un
aceite lubricante nuevo. Un leve incremento de la viscosidad del aceite motor fue observada
con el motor funcionando al diesel 2-D, comparado a el B100 REE y el B100 RME. Pero
los análisis de todos los aceites motor estaban dentro de los límites permitidos.
(Apéndice B)
4. EFECTO EN LA DURABILIDAD
La duración de los motores que utilizan biodiesel ha sido específicamente estudiada en
Brasil por Volkswagen, utilizando biodiesel puro y mezclas. En USA, se han comprobado
más de 30.000.000 de km. recorridos sin ningún tipo de problema. Toda la información
indica que la durabilidad de los motores es comparable cuando se usa biodiesel o diesel
derivado del petróleo.
Prueba de durabilidad hecha por Volkswagen:
El objetivo de la prueba fue investigar el comportamiento del biodiesel en motores diesel
existentes, utilizando vehículos y motores de producción en línea.
Las pruebas fueron realizadas con biodiesel puro en motores diesel Volkswagen 1,6L. con
inyección indirecta (IDI), ya sea en banco de pruebas o instalada en un sedan de pasajeros
VW Passat o en una unidad de transporte de carga liviana VW Tipo II. Los detalles del
motor son los siguientes:
Tabla 5: Características del motor Volkswagen 1.6L, inyección indirecta:
Nº de cilindros 4 en línea
Proceso de combustión 1 Cámara de torbellino
Cilindrada 1.588 cm3
Diámetro/carrera 76.5 mm/86.4 mm
Relación de compresión 23
Bomba de inyección rotativa
Volkswagen realizó rigurosas pruebas, utilizando su programa de pruebas de durabilidad
para motores diesel en vehículos comerciales livianos, por más de 1.400 horas con
biodiesel puro a los efectos de comprobar el cambio máximo con respecto al combustible
diesel existente. El ciclo de la prueba contemplo 1.000 horas de operaciones a máximo
poder y 300 a torque máximo. Más de 19 muestras de aceite lubricante fueron extraídas y
analizadas. Después de esta prueba el motor fue desarmado para examinar y medir
desgastes.
14
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crLos análisis de las muestras de aceite mostraron niveles aceptables de sólidos y
alcalinidad para este tipo de prueba. El desgaste de cojinetes, anillos de pistón, camisas de
cilindros y asientos de válvulas permanecieron dentro de las especificaciones de
Volkswagen y son consideradas por ellos como correspondientes a un desgaste en
condiciones normales.
Similares resultados se obtuvieron en las pruebas de durabilidad a campo realizadas por
Volkswagen con motores de inyección directa, con la excepción de la comprobación de
una ligeramente mayor dilución del aceite al utilizar el biodiesel puro. En ese momento
Volkswagen recomendaba reducir la mezcla de biodiesel a utilizar en motores de
inyección directa a niveles menores a 30 % para evitar problemas de dilución.
A lo largo de estos años, tolerancias en los motores fueron reducidas ante la necesidad de
controlar emisiones contaminantes y esto resultó en una menor dilución del aceite de los
motores ya sea utilizando petrodiesel o biodiesel. Esto esta demostrado por la garantía
total dada por Volkswagen si se utiliza biodiesel en sus nuevos modelos TDI.
Otras pruebas de durabilidad:
La Universidad de Missouri ha completado una prueba operando por 160.000 km. un
motor de camión liviano Cummins de 5,9L. El desarme de este motor por Cummins
demostró el bajo desgaste y la excelente durabilidad del mismo siendo posiblemente
menor que con combustible diesel convencional.
La mayoría de la información dada es utilizando biodiesel puro que representa, desde el
punto de vista de los fabricantes de motores, la mayor diferencia con respecto al diesel de
petróleo.
Estos resultados positivos de las pruebas de durabilidad con biodiesel puro, los resultados
de la utilización de B 20 en USA en más de 30.000.000 de km. recorridos, combinado con
el hecho de que virtualmente todos los fabricantes de motores diesel mantienen sus
garantías sobre los mismos cuando se utiliza B20, implican suficiente evidencia de que el
uso de B 20 en motores diesel existentes permite una durabilidad similar a la del diesel de
petróleo y puede a lo largo de los años mejorar la durabilidad debido a una combustión
más limpia y a la naturalmente elevada lubricidad del biodiesel.
5. ESTÁNDARDES Y GARANTÍAS
Con el fin que todos los constructores trabajen en el mismo sentido, en los Estados
Unidos,el sector industrial definió un consenso sobre los combustibles que se llama “
American Society for Testing and Materials” (ASTM). Esta entidad agrupa productores de
combustible, fabricantes de equipamiento o motores y un tercer grupo como usuarios,
agencias del gobierno, consultantes y ellos definen las nuevas normas.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crEl estándar para el diesel es ASTM D 975, lo que permite a los constructores de motores y
de equipamiento de inyección trabajar alrededor de esta norma. Con el mismo propósito,
crearon el estándar ASTM PS 121-99 (o D-6571) para el Biodiesel. Este estándar cobre el
biodiesel puro (B100) y las mezclas petrodiesel-biodiesel hasta un nivel de Biodiesel de
20%. Los niveles de Biodiesel más importantes son aceptados pero necesitan el acuerdo de
los fabricantes de motores concernidos.
Tabla 6: Especificaciones del Biodiesel en Estados Unidos (a partir de diciembre 2001).
Propiedad Método ASTM Valor Unidad
Punto de ignición D93 130,0 mín. ºC
Sedimento & agua D2709 0,050 máx. % vol.
Residuo carbónico D4530++ 0,050 máx. % masa
(muestra 100 %)
Ceniza sulfatada D874 0,020 máx. % masa
Viscosidad (40_C) D445 1,9 – 6,0 mm2/sec
Sulfuro D5453 0,05 máx. % masa
Número cetano D613 47 mín.
Punto nube D2500 Por cliente ºC
Corrosión cúprica D130 Nº 3b máx.
Número ácido D664 0,80 máx. Mg KOH/gm
Glicerina libre G.C.# 0,020 máx. % masa
Glicerina total G.C.# 0,240 máx. % masa
+ En Estados Unidos existe una considerable cantidad de experiencias con la mezcla de un 20 % de
biodiesel con un 80 % de diesel en base a petróleo. El biodiesel, además puede ser usado en su forma
pura.
++ O el método de prueba equivalente de la ASTM.
# Actualización Australiana del método de prueba USDA.
Tabla 7: Resumen de las garantías existentes para vehículos funcionando con Biodiesel.
Audi Carros personales Todos los modelos TDI desde 1996
Case - IH Tractores Todos los modelos desde 1971
BMW Carros personales Modelo 525 TDS desde 1997
Series 3114, 3116, 3126, 3176, 3196, 3208, 3306, C-10,
Caterpillar Motores
C-12, 3406, C-15, C-16, 3456, 3408, 3412, y 3500
Combines,
Claas Garantías existen
tractors
Faryman
Engines Garantías existen
Diesel
Fiatagri Tractores Para los nuevos modelos
Ford AG Tractores Para los nuevos modelos
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crHolder Tractores Garantías existen
Iseki Tractores Series 3000 & 5000
Tractores,
John Deere Garantías desde 1987
Combines
KHD Tractores Garantías existen
Kubota Tractores Series OC, Super Mini, O5, O3
Lamborghini Tractores Series 1000
Mercedes-
Carros personales Series C y E 220, C 200 y 220 CDI
Benz
Mercedes-
Trailers, buses Series BR 300, 400, Unimog desde 1988
Benz
Same Tractores Desde 1990
Seat Carros personales Todos los modelos TDI desde 1996
Skoda Carros personales Todos los modelos TDI desde 1996
Steyr Tractores Desde 1988
Steyr Lanchas Series M 16 TCAM y M 14 TCAM
Valmet Tractores Desde 1991
Volkswagen Carros personales Todos los modelos TDI desde 1996
Volkswagen Carros personales Todos los modelos SDI desde 1996 (EURO-3)
Volvo Carros personales Series S80-D, S70-TDI y V70-TDI
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100/index2.html”
Esto es solo una lista indicativa, por favor contactar las empresas para
confirmar las informctiones. Cummins, Detroit Diesel, Navistar y Peugeot
autorizaron en 2000 el uso del biodiesel en sus motores diesel
6. CONCLUSIÓN
La mayoría de los clientes, en el mundo, usa una mezcla de 20% de Biodiesel con 80% de
diesel, el B20, para diferentes razones:
-El B20 minimiza el impacto del costo del Biodiesel.
-Las pautas del EPAct (Energy Policy Act) requiere un mínimo de 20% de mezcla,
aunque las mezclas más altas son aceptable.
-Una mezcla de 20% mantiene un incremento leve de NOx y siempre dentro de los
limites de las emisiones para los motores.
-Una mezcla de 20% genera una reducción de las partículas, de los hidrocarburos
totales sin quemar, del monóxido de carbono, del dióxido de carbono y de la opacidad de
más de 10% cada uno.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.cr-El B20 no crea problemas mayores con los inconvenientes del filtro de
combustible, y la formación de depósitos que resulta de la interacción entre el Biodiesel y
los sedimentos y el lodo acumulados que se forman en los tanques de almacenaje de diesel.
-Pocos problemas de incompatibilidad de material se conocen con el B20. Mezclas
más importantes causaron más problemas con los juntos, las mangueras de caucho salvo si
estos estuvieran sustituidos por materiales resistentes al Biodiesel.
-El B20 limita el incremento de los puntos de nube y congelación pues tiene una
proporción aceptable que los aditivos para el frío pueden controlar.
Tabla 8: Biodiesel B20 comparado con el diesel.
Beneficio en las emisiones Reduce partículas en suspensión, monóxido de
carbono e hidrocarburos totales
Conversión motores No necesaria
Ajuste y regulación motores No necesaria
Torque Similar
Potencia Similar
Consumo Similar
Lubricidad Mayor
Condiciones invernales Similar (no relevante en Costa Rica)
Seguridad Sin peligro de explosión por emanaciones
Punto de ignición Mayor
Almacenaje Similar
Emanaciones Menos agresivas
Fuente: página web “www.oilfox.com.ar”
Es recomendado durante las primeras semanas de funcionamiento de los vehículos con el
Biodiesel, que sea B20 o más hasta B100, aumentar la vigilancia de los motores y de sus
componentes con el fin de prevenir las eventuales averías. Como lo vimos en este reporte,
cada caso es único y siquiera los efectos de este combustible son, en la mayoría de los
casos, similares, se puede presentar efectos diferentes de la teoría por la tecnología del
motor, su tipo, su edad, etc.
Unos constructores aconsejan aumentar la frecuencia de cambio del aceite y del filtro de
combustible por prudencia pero lo que podemos decir es que centenas de empresas,
sobretodo en el transporte público, o flotas gubernamentales a través el mundo usan el
Biodiesel mezclado con el petrodiesel hasta 20%, lo que prueba que este biocombustible fue
validado por varios ensayos y que sus calidades no hacen más dudas.
18
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crSugerencias de pruebas:
Elegir un vehículo liviano y un bus, representativos de la flota automóvil de
Costa Rica y recorrer el país para acumular kilómetros. Pero antes es
necesario cambiar los inyectores y sustituirlos por nuevos con el fin de
quitar toda duda si una avería apareciera. Los filtros de aceite lubricante y de
combustible deben ser nuevos así como el aceite.
En una primera etapa, llenar el vehículo con el diesel de petróleo y hacer
varios miles de kilómetros (alrededor de 5000 km) antes de medir el
desempeño del vehículo en un banco dinamométrico (potencia, emisiones,
etc), si se puede. Durante el recorrido, tomar muestras de aceite lubricante
con el fin de controlar el desgaste del motor.
Luego, cambiar el combustible así como los filtros (combustible y aceite), el
aceite y tratar de hacer el mismo recorrido con el Biodiesel, para hacer una
comparación buena entre los dos combustibles. Medir el desempeño al
principio de la prueba una vez que el vehículo haya funcionado con el
Biodiesel para asegurarse que el circuito de inyección no estuviera
contaminado por residuos del diesel de petróleo. Tomar varias muestras de
aceite. Al fin de la prueba, medir otra vez el desempeño con el fin de ver la
evolución de motor.
Importante: -Escoger vehículos que no tengan un consumo importante de
aceite pues la dilución entre el aceite usado y nuevo será relevante y el
análisis del aceite no será representativo del desgaste real del motor.
-Evitar de circular mucho en San José pues el vehículo estará
a menudo al mínimo debido a las presas y el motor va a ensuciarse mucho y
también calentar.
-Medir la temperatura del circuito de enfriamiento de forma
continua para asegurarse no tener un sobrecalentamiento del motor.
-Es preferible no tener grandes diferencias de temperaturas y
funcionar en las mismas condiciones, o cercanas, entre las pruebas con el
diesel de petróleo y el Biodiesel. Se puede medir la temperatura del aire en
la manguera de admisión.
-Tomar las muestras de aceite al mismo kilometraje en vista
de las comparaciones.
19
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.cr-Asegurarse de la buena calidad del diesel de petróleo y del
Biodiesel haciendo análisis de los combustibles. Se puede almacenar el
combustible y llenar el vehículo de este almacén con el fin de tener la misma
fuente de abastecimiento.
-Se puede añadir un tanque suplementario para llenar el
vehículo al mismo lugar.
-Para las diferentes pruebas y hacer las comparaciones, los
vehículos deben estar en buen estado y tener un peso similar, llantas en
bueno estado. Respetar las limitaciones de velocidad en las autopistas y las
ciudades.
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Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crReferencias:
[1] Schumacher, L G. , Borgelt, S. & Russell, M. A. (1995). Fueling 5.9L and 7.3L
Navistar Engines with Biodiesel-20. Proceedings of the American Society of Agricultural
Engineers Summer Meeting. Chicago, IL. ASAE Paper No. 956739.
(www.missouri.edu/~pavt0689/biofuel.html)
[2] Schumacher, L. G., W.G. Hires, and Krahl, J. G.. (1995) Cummins 5.9L Biodiesel
Fueled Engines. Proceedings of the Second Biomass Conference of the Americas. Portland,
OR.
(www.missouri.edu/~pavt0689/biofuel.html)
[3] Schumacher, L G., Investigador Principal y Tabitha Madzura, Asistante de
investigación (1996) Biodiesel Bus Data Collection Project April l-4,1994 -June 30,1996
Presentado a the National Renewable Energy Laboratory
(www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase)
[4] P. Barry Hertz P. Eng. Saskatoon, SK (1996), Summer ´95 engine wear investigations
using canola methyl ester and N°2 diesel fuels. Preparado para Canodev Research Inc. a
subsidiary of the Saskatchewan Canola Development Commission.
(www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase)
[5] P. Barry Hertz P. Eng. Saskatoon, SK (1995), Winter engine wear comparisons with a
canola bio-diesel fuel blend. Preparado para the Saskatchewan Canola Development
Commission .
(www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase)
http://www.oilfox.com.ar
http://www.nbb.org o http://www.biodiesel.org
http://www.mbm.net.au/b100
http://www.biodiesel.org/resources/reportsdatabase/reports/gen/gen-317.pdf
http:// www.missouri.edu/~pavt0689/biofuel.html
http://www.ott.doe.gov/biofuels/renewable_diesel.html
http://home.earthlink.net/~galiagante/house-biofuel.html
21
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crAPÉNDICE
A
22
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crMotores Cummins 5.9L con 100% de Biodiesel:
Datos de potencia:
Testes hechos con el Cummins 5.9L de 1991 con inyección directa, turbocargado.
Diferencia
Regimen Fecha Potencia del diesel Potencia del diesel entre
del motor de los #2 #2 diesel y
testes B100
(rpm) kW hp kW hp %
1700 A 87.9 118.0 93.2 125.0 +5.9
B 77.7 104.2 78.8 105.7 +1.4
C 96.2 129.1 95.2 127.7 -1.1
1900 A 96.9 130.0 102.2 137.0 +5.4
B 88.2 118.3 89.3 119.8 +1.3
C 103.4 138.6 104.7 1040.4 +1.3
2100 A 106.6 143.0 110.4 148.0 +3.5
B 99.6 133.6 99.2 133.0 -0.4
C 113.4 152.1 110.5 148.2 -2.6
2300 A 114.1 153.0 116.3 156.0 +2.0
B 110.1 147.7 104.2 139.7 -5.4
C 121.9 163.5 116.3 156.0 -4.6
2500 A 114.8 154.0 120.1 161.0 +4.5
B 108.4 145.3 104.1 139.6 -3.9
C 121.9 163.5 120.0 160.9 -1.6
2700 A 56.7 76.0 55.2 74.0 -2.6
B 45.7 61.3 42.7 57.2 -6.7
C 74.2 99.5 68.4 91.7 -7.8
A) Pruebas hechas el 29/05/1992, motor tenía 507 horas.
B) Pruebas hechas el 02/02/1994, motor tenía 1155 horas.
C) Pruebas hechas el 01/04/1995, motor tenía 1436 horas.
Testes hechos con el Cummins 5.9L de 1992 con inyección directa, enfríado, turbocargado.
23
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crDiferencia
Regimen Fecha Potencia del diesel Potencia del diesel entre
del motor de los #2 #2 diesel y
testes B100
(rpm) kW hp kW hp %
1700 A 85.8 115.0 79.8 107.0 -7.0
B 66.1 88.7 56.7 75.9 -14.4
C 78.9 105.8 80.8 108.4 +2.5
1900 A 96.9 130.0 89.5 120.0 -7.7
B 81.1 108.8 71.0 95.2 -12.5
C 90.9 121.9 88.9 119.2 -2.2
2100 A 105.9 142.0 101.4 136.0 -4.2
B 90.1 120.8 74.0 99.2 -17.9
C 96.6 129.5 95.5 128.1 -1.1
2300 A 106.6 143.0 102.9 138.0 -3.5
B 97.9 120.8 83.9 112.5 -14.3
C 99.5 133.4 94.8 127.1 -4.7
2500 A 104.4 10.4 96.9 131.0 -7.1
B 95.7 131.3 82.2 110.2 -14.1
C 97.3 130.5 93.3 125.1 -4.1
2700 A 60.4 81.0 57.4 77.0 -4.9
B 44.3 59.4 44.3 59.4 0.0
C 50.5 67.7 48.5 65.0 -4.0
A) Pruebas hechas el 29/05/1992, motor tenía 5 horas.
B) Pruebas hechas el 02/02/1994, motor tenía 790 horas.
C) Pruebas hechas el 01/10/1995, motor tenía 1145 horas.
Datos de emisiones:
Testes hechos con el Cummins 5.9L de 1991 con inyección directa, turbocargado
(02/02/1994 y 01/05/1995) con 100% Biodiesel y 100% diesel con bajos niveles de azufre.
02/02/1994 01/05/1995
Variable Diesel BD100 %variación Diesel BD100 %variación
CO (%) 0.025 0.013 -47.2 0.029 0.020 -24.4
CO2 (%) 7.2 7.1 -0.8 7.8 7.8 0
HC (ppm) 6.6 5.4 -17.4 10.0 10.0 0
NOx (ppm) 639.7 768.6 1.2 967.0 106.3 9.9
O2 (%) 10.7 10.9 1.2 10.3 10.5 2
Opacidad (%) 3.3 1.4 -58.2 2.8 1.8 -35.8
24
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crTestes hechos con el Cummins 5.9L de 1992 con inyección directa, enfríado, turbocargado
(02/02/1994 y 01/05/1995) con 100% Biodiesel y 100% diesel con bajos niveles de azufre.
02/02/1994 01/10/1995
Variable Diesel BD100 %variación Diesel BD100 %variación
CO (%) 0.015 0.019 25.0 0.023 0.024 4.3
CO2 (%) 6.6 6.4 -4.1 7.4 6.9 -6.4
HC (ppm) 6.3 4.3 -31.0 10.0 10.0 0
NOx (ppm) 635.7 681.1 7.1 671.0 709.2 5.8
O2 (%) 11.3 11.8 5.0 11.9 11.0 -8.5
Opacidad (%) 1.9 2.4 27.2* 1.4 1.2 -15.4
*Esta valor esta considerada como un error de medida.
Propriedades del Biodiesel y del diesel de referencia:
Combustible
Propiedad del Procedimiento Biodiesel Diesel con
combustible de los ensayos bajos niveles de
ASTM azufre
Densidad (g/l) D128 0.86-0.90 0.8466
Poder calorifico D2382 37.2 43.4
(MJ/kg)
Punto nube (°C) D2500 3.3°C max -14°C
Punto de D97 -2.2°C max -23°C
Punto ignición D92 149°C min 67°C
Viscosidad @ D445 4.00-5.50 Cst 2.7 Cst
40°C
Azufre D129 0.02% max 0.033%
Residuo carbónico D524 0.1% 86.8%
Numero de cetano D613 48 min 46.7
Glicerina libre G.C 0.03% N/Ap.
Glicerina total G.C 0.2% N/Ap.
Motores Navistar 5.9L y 7.3L con 20% de Biodiesel:
Datos de potencia:
Potencia promedia (kW) de todos los puntos de ensayos para los motores Navistar 5.9L y
7.3L con B20.
25
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crMotor Diesel BD20 % Variación
Pretest 5.9L 77.09 86.93 +12.8
Posttest 5.9L 84.92 92.57 +9.0
Pretest 7.3L 63.38 62.64 -1.2
Posttest 7.3L 56.78 55.08 -3.0
Datos de opacidad:
Opacidad (%) para los motores Navistar 5.9L y 7.3L con B20.
Motor Diesel BD20 % Variación
Pretest 5.9L 2.55 2.57 0.8
Posttest 5.9L 1.51 1.98 31.1
Pretest 7.3L 8.72 7.32 -16.1
Posttest 7.3L 1.24 0.70 -43.5
Datos de emisiones:
Monóxido de carbono (CO), Óxidos de nitrógeno (NOx) y Hidrocarburos totales sin
quemar (HC) para los motores Navistar 5.9L y 7.3L con B20.
Tipo de
emisión Motor Diesel BD20 % Variación
CO (%) Pretest 5.9L 0.03 0.02 -33.3
Posttest 5.9L 0.03 0.02 0.0
Pretest 7.3L 0.29 0.23 -20.7
Posttest 7.3L 0.06 0.08 +33.3
NOx (ppm) Pretest 5.9L 564.5 597.8 +5.9
Posttest 5.9L 421.8 500.3 +18.6
Pretest 7.3L 519.0 506.3 -2.4
Posttest 7.3L 428.7 421.3 -1.7
HC (ppm) Pretest 5.9L 5.25 3.75 -28.6
Posttest 5.9L 12.75 8.75 -31.4
Pretest 7.3L 10.33 9.67 -6.4
Posttest 7.3L 13.33 3.33 -75.0
Datos de consumo:
Consumo (Lph) durante los ensayos de potencia para los motores Navistar 5.9L y 7.3L con
B20.
26
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crMotor Diesel BD20 % Variación
Pretest 5.9L 33.6 33.2 -1.2
Posttest 5.9L 34.1 33.3 -2.4
Pretest 7.3L 32.9 31.5 -4.3
Posttest 7.3L 30.9 31.3 1.5
Propriedades del Biodiesel y del diesel de referencia:
Combustible
Propiedad del Procedimiento Biodiesel Diesel con
combustible de los ensayos bajos niveles de
ASTM azufre
Densidad (g/l) D128 0.86-0.90 0.8466
Poder calorifico D2382 37.2 43.4
(MJ/kg)
Punto nube (°C) D2500 3.3°C max -14°C
Punto de D97 -2.2°C max -23°C
Punto ignición D92 149°C min 67°C
Viscosidad @ D445 4.00-5.50 Cst 2.7 Cst
40°C
Azufre D129 0.02% max 0.033%
Residuo carbónico D524 0.1% 86.8%
Numero de cetano D613 48 min 46.7
Glicerina libre G.C 0.03% N/Ap.
Glicerina total G.C 0.2% N/Ap.
27
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crAPÉNDICE
B
28
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crViscosidad aceite motor vs tiempo
15
Viscosidad @ 100°C (Cst)
14 2-D
REE
13
RME
12 Nuevo
11 Límite
10
50 100 150 200
Horas
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100”
Número de la base total motor vs tiempo
8.5
8 aceite motor nuevo
Número base total
7.5
7
6.5 2-D
6 REE
5.5 RME
5
4.5
4
3.5
50 100 150 200
Horas
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100”
El número base total (TBN – Total Base Number) indica el potencial del aceite a
neutralizar los ácidos fuertes como los ácidos minerales derivados del azufre, de bromo y
cloro. La baja del TBN está asociada a la corrosión de los componentes del motor y los
incrementos de los depósitos de barniz.
29
Tel (506) 202-5608 Fax (506) 234-6163 e-mail cnpml@cicr.com web www.cnpml.co.crConcentración de hierro del aceite motor vs tiempo
60
Concentación de hierro
50
40 2-D
(ppm)
30 REE
20 RME
10
0
50 100 150 200
Horas
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100”
Concentración de aluminio del aceite motor vs tiempo
Concentación de aluminio
8
7
6 2-D
(ppm)
5 REE
4 RME
3
2
50 100 150 200
Horas
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100”
Concentración de silicio del aceite motor vs tiempo
25
Concentración de silicio
20
2-D
15
(ppm)
REE
10
RME
5
0
50 100 150 200
Horas
Fuente: página web “www.mbm.net.au/b100”
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