MOTORES DIESEL: TRABAJO PESADO
Se imaginan una pesada Tractomula, propulsada por un motor a gasolina hoy dia ???. O que tal si fuera una Excavadora minera de 600 H.P. ??? No parece factible. Los motores diésel esta diseñado para vehículos y máquinaria pesada, para trabajo exigente, continuo y en condiciones adversas de operación.
El motor a gasolina por el contrario, se concentró en la industria automotriz para autos familiares, de tamaños y potencias bajas y medias, para uso esporádico, sin mucha exigencia y en autos deportivos de competencia.
A partir de los 90 se popularizó el uso del diésel en vehículos pequeños. Los fabricantes Europeos invirtieron inmensas sumas de dinero desarrollando sistemas de inyección de combustible más eficientes. Aunque se lograron buenos resultados, se incrementó la complejidad de su funcionamiento con la introducción de turboalimentadores sofisticados, catalizadores, supresores de óxidos de nitrógeno, etc, sin lograr en definitiva llevar las emisiones perjudiciales a un nivel aceptable. En los años recientes ( 2016 en adelante), hay de hecho una disminución notoria del uso de motores diésel para autos livianos por parte de quienes fueron sus principales promotores.
Motores diésel los hay de todos los tamaños, desde los pequeños usados en automóviles, los medianos de uso en maquinaria pesada que llegan hasta los 1000 H,P. hasta los gigantescos motores marinos de grandes cargueros que alcanzan los 110000 H.P. ( el famoso motor Wartsila 14 RT de fabricación Finlandesa)
Por que los motores diésel se usan para maquinaria pesada y vehículos de trabajo ?
Son varias razones, las principales :
- Son robustos, de gran resistencia y larga vida
- Tienen mayor eficiencia.
- Consumen menos combustible
- Menor precio del combustible en el mercado
- Emiten menos C02
- Motores de bajas revoluciones y alto torque
El motor diésel es contemporáneo del motor a gasolina y su origen se remonta a finales del siglo XIX. Fue desarrollado para utilizarlo en vehículos de trabajo y aunque por los años 30 se utilizó en maquinas pesadas y agrícolas, su uso realmente se popularizó a partir de los años 60 -70.
Cuanto dura un motor diesel pesado?
Un motor diésel esta diseñado para durar. Su constitución robusta permite el recambio de las partes internas ( Cámaras, pistones, casquetes, bujes) con cierta facilidad . Estas piezas sometidas a grandes cargas, temperaturas y presiones son las que más sufren y deben ser sustituidas cada cierto tiempo.
El motor diésel de un tractocamión, con mantenimiento adecuado y conducción cuidadosa debe llegar a operar 12000 horas sin presentar síntomas de desgaste en sus partes internas
Las partes estructurales como el bloque y las culatas, cuando fallan, se debe generalmente a defectos de fabrica o por descuidos en la operación como un sobrecalentamiento. El daño del bloque de cilindros suele ser irreparable y su costo equivale al 60 o 70% de un motor completo.
Los accesorios externos como turbocompresor, compresor de aire, sistema de inyección de combustible, motor de arranque, alternador, sistema de refrigeración, generalmente suelen repararse o cambiarse. Es factible que esto ocurra al efectuar la primera refacción de partes internas lo cual no debería ocurrir antes de las 10000 horas.
Se puede afirmar que un motor diésel de fabrica reconocida, en condiciones ideales, es decir : Hacer el tipo de trabajo para el que fue diseñado, tener el mantenimiento adecuado y una operación acorde; debe operar al menos 25000 horas antes de sacarlo de servicio. En distancia recorrida se puede estar hablando de 1,000,000 de kilómetros.
Como evolucionó el motor diesel
Los primeros diésel hacia inicio del siglo XX eran máquinas cuya eficiencia apenas llegaba al 10%; dicho de otra forma: de la energía suministrada por el combustible solo una decima parte se aprovecha como fuerza motriz.
Su creador Rudolf Diésel sin embargo, continuo varios años desarrollando e introduciendo mejoras al motor, logrando hacia 1910 -1912, llegar a eficiencias del 25%, hasta el año de su muerte en 1913. Nunca llegó a enterarse el, de la magnitud real de su creación, pues hasta después de 1930 surgieron los primeros camiones y barcos que lo utilizaron .
Al día de hoy su eficiencia esta sobre el 50%. Las grandes mejoras a partir de los años 80 y 90 se dieron al lograr una mejor combustión, con el incremento de las presiones de inyección y el suministro de la cantidad óptima de combustible.
Cual es el futuro de los motores de combustión ??
Con el reciente auge de la movilidad eléctrica, la industria pesada no escapa a este fenómeno. Ya existen en circulación camiones accionados con motores eléctricos de batería recargable, Su uso se esta dando en trayectos cortos ( máximo 100 kms) , principalmente en servicio de carga terrestre y para el transporte de pasajeros, en zonas urbanas.
No se prevé su utilización por ahora para cargas grandes, ni para trayectos mayores a 100 o 150 kilómetros, por las limitaciones de autonomía a causa del alto consumo energético y consecuente tamaño de baterías. El sistema de pila de combustible de hidrógeno como alternativa, es complejo y su desarrollo va a ritmo lento.
La pila de hidrógeno es un proceso que produce energía eléctrica para alimentar el motor, sin necesidad de usar baterías de recarga
A pesar de las restricciones impuestas por las normas de control de emisiones vehiculares europeas Euro 1,2,3,,,….hasta Euro 6, que es la vigente, no existe hoy un plan serio de sustitución del motor diésel en los vehículos y maquinaria pesados.
Los estudios y avances para disminuir las emisiones continuarán. Lamentablemente las mejoras se dan adicionando componentes (filtros, catalizadores, etc), complicando y encareciendo los sistemas de combustión y escape del vehículo. Sin embargo es la única posibilidad actual y ese es el camino por los próximos 20 tal vez 30 años
Que pasará en otras Industrias ??
Ademas de la automotriz el motor diesel es indispensable en otras industrias, veamos:
- Generación de energia: El motor diesel esta instalado en el 90% de los equipos generadores de energia, en sitios donde no hay red publica instalada, en empresas que prefieren generar su propia electricidad para operar y como plantas de emergencia cuando la red esta fuera de servicio
- Industria naval : El uso del diesel es total en embarcaciones de todo tipo.
- Equipo menor en construccion: La mayoria de equipos pequeños usados en construccion para zonas sin red electrica, tipo Vibradores manuales, motobombas, mezcladoras de concreto manuales, etc. son accionadas por motores diesel.
Para estas industrias hasta el momento no hay ninguna alternativa diferente,
Los esfuerzos en buscar reemplazo a los motores de combustión se concentran en la industria automotriz y todavía hay un largo trecho de análisis, estudios y mejoras para tener una solución.
En conclusión
Aceptando sus limitaciones como la baja eficiencia y que sea causante de contaminación al ambiente, con perjuicios para la salud de los seres vivos, El motor diésel es uno de los tres inventos más útiles de la historia de la humanidad. A partir de el se desarrolla la segunda revolución industrial en el siglo XIX, se consolidan en el siglo XX las industrias de transporte, minería, construcción y naviera, además de otras menores. En los últimos 6 años, más a partir del 2019, las expectativas se centran en el motor eléctrico como sustituto del diésel. Hay avances significativos, hay interés generalizado ( excepto la industria petrolera), miles de estudios e investigaciones en proceso. Existen ya en circulación gran cantidad de autos familiares, flotas de transporte urbano y camiones de carga puramente eléctricos.
Sin embargo, todavía no se puede afirmar que estemos en una transición real e inminente del motor de combustión al eléctrico. En unos 5 años se tendrá una mejor perspectiva de la situación