martes, 31 de julio de 2018

Histéresis del hierro o Histéresis magnética

Histéresis del hierro o Histéresis magnética 


En física se encuentra, por ejemplo, histéresis magnética si al magnetizar un ferromagneto éste mantiene la señal magnética tras retirar el campo magnético que la ha inducido. También se puede encontrar el fenómeno en otros comportamientos electromagnéticos, o los elásticos. La histéresis magnética, es el fenómeno que permite el almacenamiento de información en los platos de los discos duros o flexibles de los ordenadores: el campo induce una magnetización, que se codifica como un 0 o un 1 en las regiones del disco. Esta codificación permanece en ausencia de campo, y puede ser leída posteriormente, pero también puede ser invertida aplicando un campo en sentido contrario. Para poder conocer el ciclo de histéresis de un material, se puede utilizar el magnetómetro de Köpsel, que se encarga de proporcionarle al material ferromagnético los cambios senoidales de la corriente eléctrica para modificar el sentido de los imanes. Curva de histéresis de magnetización. En electrotecnia se define la histéresis magnética como el retraso de la inducción respecto al campo que lo crea. Se produce histéresis al someter al núcleo a un campo creciente, los imanes (o dipolos) elementales giran para orientarse según el sentido del campo. Al decrecer el campo, la mayoría de los imanes elementales recobran su posición inicial, sin embargo, otros no llegan a alcanzarla debido a los rozamientos moleculares conservando en mayor o menor grado parte de su orientación forzada, haciendo que persista un magnetismo remanente que obligue a cierto retraso de la inducción respecto de la intensidad de campo. Las pérdidas por histéresis representan una pérdida de energía que se manifiesta en forma de calor en los núcleos magnéticos. Con el fin de reducir al máximo estas pérdidas, los núcleos se construyen de materiales magnéticos de características especiales, como por ejemplo acero al silicio. La pérdida de potencia es directamente proporcional al área de la curva de histéresis.
 
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 FUENTE:

M.J.D.





lunes, 30 de julio de 2018

Rendimiento de una máquina térmica

Rendimiento de una máquina térmica

Se define el rendimiento de una máquina térmica según el principio general de “lo que obtenemos dividido por lo que nos cuesta”. En este caso, “lo que obtenemos” es el trabajo neto que sale de la máquina. “Lo que nos cuesta” es el calor que entra procedente del reactor. Por tanto




El funcionamiento de una máquina térmica real implica una serie de procesos que no son de equilibrio y que obligan a calcular el rendimiento principalmente de forma empírica.


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FUENTE:

http://laplace.us.es/wiki/index.php/M%C3%A1quinas_t%C3%A9rmicas_(GIE)#Rendimiento_de_una_m.C3.A1quina_t.C3.A9rmica


domingo, 22 de julio de 2018

Miscibilidad

Miscibilidad

Miscibilidad es un término usado en química que se refiere a la propiedad de algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción, formando una disolución. En principio, el término es también aplicado a otras fases (sólidos, gases), pero se emplea más a menudo para referirse a la solubilidad de un líquido en otro. Por ejemplo, el agua y el etanol (alcohol etílico), por ejemplo, son miscibles en cualquier proporción.
Por el contrario, se dice que las sustancias son inmiscibles si en alguna proporción no son capaces de formar una fase homogénea. Por ejemplo, el éter etílico es en cierta medida soluble en agua, pero a estos dos solventes no se les considera miscibles dado que no son solubles en todas las proporciones.

Metales
Los metales inmiscibles no pueden formar aleaciones. Típicamente, una mezcla será posible en el estado de fundición, pero al congelar los metales estos se separan en capas. Esta propiedad permite la formación de precipitados sólidos por medio de la congelación rápida de una mezcla fundida de metales inmiscibles. Un ejemplo de inmiscibilidad en metales son el cobre y el cobalto, en los cuales el congelamiento rápido para formar precipitados sólidos ha sido usado para crear materiales granulares GMR.


Efecto de la entropía
La miscibilidad es parcialmente una función de la entropía, y por lo tanto se observa más comúnmente en los estados de la materia que poseen más entropía. Los gases se mezclan con bastante facilidad, pero los sólidos raramente son miscibles. Dos excepciones notables a esta regla son las soluciones sólidas de cobre con níquel (el cuproníquel resultante es usado para la fabricación de monedas y tuberías), y las de silicio con germanio usadas en electrónica. Las sustancias con entropía configuracional extremadamente baja, los polímeros especialmente, tienen poca probabilidad de ser miscibles entre sí incluso en el estado líquido. Dos sustancias son miscibles si la mezcla tiene como resultado una menor energía libre que cada uno de los componentes por separado.


Determinación
La miscibilidad de dos materiales con frecuencia se puede determinar ópticamente. Cuando dos líquidos miscibles son combinados, el líquido resultante es claro. Si la mezcla tiene un aspecto turbio entonces los dos materiales son inmiscibles. Se debe tener cuidado al hacer esta determinación. Si el índice de refracción de dos materiales es similar, la mezcla puede lucir clara aunque se trate de una mezcla inmiscible.


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FUENTE:

https://es.wikipedia.org/wiki/Miscibilidad




Tipos de fenómenos GMR

Tipos de fenómenos GMR

Magnetorresistencia gigante en las multicapas
En este caso, al menos dos capas ferromagnéticas están separadas por una película ultradelgada (cerca de 1 nanómetro) de metal no ferromagnético (por ejemplo, dos capas de hierro separadas por el cromo: Fe / Cr / Fe). Para ciertos espesores, el acoplamiento RKKY entre las capas ferromagnéticas adyacentes, se hace un acoplamiento antiferromagnético: a nivel energético, se hace preferible para las capas adyacentes que sus magnetizaciones respectivas se alineen de manera antiparalela. La resistencia eléctrica del dispositivo normalmente es más grande en el caso antiparalelo, y la diferencia puede alcanzar varias decenas de porcentuales a temperatura ambiente. En estos dispositivos, la capa intermediaria corresponde al segundo pico antiferromagnético en la oscilación antiferromagnético-ferromagnético del acoplamiento RKKY.
La magnetoresistencia gigante fue observada por primera vez en una configuración multicapa, trabajándose con apilamientos de 10 o más capas.

Magnetorresistencia gigante de válvula de spin

 GMR de válvula de spin.

En el GMR de válvula de spin dos capas ferromagnéticos están separadas por una capa no magnética (aproximadamente 3 nm), pero sin acoplamiento RKKY. Si el campo coercitivo de ambos electrodos ferromagnéticos es diferente, es posible conmutarlos independientemente. Así, podemos realizar una alineación paralela o antiparalela, y la resistencia debe ser más grande en el caso antiparalelo. Este sistema es a veces llamado válvula de espín puesto que permite controlar el espín de los electrones que circulan.
Esta es la que presenta mayor interés comercial puesto que es la configuración usada en la mayoría de los discos duros.

Magnetorresistencia gigante granular
El magnetoresistencia gigante granular es un fenómeno que se produce en precipitados sólidos de materiales magnéticos en una matriz no magnética. En la práctica, el GMR granular es observado únicamente en matrices de cobre que contienen gránulos de cobalto. La razón de ello es que el cobalto y el cobre no son miscibles, y por tanto es posible crear precipitado sólido enfriando rápidamente una mezcla en fusión de cobre y cobalto. La talla de los gránulos depende de la velocidad de enfriamiento y del recocido posterior. Los materiales que muestran una magnetoresistencia gigante granular no parecen en el 2005 capaces de reproducir los efectos tan importantes como los presentados por los formados a partir de multicapas.

Aplicaciones
Otra aplicación es la memoria de acceso aleatorio magnética no volátil. Actualmente, su uso como en sensores está muy extendido.


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 FUENTE:

 https://es.wikipedia.org/wiki/Magnetorresistencia_gigante#Tipos_de_fen%C3%B3menos_GMR


Disolución

Disolución


 Haciendo una disolución de agua salina disolviendo sal de mesa (NaCl) en agua. La sal es el soluto y el agua el disolvente.

Una disolución es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables.
También se puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos.
Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disueltos en agua; o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama. También otros ejemplos de disoluciones son el vapor de agua en el aire, el hidrógeno en paladio o cualquiera de las aleaciones existentes.

Disolvente y soluto

Una disolución es una mezcla homogénea de sustancias puras. Frecuentemente formada por un solvente, disolvente, dispersante o medio de dispersión, medio en el que se disuelven uno o mas solutos. Los criterios para decidir cuál es el disolvente y cuáles los solutos son más o menos arbitrarios; no hay una razón científica para hacer tal distinción.

Wilhelm Ostwald distingue tres tipos de mezclas según el tamaño de las partículas de soluto en la disolución:
  • Dispersiones, suspensiones o falsas disoluciones: cuando el diámetro de las partículas de soluto excede de 0,1 µm.
  • Dispersoides, coloides: el tamaño está entre 0,001 µm y 0,1 µm.
  • Dispérsidos o disoluciones verdaderas: el tamaño es menor a 0,001 µm.
Estas últimas se clasifican en:
  • Disoluciones con condensación molecular: la partícula dispersa está formada por una condensación de moléculas.
  • Disoluciones moleculares: cada partícula es una molécula.
  • Disoluciones iónicas: la partícula dispersa es un ion (fracción de molécula con carga eléctrica).
  • Disoluciones atómicas: cada partícula dispersa es un átomo.
Características generales
Son mezclas homogéneas: las proporciones relativas de solutos y solvente se mantienen en cualquier cantidad que tomemos de la disolución (por pequeña que sea la gota), y no se pueden separar por centrifugación ni filtración.
La disolución consta de dos partes: soluto y disolvente.
Cuando el soluto se disuelve, éste pasa a formar parte de la disolución.
Al disolver una sustancia, el volumen final es diferente a la suma de los volúmenes del disolvente y el soluto, debido a que los volúmenes no son aditivos.
La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones variables entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el soluto, aunque no siempre es así. La proporción en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre ellos. Esta interacción está relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente, es decir, tiene que ver con la cantidad de soluto que es capaz de admitir este disolvente.
Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.
Sus propiedades físicas dependen de su concentración:
  • Disolución HCl 12 mol/L; densidad = 1,18 g/cm³
  • Disolución HCl 6 mol/L; densidad = 1,10 g/cm³
Las propiedades químicas de los componentes de una disolución no se alteran.
Como éstos no se pueden separar por centrifugación o filtración; sus componentes se obtienen a través de otros métodos conocidos como métodos de fraccionamiento, como es el caso de la destilación o la cristalización.

Tipos de disoluciones

👉Por su estado de agregación
➤Sólido
Sólido en sólido: cuando tanto el soluto como el solvente se encuentran en estado sólido. Un ejemplo claro de este tipo de disoluciones son las aleaciones, como el zinc en el estaño.
Gas en sólido: un ejemplo es el hidrógeno (gas), que se disuelve bastante bien en metales, especialmente en el paladio (sólido). Esta característica del paladio se estudia como una forma de almacenamiento de hidrógeno.
Líquido en sólido: cuando una sustancia líquida se disuelve junto con un sólido. Las amalgamas se hacen con mercurio (líquido) mezclado con plata (sólido).

➤Líquido
Sólido en líquido: este tipo de disoluciones es de las más utilizadas, pues se disuelven por lo general pequeñas cantidades de sustancias sólidas en grandes cantidades líquidas. Un ejemplo claro de este tipo es la mezcla de agua con azúcar.
Gas en líquido: por ejemplo, oxígeno en agua o dióxido de azufre en agua.
Líquido en líquido: esta es otra de las disoluciones más utilizadas. Por ejemplo, diferentes mezclas de alcohol en agua (cambia la densidad final). Un método para volverlas a separar es por destilación.

➤Gas
Gas en gas: son las disoluciones gaseosas más comunes. Un ejemplo es el aire (compuesto por oxígeno y otros gases disueltos en nitrógeno). Dado que en estas soluciones casi no se producen interacciones moleculares, las soluciones que los gases forman son bastante triviales. Incluso en parte de la literatura no están clasificadas como soluciones, sino como mezclas.
Sólido en gas: no son comunes, pero como ejemplo se pueden citar el yodo sublimado disuelto en nitrógeno y el polvo atmosférico disuelto en el aire.
Líquido en gas: por ejemplo, el aire húmedo.

Ejemplo
A continuación se presenta un cuadro con ejemplos de disoluciones clasificadas por su estado de agregación donde se muestran todas las combinaciones posibles:




👉Por su concentración
Estos vasos, que contienen un tinte rojo, muestran cambios cualitativos en la concentración. Las disoluciones a la izquierda están más diluidas, comparadas con las disoluciones más concentradas de la derecha.

👉Por su concentración, la disolución puede ser analizada en términos cuantitativos o cualitativos dependiendo de su estado.
Disoluciones empíricas
También llamadas disoluciones cualitativas, esta clasificación no toma en cuenta la cantidad numérica de soluto y disolvente presentes, y dependiendo de la proporción entre ellos se clasifican de la siguiente manera:
  • Disolución diluida: es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.
  • Disolución concentrada: tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen determinado.
  • Disolución insaturada: no tiene la cantidad máxima posible de soluto para una temperatura y presión dadas.
  • Disolución saturada: tienen la mayor cantidad posible de soluto para una temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el disolvente.
  • Disolución sobresaturada: contiene más soluto del que puede existir en equilibrio a una temperatura y presión dadas. Si se calienta una solución saturada se le puede agregar más soluto; si esta solución es enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener un exceso de soluto pasando a ser una solución sobresaturada. Sin embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación el soluto en exceso precipita y la solución regresa a ser saturada; esto se debe a que se mezclaron.

Disoluciones valoradas
A diferencia de las empíricas, las disoluciones valoradas cuantitativamente, sí toman en cuenta las cantidades numéricas exactas de soluto y solvente que se utilizan en una disolución. Este tipo de clasificación es muy utilizada en el campo de la ciencia y la tecnología, pues en ellas es muy importante una alta precisión.
Existen varios tipos de disoluciones valoradas:
  • Porcentual
  • Molar
  • Molal
  • Normal
Conocimientos aplicados
En función de la naturaleza de solutos y solventes, las leyes que rigen las disoluciones son distintas.
  • Sólidos en sólidos: Leyes de las disoluciones sólidas.
  • Sólidos en líquidos: Leyes de la solubilidad.
  • Sólidos en gases: Movimientos brownianos y leyes de los coloides.
  • Líquidos en líquidos: Tensión interfacial.
  • Gases en líquidos: Ley de Henry.

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FUENTE:



https://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3n



Solubilidad

Solubilidad

La solubilidad es la capacidad de una sustancia de disolverse en otra llamada solvente. Implícitamente se corresponde con la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente, a determinadas condiciones de temperatura, e incluso presión (en caso de un soluto gaseoso). Puede expresarse en unidades de concentración: molaridad, fracción molar, etc.

Si en una disolución no se puede disolver más soluto se dice que la disolución está saturada. Bajo ciertas condiciones la solubilidad puede sobrepasar ese máximo y pasa a denominarse solución sobresaturada. Por el contrario, si la disolución admite aún más soluto, se dice que se encuentra insaturada.

No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente. Por ejemplo, en el agua, se disuelve el alcohol y la sal, en tanto que el aceite y la gasolina no se disuelven. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a este carácter, la sustancia será más o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con más de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico.
Entonces para que un compuesto sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad; es decir, tal compuesto no ha de tener más de un grupo polar. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad, como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados halogenados.

El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua, hidratación.

Factores que afectan la solubilidad
La solubilidad de una sustancia en otra está determinada por el equilibrio de fuerzas intermoleculares entre el disolvente y el soluto, y la variación de entropía que acompaña a la solvatación. Factores como la temperatura y la presión influyen en este equilibrio, cambiando así la solubilidad.
La solubilidad también depende en gran medida de la presencia de otras sustancias disueltas en el disolvente como por ejemplo la existencia de complejos metálicos en los líquidos. La solubilidad dependerá también del exceso o defecto de algún ion común, con el soluto, en la solución; tal fenómeno es conocido como el efecto del ion común. En menor medida, la solubilidad dependerá de la fuerza iónica de las soluciones. Los dos últimos efectos mencionados pueden cuantificarse utilizando la ecuación de equilibrio de solubilidad.


Temperatura



La solubilidad de un soluto en un determinado disolvente principalmente depende de la temperatura. Para muchos sólidos disueltos en el agua líquida, la solubilidad aumenta con la temperatura hasta 100 °C,3​ aunque existen casos que presentan un comportamiento inverso. En el agua líquida a altas temperaturas la solubilidad de los solutos iónicos tiende a disminuir debido al cambio de las propiedades y la estructura del agua líquida, el reducir los resultados de la constante dieléctrica de un disolvente menos polar.

Los solutos gaseosos muestran un comportamiento más complejo con la temperatura. Al elevarse la temperatura, los gases generalmente se vuelven menos solubles en agua (el mínimo que está por debajo de 120 °C para la mayoría de gases),4​ pero más solubles en disolventes orgánicos.

El gráfico muestra las curvas de solubilidad de algunas sales sólidas inorgánicas típicas. Muchas sales se comportan como el nitrato de bario y el arseniato ácido disódico, y muestran un gran aumento de la solubilidad con la temperatura. Algunos solutos (por ejemplo, cloruro de sodio (NaCl) en agua) exhiben una solubilidad bastante independiente de la temperatura. Unos pocos, como el sulfato de cerio (III) y el carbonato de litio, se vuelven menos solubles en agua a medida que aumenta la temperatura. Esta dependencia de la temperatura se refiere a veces como «retrógrada» o «solubilidad inversa». En ocasiones, se observa un patrón más complejo, como con sulfato de sodio, donde el cristal decahidrato menos soluble pierde agua de cristalización a 32 °C para formar una fase anhidra menos soluble.

La solubilidad de los compuestos orgánicos casi siempre aumenta con la temperatura. La técnica de la recristalización, utilizado para la purificación de sólidos, depende de un soluto de diferentes solubilidades en un disolvente caliente y fría. Existen algunas excepciones, tales como determinadas ciclodextrinas.

Presión
La solubilidad de los gases varía no sólo con la temperatura sino además con la presión ejercida sobre el mismo. De esta manera, la cantidad de un soluto gaseoso que puede disolverse en un determinado solvente, aumenta al someterse a una presión parcial mayor (véase Ley de Henry). A nivel industrial, esto se puede observar en el envasado de bebidas gaseosas por ejemplo, donde se aumenta la solubilidad del dióxido de carbono ejerciendo una presión de alrededor de 4 atm.


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FUENTE:

https://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad





martes, 17 de julio de 2018

Detección de agua en el combustible

Detección de agua en el combustible

El agua puede estar presente en el fuel-oil, fuel-oil naval o IFO en forma libre o bien dispersa como emulsión. En condiciones normales, el gasoil o el TNCC no se emulsionan con el agua.

1. Compuesto verificador del agua.
Para verificar la presencia de agua se empleará el “Compuesto Verificador de Agua en el Combustible” que corresponda al tipo de combustible que se está empleando (rojo para fuel-oil, fuel-oil naval o IFO y verde para el gasoil o TNCC). Estos compuestos, son también conocidos con el nombre de “Pasta busca agua F y R”, respectivamente.

Su composición porcentual en peso y forma de uso es la siguiente:

 Compuesto “F” para fuel-oil, fuel-oil naval o IFO:

Carbonato de calcio……………47,30%
Oxido de hierro…………………4,00%
Agua…………………………….5,70%
Glucosa de maíz líquida……….43,00%
Esencia de trementina ……………c.s.
Esencia de mirbana…………….…c.s.

Forma de uso: Cubrir la varilla con una fina película del producto y dejar durante tres (3) minutos; sondar, dejando la varilla en el tanque durante cinco (5) minutos; sacar la varilla y limpiar suavemente con una estopa embebida en gasoil para sacar el fuel-oil.
En la parte que tocó agua el producto se desprende o adquiere opacidad.
En la parte en contacto con el combustible permanece adherido e inalterado.

Compuesto “R” para gasoil o TNCC:

Carbonato de calcio……………52,03%
Trietanolamina.………………. 47,04%
Fenolftaleína……………………0,78%
Colorante verde
“Lanilil sólido L. G”……………0,15%

Forma de uso: La aplicación del producto y sondaje se efectúa en la misma forma que la anterior, pero no es necesario limpiar la varilla al sacarla del tanque. En este caso, en la parte que tocó agua el producto vira al color rojo. En la parte que tocó el combustible conserva su color verde original como en el caso anterior.
Para un correcto resultado, es imprescindible que la varilla se encuentre perfectamente limpia y libre de grasitud antes de aplicar el compuesto.

2. Pruebas.
Las pruebas con el “Compuesto Verificador del Agua en los Combustibles” se efectuarán al día siguiente de haberlo embarcado y luego, antes de poner en servicio cada tanque, en especial si ha sido lastrado inmediatamente antes de este último embarque. Los resultados se asentarán en el Libro Diario de Máquinas en Navegación o Puerto.

3. Extracción del agua.
En el caso de utilizarse fuel-oil o IFO, el agua libre de los tanques será extraída lo más pronto que sea posible, pues al dejarla en contacto con el combustible por algún tiempo, puede formarse una emulsión. La combustión del fuel-oil con más del 2% de agua ocasiona el deterioro rápido de las paredes refractarias de las calderas y la formación de depósitos en los haces de tubos (ver Capítulo 20 de estas Normas).

4. Informes.
Toda dificultad que se presente en el uso del combustible debido a emulsiones, se informará por nota, dando detalles completos de las circunstancias, incluyendo las condiciones del tiempo, temperaturas del combustible en los tanques y si éstos han sido lastrados.
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 FUENTE:

NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACIÓN DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (NOCEM) CAPITULO 32 COMBUSTIBLES Y SISTEMAS RELACIONADOS 2daEdición 2001 





 

LIQUIDOS COMBUSTIBLES PESADOS EN LA ARMADA

LIQUIDOS COMBUSTIBLES PESADOS EN LA ARMADA

Definiciones y uso de los combustibles pesados

1. Fuel-oil.
Combustible pesado obtenido por los distintos procesos de refinación del petróleo. Su apariencia es oscura y su alta viscosidad y densidad lo hacen el combustible ideal para ser utilizado en calderas.
Para facilitar su manipulación y comercialización puede ser diluido mediante cortes más livianos de escaso valor comercial, tal como el diesel-oil sin hidrogenar o gasoil de baja calidad, de esta forma se obtiene el IFO (fuel-oil intermedio), pudiendo ser quemado, mediante calentamiento previo en motores diesel, cuyas cámaras de combustión y sistemas de inyección hayan sido diseñados al efecto.
El fuel-oil tiene la particularidad de arrastrar y concentrar todos los elementos indeseables de los crudos durante todos los procesos de refinación, como ser sodio, vanadio, manganeso y azufre, por ello sus cualidades como combustible se ven reducidas, debiéndose tener presente los cuidados especiales que requerirán las instalaciones que lo utilizan. Los sistemas de reconversión de las destilerías buscan reducir el contenido de fuel-oil, para obtener derivados de mayor valor comercial, hasta obtener como valor residual coque.

2. Fuel-oil naval (FON).
Combustible pesado para uso en calderas navales y terrestres, que no disponen de sistemas especiales de calentamiento en los tanques para realizar movimientos y/o reabastecimientos. De esta forma se evita el uso de calderas y serpentines para calefaccionar el producto a los fines de reducir su viscosidad, pudiendo ser bombeado a bajas temperaturas, en forma satisfactoria.
Cabe destacar que si bien el producto es quemado en calderas, de no contar con vapor de otra fuente u otro medio para su calentamiento, es necesario que la misma sea iniciada con un combustible de menor viscosidad (gasoil o diesel-oil), hasta alcanzar generación de vapor que permita calentar el FON para lograr la misma viscosidad que el combustible liviano.
El producto es obtenido por la destilería o distribuidor mediante la mezcla de fuel-oil y un diluyente reductor de viscosidad, normalmente gasoil de baja calidad o diesel-oil sin hidrogenar, hasta alcanzar una viscosidad aproximadamente de 50 cSt a 40ºC. El FON utilizado en la Armada se obtiene con la mezcla de 70% de fuel-oil y 30% de diesel-oil o gasoil.
En todos los casos en que la Dirección de Abastecimientos Navales (DIAB) por inconvenientes imprevistos, no pueda proveer a las Unidades fuel-oil naval, o que en la zona de operaciones y reaprovisionamiento de los buques no se pueda proveer el mencionado combustible, se autoriza a utilizar fuel-oil mezcla en la siguiente proporción: 70% de fuel-oil y 30% de diesel-oil o gasoil.
Para conseguir una mezcla uniforme se deben emplear los mezcladores apropiados que tienen, normalmente, las plantas elaboradoras de las destilerías. Si se agrega al fuel-oil directamente el diesel-oil o el gasoil, no se tendrá una mezcla homogénea; en este caso, se deberán recircular los productos, por lo menos, una vez y media el volumen del tanque para tener una mezcla más o menos uniforme.

3. Fuel-oil intermedio (IFO).
Combustible pesado elaborado en base a derivados residuales pesados del petróleo, con viscosidades estandarizadas a 50ºC.
Las distintas viscosidades son alcanzadas mediante el agregado de diluyentes livianos, normalmente del corte del gasoil o diesel-oil, pero debiéndose mantener siempre un punto de inflamación superior a los 60ºC.
La obtención de combustibles con viscosidades estandarizadas permite al usuario reabastecer combustible de distintas procedencias con cierta semejanza de productos, pudiendo, en consecuencia, ser quemado en los sistemas de inyección de combustible que fueron diseñados para una dada viscosidad.
La utilización principal de dichos combustibles es en la producción de energía mecánica y térmica, y en casos especiales, en turbinas a gas con instalación de regeneración de calor. El uso de estos combustibles en los motores diesel requiere de lubricantes de distinta capacidad alcalina (mayor TBN) y en algunos casos de distintos periodos de mantenimiento (menores horas entre recorridos), dado que estos combustibles arrastran elementos indeseables (sodio, vanadio, azufre y moléculas pesadas de hidrocarburos de difícil combustión), cuya presencia puede llegar a presentar algún tipo de inconveniente mecánico.
Para el uso de estos combustibles se requieren modificaciones especiales en los sistemas de purificación, filtrado e inyección de combustible. El diseño de una planta para trabajar a una determinada viscosidad (por ejemplo IFO 180), requiere del uso de este producto solamente, no pudiendo ser reemplazado con otro de menor o mayor viscosidad, dado que el sistema de precalentamiento de combustible ha sido diseñado para un valor prefijado.
El IFO no es un combustible de uso en la Armada con esa denominación. Sin embargo tiene sus equivalencias, dado que el IFO 380 es el fuel-oil y el IFO 50 es el fuel-oil naval, ya que prácticamente coinciden sus viscosidades (ver Anexos respectivos).

Características de los líquidos combustibles pesados

1. Explosiones e incendios.
Los líquidos combustibles pesados no son explosivos, ya que estando cargados a granel es muy difícil que ardan, no siendo susceptibles de combustión espontánea. Sin embargo, sus vapores son explosivos cuando se mezclan con el aire en ciertas proporciones. Estos vapores son más pesados que el aire y tienden a acumularse en lugares bajos, tales como las sentinas y los fondos de los tanques, en los que pueden quedar sin ser descubiertos hasta que los haga arder una chispa o cualquier fuente de calor. Estos vapores siempre están presentes en tanques parcialmente llenos, o en los que han contenido el líquido combustible y de los que no han sido eliminados por los medios que se indican en la Sección 11. Estos vapores son expelidos por los venteos de los tanques cuando se llenan.
Si se deja una pérdida sin estancar en el sistema de combustible, puede producirse una acumulación de vapores suficiente como para formar mezclas explosivas en contacto con el aire. La ignición de esas mezclas pueden ser producidas por luces descubiertas, chispas eléctricas o mecánicas, el calor del filamento de una lamparita que se rompe, un cigarrillo o fósforo, chispas de chimeneas, los fuegos de las calderas o calderetas, etc. Normalmente, las explosiones de estos vapores son seguidas por incendios en el combustible líquido y otros materiales cercanos.

2. Explosímetros.
Para detectar estos vapores, antes y durante la limpieza de los tanques de combustible y en toda oportunidad en que puedan estar presentes, deben usarse los explosímetros. Este instrumental está descripto en el Capítulo 29 de estas Normas.

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ENTRADAS RELACIONADAS

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FUENTE:

NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACIÓN DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (NOCEM) CAPITULO 32 COMBUSTIBLES Y SISTEMAS RELACIONADOS 2daEdición 2001 





 

Propiedades explosivas de la nafta

Propiedades explosivas de la nafta

1. La nafta es altamente volátil e inflamable y su trato descuidado puede producir daños importantes tanto a los buques como a sus tripulaciones. La nafta suelta en bandejas o en latas destapadas, es una fuente especial de peligro.

2. La nafta es lo suficientemente volátil como para formar una mezcla explosiva con el aire a todas las temperaturas ambiente y sin necesidad de ayudas mecánicas.

3. El margen de explosividad de las mezclas de vapores de naftas y aire es de 1,5 a 7,5% en volumen. Dentro de estos valores una leve chispa será suficiente para producir la combustión o explosión de la mezcla.

4. La nafta o sus vapores no arderán ni explotarán si no están en presencia de aire.

5. Los vapores de la nafta son más pesados que el aire y, por consiguiente, las concentraciones peligrosas tienden a ubicarse en las partes bajas de los compartimientos y a diseminarse por las cubiertas en atmósferas quietas. Esto significa que, mientras la concen-tración puede estar por arriba o por debajo del margen de explosividad en una parte del compartimiento, puede ser explosiva en otro lugar o nivel del compartimiento.

6. La nafta no es conductora de la electricidad, pero cuando fluye a través de tuberías genera electricidad estática que si puede descargarse producirá chispa, lo que hará arder cualquier mezcla cercana de vapores de nafta y aire. Aparte de la electricidad estática que puede generarse por el flujo de la nafta, el avión o embarcación pueden estar a un potencial eléctrico distinto de la boquilla de llenado. Por estas razones los sistemas de llenado de nafta deberán estar conectados eléctricamente al avión o embarcación que va a ser abastecida y los aviones deberán ser puestos a tierra antes de comenzar a mandar la nafta.


Propiedades tóxicas de la nafta

Los vapores de la nafta son peligrosos para el ser humano, incluso en exposiciones cortas a concentraciones tan pequeñas como del 1 al 2 %, de modo que la concentración peligrosa para el ser humano es del orden del límite más bajo de explosividad. Por consiguiente, es evidente que si un hombre sufre un colapso en una mezcla de vapores de nafta y aire, la atmósfera se está haciendo o es ya peligrosamente explosiva.

Se deberán tener en cuenta los siguientes factores:

1. La nafta recién destilada no es muy tóxica, pero en la forma en que se la provee para los distintos usos de a bordo tiene agregados distintos productos químicos. Sin embargo, el trato común con la nafta no involucra un riesgo pronunciado ya que la cantidad total de los productos químicos que se le agregan es muy pequeña y la mezcla se hace con anterioridad su provisión. Si bien, en la actualidad, prácticamente ya no se formulan naftas con el agregado de tetraetilo de plomo, que es un veneno violento, se deberán seguir tratando a éstas con las mismas precauciones que se tomaban anteriormente, por los restantes aditivos empleados en su formulación.

La exposición a altas concentraciones de vapores representa un peligro muy grave para el personal que deba entrar en tanques de estiba que han contenido nafta, causado por el residuo o lodo que queda en estos tanques, ya que es altamente tóxico. El efecto tóxico se produce por inhalación o por absorción de la piel, siendo más acentuado en la aeronafta por poseer una mayor proporción de productos químicos agregados.

2. Las precauciones para entrar en los tanques que han tenido nafta y los métodos para su limpieza y eliminación de gases se encuentran en la Sección 05.

3. El sentido del olfato normalmente da una buena indicación de los vapores de nafta cuan-do se entra en un compartimiento, pero el personal que está acostumbrado a ello por su trabajo rutinario, puede no advertir un aumento en la concentración. Sin embargo, puede ocurrir que la atmósfera de un tanque sea aparentemente similar a la anterior pero que, pese a ello, tenga concentraciones tóxicas. El sentido del olfato es engañoso y nunca debe confiarse en él.

4. Los efectos de la exposición del individuo a la nafta son muchos y variados. En un envenenamiento leve puede producirse una excitación; es decir un estado de hilaridad y borrachera feliz que torna descuidado al hombre. En concentraciones más elevadas hay, además, una tos provocada por cosquilleo y una sensación de constricción en la garganta. Si la exposición continúa se produce la falla en la coordinación muscular y el sujeto se torna somnoliento y embotado; se le nubla la visión y siente un dolor quemante en el pecho. En concentraciones aun mayores se produce la confusión mental, la víctima grita excesivamente y adopta una actitud de rechazo de modo que su auxilio se hace peligroso, tanto para él como para el personal de rescate. Si la concentración es muy elevada, la persona cae al suelo inconsciente casi enseguida y, si no es retirada de inmediato, su vida corre peligro.

5. Si se derrama nafta sobre la piel desnuda, se evaporará rápidamente sin producir quema-duras; pero si su contacto con la piel es constante o se empapa la ropa y ésta permanece en contacto con la piel, se producirán ampollas y quemaduras. En personas que se han encontrado desvanecidas en un compartimiento cerrado, es normal encontrar quemaduras extensas sobre aquellas partes del cuerpo que han estado en contacto con nafta.

6. Todo el personal que trabaje con nafta deberá seguir estrictamente las precauciones indicadas en las normativas legales y reglamentos en vigencia.

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 FUENTE:

NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACIÓN DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (NOCEM) CAPITULO 32 COMBUSTIBLES Y SISTEMAS RELACIONADOS 2daEdición 2001 





 

LIQUIDOS COMBUSTIBLES LIVIANOS EN LA ARMADA

LIQUIDOS COMBUSTIBLES LIVIANOS EN LA ARMADA

Generalidades acerca de los líquidos combustibles livianos
Todo el personal relacionado con el manipuleo de líquidos inflamables deberá tener un conocimiento pleno de lo establecido en la Sección 05, debiendo tener conciencia de la naturaleza peligrosa de los fluidos con que trata.
Todos los combustibles livianos se comportan aproximadamente de la misma forma, pudiendo decirse que la nafta, en cualquiera de sus tipos, es el más peligroso de todos. Por consiguiente, se ha tomado el comportamiento de la nafta como base para estas disposiciones, pero de ninguna forma ello reduce la necesidad de aplicarlas a todos aquellos combustibles por igual. La peligrosidad de todos estos líquidos, en particular de la nafta, es considerablemente mayor en zonas tropicales, debido al aumento de vaporización por las temperaturas ambientales más elevadas.

Custodia de los combustibles livianos
Todos los combustibles livianos estarán bajo la custodia del Departamento Máquinas, a excepción de los solventes de aviación y del fluido anticongelante que estarán bajo la del Departamento o Cargo que corresponda, en las Unidades que lleven aeronaves.

BAJO NINGUNA CIRCUNSTANCIA LA NAFTA, EL QUEROSEN Y LOS RESTANTES COMBUSTIBLES LIVIANOS MENCIONADOS EN ESTA SECCION, SERAN USADOS PARA OTROS PROPOSITOS QUE SEAN DISTINTOS PARA LOS QUE FUERON PROVISTOS.

Definiciones y uso de los combustibles livianos

1. Naftas.
Es el corte líquido, a presión atmosférica, más liviano de los hidrocarburos destilados del petróleo, aunque también puede ser obtenido por la separación de los más pesados que puede contener el gas natural del yacimiento, antes de ser comprimido y transportado por el gasoducto, evitando de esta manera daños en las instalaciones y logrando un producto de mayor valor agregado.
Es el combustible utilizado en los motores de encendido por chispa, conocido termodinámicamente como ciclo Otto.
El ingreso del combustible durante la admisión de aire al motor para poder iniciar una normal combustión, mediante el salto de chispa eléctrica, y que no se produzca un autoencendido (detonación) durante la compresión, requiere de una mezcla homogénea con el aire y una relación muy acotada, prácticamente estequiométrica (relación teóricamente exacta de aire/combustible para que éste se queme totalmente), pudiendo ser alcanzada únicamente mediante características especificas de cada motor y de la calidad de la nafta.

Dada su alta sensibilidad a la detonación ocasionada por la relación volumétrica de compresión, es comercializada en distintas calidades, según su resistencia a la combustión espontánea, valor medido por el número octánico. Las distintas calidades para su comercialización son diferenciadas por su color, mediante el agregado de anilinas.

2. Combustible JP1.
Existen normas internacionales que le confieren a este combustible las características más adecuadas para una correcta combustión en las turbinas de gas aeronáuticas. Los cortes de las refinerías cumplen con exceso las especificaciones internacionales que la regulan.
La curva de destilación es igual a la del querosén. El punto de congelamiento (la máxima temperatura a la cual el JP1 comienza a pasar del estado líquido al estado sólido) debe ser de -50 ºC, de modo de permitir una libre circulación del combustible aún cuando el avión vuela a gran altura y bajas temperaturas. El congelamiento se produce por las parafinas presentes que comienzan a solidificarse.
El JP-1 es transparente al igual que el querosén, el cual, para diferenciarlo de los otros combustibles, es coloreado mediante anilina.

3. Querosén.
El querosén, es un combustible con características que otorga la curva de destilación entre el gasoil y las naftas. Similar al combustible JP, pero de menor calidad en lo que respecta al contenido de azufre, sedimentos, aromáticos y punto de escurrimiento.
Este combustible ha tenido gran aplicación para la iluminación (buen punto de humeo), calefacción y cocinas. Actualmente ha sido reemplazado para estas funciones por el GLP (Gas Licuado de Petróleo), dado su mejor inicio a la combustión y limpieza de llama.
Originariamente este combustible es incoloro, para su comercialización se le agregan anilinas con tonalidad, para dificultar la adulteración de las naftas, considerando que si bien es de corte más pesado, puede ser evaporado en determinados porcentajes en los múltiples de admisión de los motores de ciclo Otto. Desde el punto de vista del número de octano, es un combustible pobre.
En el uso naval tiene poca aplicación; solamente queda reservado como diluyente, agente limpiador, etc. Dado su relativamente bajo punto de inflamación (menor de 60ºC), deben tenerse en cuenta las medidas de seguridad correspondientes.

4. Turbo Naval Calidad Certificada (TNCC).
El TNCC es un combustible elaborado en la Argentina con especificaciones similares a las del combustible NATO F76.
El corte de este combustible, en lo que respecta a la curva de destilación, lo hace especial para ser utilizado tanto en motores diesel como en turbinas de gas de uso naval. Para poder cumplir las estrictas especificaciones de la mencionada norma, el combustible es elaborado en una planta que disponga del proceso de topping separado del resto de los de alta conversión como son los de cracking térmico y catalítico, a los efectos que no haya ninguna probabilidad de contaminación con gasoil obtenido de estos últimos. Por otra parte, el crudo utilizado para su obtención es seleccionado para acotar el contenido de metales.
Por estas dos consideraciones, crudo seleccionado y único proceso de obtención (el de topping), el TNCC es un combustible cuyo costo es sensiblemente mayor al del gasoil comercial.
El proceso de topping le confiere una cualidad de pureza superior a la obtenida en los procesos de alta conversión de los hidrocarburos, ya sea en cuanto al contenido de sedimentos como al color. Por otra parte el contenido acotado de olefinas y aromáticos permite que pueda ser almacenado por periodos prolongados, sin que se presenten diferencias apreciables en el color y contenido de sedimentos.
Por otra parte no requiere de mayores cuidados por parte de los usuarios en lo que respecta al centrifugado y tiempo de permanencia en los tanques de servicio, para permitir una adecuada decantación de todos los elementos indeseables.
En los inicios de su elaboración la Armada denominó a este combustible Turbo Naval, dado que sería el que utilizarían las Unidades propulsadas por turbinas de gas. Posteriormente sería adoptado por todas las Unidades propulsadas por motores diesel.
Dado que la verificación de los parámetros de este combustible resultaban altamente costosos y complicados, tanto para la Armada como para el productor, en lo que hace al contenido de olefinas y aromáticos, se acordó determinar que el combustible elaborado siempre por el mismo proceso en la destilería y con crudos seleccionados del mismo yacimiento, podría considerarse de Calidad Certificada. Ante tal situación se le cambió el nombre por el de Turbo Naval Calidad Certificada (TNCC).

5. Gasoil.
Es el corte más importante en uso en el país, y en aumento en los últimos años, por la masiva incorporación de vehículos de poco porte que utilizan este tipo de combustible. Normalmente se lo utiliza sin aditivos, es decir, tal como se produce en la refinería.
Su principal uso naval es en la combustión en motores diesel, generalmente del tipo rápido (en general de 1000 a 1500 RPM) ya que los motores diesel de menor número de vueltas, puede funcionar satisfactoriamente mediante diesel-oil o IFO.
Según normas europeas, el punto de inflamación debe estar por encima de los 55ºC. En nuestro país ante la necesidad de elaborar mayor cantidad de gasoil, por el incremento de consumo de este tipo de combustible en el parque automotor, en detrimento de la nafta, el valor ha sido reducido a 45ºC, es decir, que ha sido llevada la parte más pesada de la nafta al gasoil para producir mayor cantidad. El gasoil para buques, vehículos anfibios y vehículos de combate embarcados, deberá tener más de 60ºC por razones de seguridad, mientras que para el uso automotor se utiliza el gasoil que se encuentra en el mercado.
El valor del punto de inflamación no produce alteraciones de la combustión en el motor diesel, sino que deben considerarse otras condiciones de seguridad en su manipulación.

6. Gasoil antártico (GOA).
El gasoil antártico es recomendado para ser usado a temperaturas menores de -5ºC ya que este combustible tiene un punto de escurrimiento de -40ºC.
No debe ser utilizado en zonas cálidas por los peligros derivados de la formación de gases, dado que su punto de inflamación de 44°C mínimo, es sensiblemente inferior al del gasoil en uso en la Armada.
Se deberá utilizar el gasoil para zonas muy frías o gasoil antártico, exclusivamente en el Área Naval Austral. Dicho combustible deberá ser utilizado en esa zona tanto en invierno como en verano, para evitar que restos del combustible usado durante el verano sean consumidos en invierno, con resultados no satisfactorios.

7. Diesel-oil.
El diesel-oil es un combustible con características en la curva de destilación similar a la del gasoil, pero de menor calidad en lo que respecta a otros parámetros tales como: sedimento, color, contenido de azufre, menor estabilidad al almacenamiento, mayor contenido de aromáticos y en general menor índice de cetano.
Este producto ha tenido participación en el mercado petrolero cuando el fuel-oil pesado era utilizado en grandes cantidades directamente en las calderas.
El uso del IFO en los motores diesel requirió una demanda mayor de hidrocarburos diluyentes (normalmente del corte del gasoil o diesel-oil) para alcanzar viscosidades menores a la del fuel-oil pesado, motivo por el cual en la actualidad no es común su uso; sumado a ello, las destilerías disponen de mayores cantidades de hidrógeno, obtenido por el mejoramiento octánico de las naftas, con el cual pueden realizar el tratamiento de hidrogenado al diesel-oil, llegando de esta manera a un combustible de calidad superior, que es comercializado como gasoil (limpio y con buena estabilidad al almacenamiento).
 
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ENTRADAS RELACIONADAS

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FUENTE:

NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACIÓN DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (NOCEM) CAPITULO 32 COMBUSTIBLES Y SISTEMAS RELACIONADOS 2daEdición 2001 



 

 

lunes, 9 de julio de 2018

ALGUNAS PALABRAS SOBRE LA NORMA EURO 5

ALGUNAS PALABRAS SOBRE LA NORMA EURO 5

La norma Euro V, es un conjunto de medidas reglamentarias que tienen como objetivo reducir las emisiones de gases y partículas contaminantes en vehículos dotados con motores de combustión interna. Las novedades que incorporarán los motores de generación Euro 5 respecto de los  Euro 3 para cumplir con la norma son , además de diversas modificaciones y replanteos en la gestión electrónica, estos modernos propulsores, si bien están desarrollados sobre la misma arquitectura que los Euro 3, poseen EGR o SCR, uno de los dos sistemas que colaboran para minimizar los gases contaminantes expulsados al medioambiente:
El EGR (proceso de recirculación de gases) es un sistema que consiste en enfriar mediante un radiador una parte de los gases de escape de los motores y redirigirlos hacia el colector de admisión mediante una válvula que estabiliza la velocidad de dichos gases. Esta acción reduce claramente las emisiones de óxidos de nitrógeno que un motor convencional expulsa al medioambiente.
Los fabricantes europeos adoptaron este avance en 1996 para cumplir con la norma europea Euro 2 sobre contaminación que regía en ese momento. Hoy es una tecnología impredecible en motores bajo norma Euro 6.



El otro componente es la implementación del filtro o dispositivo DPF.



El dispositivo DPF funciona a través de un proceso denominado ‘Regeneración’, encargado de la autolimpieza del filtro. Los residuos generados por la combustión del motor se convierten en dióxido de carbono y vapor de agua al salir del sistema del escape. El filtro DPF se limpia de manera automática y periódica mientras se está conduciendo y para su correcto funcionamiento el vehículo se debe utilizar con combustible Grado 3. Con ciclos de conducción normales, el conductor no percibirá el funcionamiento del filtro DPF. No obstante, en ciclos cortos de manejo o a velocidades por debajo de los 30 km/h, puede que la regeneración no llegue a completarse, por lo que el vehículo dará aviso para que el conductor siga conduciendo por más tiempo, preferentemente en ruta o avenida, para poder finalizar con el proceso y limpiar por completo el filtro de partículas.

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FUENTES:

http://www.motorwebargentina.com/2018/02/chevrolet-s10-incorpora-filtro-particulas-euro-5/

http://www.truckmagazine.com.ar/la-norma-euro-5-entrara-en-vigencia-en-argentina-en-2016/



TRABAJOS PREVIOS, DESMONTAJE Y MONTAJE DE UN TURBOCOMPRESOR

TRABAJOS PREVIOS, DESMONTAJE Y MONTAJE DE UN TURBOCOMPRESOR



DEFECTOS EN EL TURBO
La falta de presión de suministro del turbo se manifiesta con una perdida importante de potencia y un elevado consumo de combustible, si la perdida de presión se debe a una fuga de aire una vez comprimido este , en vehículos diesel vendrá acompañado de una humareda negra por el escape la cual es mas llamativa cuanta mas demanda de potencia se haga.
El gripado del turbo por mal uso o defecto dejará sin presión de suministro al colector, por lo que su rendimiento esperado será sensiblemente inferior a un motor de similar cilindrada pero atmosférico, debido a que el turbo presenta ahora una oposición ( al estar agarrotado) a la buena admisión del aire  del motor
El fallo de los retenes del elemento compresor, aparte de un consumo elevado de aceite se acompañan de presencia de humo color blanquecino en el escape con olor a aceite quemado, dicho humo proviene de un quemado inadecuado del aceite que entrará en la cámara de combustión. Mantener funcionando el motor en estas circunstancia puede ser hasta peligroso como siempre que entra en el cilindro aceite que se quema incontroladamente en el transcurso de la fase de explosión, pudiendo generar sobrepresiones en el interior del cilindro desastrosas para el motor.


El fallo de la válvula de descarga ( waste –gate) puede generar similares síntomas a la de un turbo que se agarrota , pero la perdida de potencia será ligeramente inferior, asemejándose a la de un motor atmosférico de similar cilindrada.

CONTROL DE LA PRESIÓN DE SUMINISTRO DEL TURBO
Será preciso comprobar la efectividad del turbo antes de proceder a su desmontaje y revisión, para ello intercalaremos un manómetro en la propia tubería que sirve para accionar el control de la presión de descarga ( Waste –Gate).



Deberemos examinar en los distintos regímenes y a distintas cargas la presión máxima que es capaz de mantener en el colector dicho compresor. Verificaremos la correcta instalación de tuberías y conexiones, de manera que no se vea afectado el elemento que gobierne el elemento de control ( waste-gate , o distribución variable) no obstruyendo la misma ni generando puntos de fuga de aire.
Una vez conectado el manómetro y caliente el motor se efectuará la prueba acelerando el motor y comprobando que el turbo es capaz de mantener la presión en el colector de admisión en el valor tarado por el fabricante, se debe comprobar a su vez posibles fugas de manguitos, bien por abrazaderas o por rajas en las uniones de los tramos de tuberías, que pudieran hacer perder presión de aire de suministro.
Se comprobará en caso de presión insuficiente o mal control de la misma, que la válvula de descarga o la propia geometría variable trabajan adecuadamente, comprobando su funcionamiento con posterioridad cuando el motor se haya enfriado. Dicha comprobación se realizará mediante el accionamiento manual de la distribución o el recorrido de la válvula de descarga ( Waste-gate) a mano, en su movimiento no debe presentar agarrotamiento o funcionamiento a saltos , debiendo moverse de forma suave y retornando automáticamente a la posición de reposo.



TRABAJOS EN EL TURBOCOMPRESOR
Los turbos son maquinas realmente simples, sin grandes complejidades ni gran número de piezas, pero su elevado régimen de giro, su trabajo en ambientes de suciedad ( en el escape) y los altos gradientes térmicos que maneja implican que sean realmente delicadas a la hora de manipularlos.


La limpieza del mismo, la comprobación de desgastes y holguras se hacen necesarios con el uso y siempre que se crea que presentan algún tipo de problema, no debemos confiar en un buen funcionamiento en cojinetes con excesiva o escasa holgura, las condiciones de uso suelen ser tan duras que varían mucho del momento en que lo comprobamos ( a temperatura ambiente) de las de uso real.

a) Preparación previa
En los trabajos sobre el tubo deberemos ser igual de cuidadosos que cuando se interviene en cualquier operación de motor que implique posibles entrada de suciedad a su interior.
La arena, piedras o tierra que suelen abundar en el vano motor y deberá ser desplazada previamente al trabajo en si , bien mediante agua u otro disolvente no agresivo o mediante el soplado de la misma, de forma que el desmontaje y apertura de las partes de los conductos de admisión y lubricación no implique un mayor riesgo de exponerse a entradas in-deseadas de materias extrañas.
Deberemos igualmente tener especial cuidado en taponar con trapos limpios ( que no se deshilachen) los orificios de recogida de aceite del cárter del turbo , así como las entradas de colectores a los cilindros.
Una vez extraído el turbosoplante , deberemos proceder a su limpieza exterior cuidando de que no se introduzcan detritus en su interior , se empleará un disolvente que elimine la grasa que pueda tener depositada. La limpieza de elementos de esta índole debe ser tan exquisita como se pueda conseguir , deberemos entender que el interior de estos elementos de tolerancias tan estrechas deben ser pulcramente tratado, de igual modo a como lo haríamos con una intervención quirúrgica. La sílice de la arena oficia de abrasivo en el interior de una maquina en movimiento y debemos procurar la limpieza en este campo, ya que el elevado giro de un turbosoplante multiplica el efecto de desgaste, frente a otra maquina rotativa cualquiera .
Una vez limpio procederemos a comprobar la holgura del rotor del turbo.

b) Verificación de tolerancia Axial
Se dispondrá de un comparador con base magnética y un palpador. Situaremos la base magnética en un punto fijo de referencia que sea sólido a la carcasa del turbosoplante, dispondremos el palpador de forma que tome contacto en el eje del tubo y quede libre para desplazarse en la misma dirección en que apunta el eje, sin que forme ningún ángulo con este .
Se empujará el eje en sentido axial de forma que la indicación del comparador nos de una lectura que sea representativa del la holgura real, es muy importante que el desplazamiento del palpaldor no forme ángulo con el eje , sino que se haga en su mismo sentido para que no de una lectura falseada.
Las tolerancia deben estar en las que estime el fabricante dependiendo estas del tamaño del turbo y el motor al que va destinado ( ciclo diesel u otto), para turbos de automoción de un tamaño relativamente pequeño es aceptable holguras entre 0.025mm y 0.10 mm, teniendo que procederse a reparar en caso de ser mayores o menores a las establecidas por el fabricante.
La posición del palpador en cuanto a centrado en el punto de contacto con el eje y su desplazamiento en línea con la dirección del eje es primordial para evitar errores.

c) Verificación de la tolerancia radial
Se dispondrá el comparador de forma que el palpador toque ahora el eje de giro preferiblemente en el centro del mismo (si no se ha desarmado el tubo puede usarse el canal de descarga de aceite al cárter), el palpador debe tocar en la parte mas elevadas de la sección circular del eje y deberá ( en caso de no disponer de espacio suficiente) de hacerse con un palpador acodado, de horma que el desplazamiento del palpador se recoja en sentido radial y el comparador vea igualmente este desplazamiento en la misma dirección , siendo el ángulo del palpador de 90º con el eje, de otra manera la media tomada sería errónea igualmente.
Se hará girar el eje con ambas manos, forzando a un desplazamiento radial del mismo, de forma que se muestre cuanta holgura dispone y se manifieste en el reloj del comparador.
Los valores deberán estar en los rangos que marque el fabricante considerándose aceptable entre 0.075mm y 0.18 mm, superadas estas tolerancia o las del fabricante propiamente dichas deberá sustituirse los cojinetes del eje del turbo.
Una vez realizadas estas comprobaciones comprobaremos el estado de desgaste de los elementos mas susceptible de ello ( los cojinetes), los cojinetes radiales sufren en el giro del compresor acrecentado su daño por una mala lubricación o falta de refrigeración en el momento de parada del motor.
En motores de automoción existe un trabajo extra que desgasta prematuramente los cojinetes radiales, sobretodos de aquellos turbos que se piensan para equipos fijos y se montan en motores de coche o camión, nos referimos al efecto giroscopio del eje girando que añade un esfuerzo extra en los cojinetes que se suma al propio del giro del rodete. Este esfuerzo que tiende a mantener la dirección del rodete por su giro sobre si mismo, fuerza a trabajar a los cojinetes cada vez que el motor cambia de dirección al seguir el trazado de una carretera con curvas frecuentes.
El cojinete axial se le hace trabajar mas en las afluencia de gases elevadas a bajas revoluciones del motor sobre todo en las fases de arranque , por la falta de engrase y aparecer el empuje que los gases quemados generan en el rodete del turbo por su entrada axial.
Por lo tanto deberemos tener especial cuidado de vigilar turbos que han sido destinados a automoción y eran inicialmente para equipos fijos en un posible desgaste prematuro, así como NUNCA destinar un turbo diseñado para un motor de gasoil en un motor Otto, las mayores temperatura de este ultimo requiere de materiales y holguras especificas que no se garantizan existan en los turbos de motores diesel, por trabajar los de motores diesel a temperaturas varios cientos de grados mas bajas que los de motores de ciclo OTTO..

DESARMADO DEL TURBOCOMPRESOR
Si se precisa de una limpieza de los rodetes por presencia de suciedad incrustada en los mismos y la sustitución de uno o todos los cojinetes, deberemos desarmar el compresor .
Debemos tener especial cuidado de no golpear las piezas ya que una deformación de los alabes arruinaría irremediablemente el buen equilibrado del conjunto, cualquier deformación del eje o un mal montaje acabaría igualmente con el equilibrado del mismo degradando en poco tiempo los cojinetes una vez armado el turbo de nuevo.

Los ejes de los turbos se fabrican en tres piezas:
  • Rodete de turbina
  • Rodete de compresor
  • Eje
El rodete de la turbina y el eje se suelda por fricción entre ellos y se realiza un equilibrado del conjunto mediante esmerilado, posteriormente el eje recibe la rueda del compresor ( que será desmontable) el cual se fija mediante una tuerca y se equilibra nuevamente todo el conjunto mediante rectificado. Por lo tanto se entiende que el esmero empleado en la fabricación no es gratuito y requiera de especiales cuidados en su desarmado para no arruinar todo este trabajo.
Es muy importante una buena disposición de las piezas en el almacenaje al ir desmontándolas que permita un correcto armado del mismo, así como un marcado de posiciones referenciadas entre si, de forma que al montarlas vuelvan a ocupar la misma posición que tenían antes del desarmado.


Se soltarán en primer lugar la carcasa del compresor pudiendo tener que ayudarnos una vez retirados lo tornillos con suaves golpes a la misma de manera que se desprenda de su asiento, se le propinará suaves golpes con una martillo de cabeza blanda y con especial cuidado.
A continuación se procederá de igual manera, sujetado el conjunto del cuerpo central, con la parte de la turbina.
Cualquier deformación de los alabes tanto del compresor como de la turbina no permiten ser reparados debiendo proceder a la sustitución completa del rotor..
Se procederá a la limpieza de las carcasas en su interior, eliminando todos los restos que los gases hayan dejado y que puedan existir y se aprovechará para determinar si existen fugas de aceite en los retenes del rotor que nos den indicios de la posible necesidad de sustitución.


Desmontaje del rodete
Cuando los valores de tolerancias indiquen daños en los cojinetes se procederá a seguir desarmando, pudiendo comprobar estas holguras de forma mas clara y precisa una vez desmontado las carcasas de turbo y compresor.
El desarmado del rodete implica retirar la tuerca de fijación del rodete del compresor , esto se hará sujetado el rotor por la parte de la turbina, habrá que trabajar con mucho cuidado evitando someter al eje del rotor de un par excesivo. Se marcarán previo a su desarmado rodete y eje para su posición de montaje y se retirará este no sin cierto esfuerzo , porque el rodete se diseña para que se auto-apriete con el propio giro del eje, por lo que le deberemos sacar estimulando el giro contrario de dicha pieza en lo que a su giro natural se refiere ( el rodete al gira aprieta la tuerca que lo fija).

Desmontaje de la turbina
Una vez extraído el rodete se podrá sacar el eje al que se halla solidario la turbina que saldrá a lo largo del cuerpo central del turbo, se procurará llevar siempre centrado el eje y así evitar que no sufran deformaciones los cojinetes radiales del eje.
Se procederá ahora a una inspección visual de :

➤Eje del rotor. comprobar que toda la superficie del eje no presentan huellas de erosión. Ni señales de agarrotamiento, así como su forma ausente de deformaciones.
➤Turbina. es lógico que lleve incorporada gran cantidad de detritus que deberán limpiarse sumergiendo la pieza en un disolvente y evitando el rascado que podría dañar la superficie. Con una cepillo de cerda se eliminará la suciedad y se comprobará que los alabes no presentan daños, ni desgastes excesivos, la eliminación de la suciedad permite liberar de una carga extra en el giro y devuelve el equilibrado inicial a la pieza.
➤Compresor. No debe presentar síntomas que denoten erosión o daños físicos.

El examen de estas piezas nos da idea del uso que han llevado y del cuidado que se ha prestado a su refrigeración y/o trato duro, examinando el color de los materiales y las posibles fugas de lubricante determinaremos si el turbo tiene síntomas de fatiga térmica ( tonos azulados muy marcados), mala lubricación ( desgaste circunferencial en los puntos de contacto entre eje y cojinetes) o quemado de aceite en el eje del rotor ( deposición de lacas en zonas de altas temperaturas).

Desmontaje del cuerpo central
Se retirará la tapa del cuerpo central sujeta normalmente mediante circlips, prestar especial cuidado a la cantidad de piezas y el orden de montaje ayudándonos en lo posible de esquemas o croquis y a la disposición extendida de las piezas separadas entre si depositándolas en orden sobre un papel o trapo, se procederá al desarmado de las piezas que conforman la caja de cojinetes y sus retenes.

Desmontaje de los cojinetes
Conforme se extrae las partes mas cercanas a la turbina se llega al anillo de empuje del cojinete axial, normalmente situado mas cerca del compresor , se comprobará el cojinete axial del turbo sustituyéndose en el montaje por uno nuevo si las holguras no eran las adecuadas.
Para extraer los distintos circlips y grupillas se precisarán unos alicates de puntas . Se debe comprobar que el daño del cojinete ( en caso de existir) no se debe a falta de engrase o piezas rotas o sueltas , sino al uso normal y dilatado en el tiempo. En caso de que el fallo no sea el normal, deberá estudiarse la causa que ha generado el daño para no solo solucionar el problema sino además intervenir en la causa.
Las piezas del desmontaje se limpiarán con disolvente y se dispondrán extendidas de forma que no de lugar a equívocos, limpiándolas en su montaje suprimiendo los restos que quedaran del disolvente empleado mediante soplado con engrase de aceite abundante.
Extraído el cojinete del lado compresor, se procederá a darle vuelta al cuerpo del mismo para intervenir en el lado turbina de igual manera a la emprendida en el lado compresor.

Inspección
Se deberá examinar las piezas antes de la limpieza y después de la misma, de forma que la acumulación de desechos nos de una pista de posibles fugas de gases o aceite, que no se verán una vez limpiado todos los elementos.
Una vez limpias y secas se examinaran las piezas para ver defectos de desgaste o abrasión, así como el estado de los retenes, de especial importancias es la comprobación de las partes que puede rozar en el giro normal, así como el engrase que debe recibir en cada momento verificando que los conductos no presentan obstrucciones que dificulten o restrinjan el paso de aceite.
Se verificará de igual manera todas las piezas de unión de la carcasas, juntas , tornillos, tuercas, grupillas circlips, roscas y tetones.

Comprobaciones del eje y rodetes
Se debe comprobar que el eje no está deformado haciéndole rodar por una superficie plana.
Se puede depositar el eje sobre una superficie de recepción, que permita el giro del mismo sin su avance de esta manera se verá la posible falta de linealidad en el mismo o torcedura del eje y se podrá medir con un reloj comparador que compruebe el levantamiento del eje en su giro sobre si mismo.
De igual forma se puede comprobar que el rodete solidario a él no presenta en su giro un alabeo inaceptable en su parte exterior, usando el mismo reloj comparador pero ahora apoyado en el borde superior del rodete y con el palpador en el sentido libre de desplazamiento paralelo al eje del turbo, de esta forma un alabeo del rodete o una falta de planitud se detectará antes de montaje , ya que eso implicaría un desequilibrado en su giro inaceptable en su uso.
Se procederá de igual manera montando el rotor del compresor y comprobando que tampoco presenta alabeo alguno.
Es importante no comprobar solo la holgura, como lo hicimos durante el desmontaje, sino ver la deformación del eje ( inducido por la deformación del eje o por deformación del asiento de los rotores) y el alabeo de las palas del rotor, por la incidencia que tiene en el giro del elemento compresor al alto régimen al que se le somete normalmente.

MONTAJE DEL TURBO



Ahora cobra especial importancia la limpieza, se precisará pulir aquellos pequeños defectos encontrados siempre que no repercutan en el equilibrado del conjunto.
Como comentamos, se prestará atención a retenes, circlip, tornillos, juntas, tuerca de fijación del rodete renovándose en caso de duda de su estado y a ser posible siempre que se desmonte aunque presenten buen aspecto, así como sería bueno sustituir los cojinetes, siempre que el desarmado haya sido por haber sido usado durante mucho tiempo.
El montaje de los cojinetes debe llevar acompañado una comprobación de las buena fijación de los circlips que los sujetan en su posición, el eje debe entrar sin forzar y se empleará aceite abundantemente, se instalará en el lado opuesto ( de igual manera a como los desmontamos) el cojinete de empuje , fijando previamente el collar de empuje solidario al cuerpo el cojinete de empuje y el segmento de sujeción, a continuación el retén tórico.
El montaje de todos los elementos de sujeción por tuerca o tornillo llevará un par de apriete determinado estipulado por el fabricante.
En el montaje del rodete se harán coincidir las marcas que pusimos durante el desarmado, de manera que no alteremos el equilibrado de fabrica del conjunto, el apriete del rotor del compresor es de vital importancia , su par puede ser elevado ( de hasta 23 kg/cm2 en turbos grandes) y se procederá después del armado a las comprobación del juego radial y axial de igual manera que antes del des-piece.
Posteriormente se montarán las carcasas de ambos lados cuidando de no dañar los rodetes.

Comprobación de válvulas de descarga
Se debe comprobar a su vez la válvula de descarga, que suele ir adosada al cuerpo de los gases de escape del turbo, verificando su completo cierre por muelle y su accionamiento neumático, para ello se aplicará la presión a la que debe abrir la membrana o pulmón de accionamiento y se verificará su desplazamiento correcto.


Podremos usar una fuente de aire de presión constante, un manoreductor o en caso de no tenerlo de tarado tan fino un simple neumático al que previamente cargaremos con la presión que queramos suministre, de esa manera sencilla podremos comprobar el tarado de la Waste Gate o válvula de descarga al valor que el fabricante estime necesario.

El montaje del turbo en el motor no se diferencia de cualquier elemento que se acople mediante elementos de rosca, presentando el mismo en el punto donde se debe instalar, evitando la entrada de suciedad en el motor vía conductos de admisión, vía conductos de escape, por la vía de engrase del turbo, ni por el retorno del cárter. Se sustituirán juntas de unión y los tornillos de sujeción, se presentarán a ser posible sin apretar, montando todo el conjunto , turbo, tubos de llegada de aire, conductos de salida de escape, tuberías de aceite y drenaje del mismo etc, y una vez el conjunto adopte su posición natural se procederá, si puede ser a el roscado completo de los tornillos de sujeción y anclaje, y en ultimas instancia a su apretado, se comprobará después que no existen fugas en ninguno de los elementos ,ya que como se sabe dichos elementos funcionarán a mayor presión que la atmosférica.

La caja del turbo se llenará del mismo aceite del que llevará el motor y en abundancia.
En general la limpieza debe ser exquisita y evitar la intrusión de elementos que una vez el turbo en funcionamiento y girando a altas revoluciones ( mas de 100.000 para turbos pequeños) no rompan nada en el mismo.

Ajustes finales
Una vez montado el turbo compresor se volverá a comprobar la efectividad de la waste-gate , comprobando que mantiene la presión de admisión en el valor exigido de similar manera a como se hizo antes de desmontarlo, si el valor de tarado fuera mayor o menor del requerido se jugará con la longitud del brazo de accionamiento de la waste gate ( o distribución variable) , para que su actuación sea mas pronta o mas tardía según el caso.

Precauciones especiales
Se ha descrito de forma somera un desmontaje de un turbo normal, existen en el mercado turbos refrigerados por agua , los cuales gozarán a su vez de llegadas y salidas del elemento refrigerante a la caja central del turbo , lo que complicará su montaje definitivo.
De igual manera la presencia de geometría variable complica el turbo a nivel de la turbina , ya que en el desmontaje de la carcasa del escape aparece las geometría variable con su corona, distribuidor y alabes móviles adosados a la carcasa que tiene la misión de acelerar los gases de escape antes de la entrada en contacto con el rodete y que generarán una multiplicidad de piezas que puede hacer muy farragoso el trabajo, habrá que prestar especial cuidado al montaje del mismo para evitar perder piezas que impidan volver montarlo, así como comprobar que no se precisan útiles especiales para disponer los elementos antes del ensamblaje.
La presencia de válvulas dump o de corte en deceleración , deberán ser revisadas en aquellos vehículos de gasolina que dispongan de las mismas , limpiando sus asientos de igual manera a las Waste –gaste y comprobando su accionamiento correcto en cuanto a presiones y recorrido.

Comprobación de compresores volumétricos.



La comprobación de los compresores volumétricos no se diferencia de la cualquiera otra maquina rotativa, la holgura de los cojinetes que se manifiesta habitualmente como una ruido característico en su giro, y el buen estado de la superficie de los rotores serán las únicas premisas a controlar en este tipo de maquinas.
Tendremos en cuenta durante su examen que el marcado de piezas es importante para que los lóbulos se encuentren acoplados en las posiciones relativas unos de otros, que permitan su proximidad sin tocarse durante el giro. En este caso no se requiere una fineza similar a la que teníamos en turbocompresores ya que aquí no juega un papel importante en el equilibrado del conjunto sino, la disposición de los engranajes que obliga a una posición fija de un rotor respecto del otro.


La superficie de los rotores no debe presentar defectos que denoten entradas de materiales extraños por el conducto de admisión y deberemos en todo caso eliminar las suciedad que puede provenir de la recirculación de gases mediante la EGR o los vapores de aceite del cárter.
Los materiales de un compresor volumétrico no van a estar sometidos a los requerimiento de régimen de un turbocompresor por lo que no es tan delicado en su manipulación de cara a perder equilibrado y de igual manera no van a soportar los gradientes térmicos de soportar los gases de escape que son normales en los turbos, por lo que la suciedad propia de estos no será igual y sus holguras para absorber la dilatación no son tan importantes.
Se comprobará la holgura propia de los cojinetes ( radiales exclusivamente) de forma similar a la realizada en un turbo, aunque el tipo de cojinete en este caso suele ser de bolas y su holgura menor, y se procederá a la sustitución de los mismos si las holguras superan los valores que estime el fabricante.
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FUENTES:

Imágenes Google

http://www.arpem.com/tecnica/desmonta_turbo/desmonta_turbo_p.html