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OPINIÓN DEL AGRICULTOR

Potencia efectiva en motores de maquinaria agrícola

Los motores que usamos en nuestra maquinaria agrícola, vehículos o generadores, pueden variar su rendimiento en función de factores externos como la presión atmosférica o la temperatura.

Profesional AGRO - Madrid 10/12/2020

Motor

Existen diversos factores externos que influyen en la potencia efectiva en motores de explosión o combustión interna. Tras asistir a varias charlas sobre las influencia en los motores que mueven nuestra maquinaria agrícola, grupos electrógenos, etc., en Agro En Directo creemos interesante exponer alguno de los datos comentados. Dos de estos factores que pueden afectar al rendimiento de un motor son la densidad del aire y la presión atmosférica.

De todos es sabido que al correcto funcionamiento de los motores de explosión y combustión interna les influye, y mucho, su emplazamiento. Entre estos puntos se encuentra la altitud sobre el nivel del mar. Este valor tiene un notable efecto sobre la densidad del aire y su composición, algo que afecta al ciclo termodinámico operativo y a su vez influye sobre las prestaciones de trabajo de nuestros motores. También la densidad del aire en su relación sobre la temperatura ambiente.

Por supuesto, otro factor a tener en cuenta es el esfuerzo sobre una aspiración forzada por la incorporación de filtros de aspiración reducidos o conductos reducidos puestos en cadena. Los altos índices de humedad y la relación entre la cantidad de combustible y el oxígeno que penetra en la cámara de compresión en cada ciclo de trabajo son también elementos que afectan al rendimiento.

Los datos señalan que cada 5ºC sobre una temperatura ambiental de 15ºC existe una merma de la potencia del motor de hasta un 1%. Los motores actuales corrigen esta afectación cambiando la relación entre oxígeno y combustible de forma automática, siempre que incorporen correctores que trabajen en función de la temperatura ambiental.

Lógicamente lo expuesto se basa en estudios de motores cuya potencia se desarrolla de forma móvil, dentro de un mismo régimen de giro del motor, analizando su influencia sobre un consumo específico de combustible.

¿Qué es potencia efectiva?

Como aclaración y tratando de dar solución a distintas dudas de nuestros lectores, sobre la potencia efectiva o útil de un motor, cabe señalar que la potencia efectiva o útil (P), de un motor es aquella que ofrece a la salida del volante de inercia.

Esta potencia efectiva se homologa, normalmente, en kilowatios (kW), según la norma, alemana, DIN 70020 (Deutsches Institut für Normung e.V.), su antigua denominación era en Caballos de Vapor (CV), incluso en Caballos de fuerza – horsepower, (HP).

Las equivalencias entre potencias son las siguientes:
kW (kilowatio), equivale a 1,36 CV.
CV (Caballo de Vapor), equivale a 0,736 kW.
HP (Caballo de fuerza), equivale a 0,746 kW.

A la hora de analizar un motor y de homologar su rendimiento, se tienen en cuenta conceptos como el par motor, la potencia efectiva, el incremento de par (reserva de par), la curva de par o el comportamiento según esfuerzos de trabajo. También es fundamental el consumo de combustible, según los tipos de trabajo.

Combustible

El combustible que utilizamos es la base para obtener de nuestro motor las mejores prestaciones y dar una protección a los distintos elementos de la inyección.

Además, debe cumplir las especificaciones aconsejadas por el fabricante. El lubricante utilizado también influye directamente en un rendimiento óptimo de nuestros motores y siempre dando por entendido que se ha realizado el mantenimiento correcto según el manual del operador.

Los distintos tipos de carburantes se encuentran regulados, según sus características y función, por Ley, pero partiendo de su base legal algunas marcas desarrollan formulaciones específicas que mejoran su formulación base exigida. Se trata de aditivos que mejoran el comportamiento y el trabajo de los motores en función de su trabajo y esfuerzo. También cuidan la mecánica de los motores y favorecen una mayor vida útil de los mismos.

Diesel

Existe una identificación reglamentaria sobre la homologación de los símbolos asociados a los carburantes, comercializados en las estaciones de servicio. Según indica la misma, los carburantes tipo Diesel son reconocidos por la letra “B”.

Se acompañan de un numero que indica el porcentaje de biodiesel que incorpora, de manera que B7 es apto para los motores que aceptan un 7% de biodiésel mezclado con diésel y B10 es para aquellos que permiten un 10% de biodiésel mezclado con diesel. La identificación XTL es para el diésel parafínico o sintético, que no deriva de la refinación del petróleo.

Gasolina

En el caso de las gasolinas, se identifican con un círculo con la letra E acompañada de los números 5, 10 u 85. De esta manera, E5 es para motores que aceptan un 95% de gasolina y un 5% de etanol, E10 para vehículos que aceptan un 90% de gasolina y un 10% de etano, y E85 para propulsores que pueden funcionar con un 15% de gasolina y 85% de etanol. Esta formulación es también conocida como combustible flexible, puesto que su mezcla varía en función de la época del año. De esta manera, en invierno tendrá hasta un 51% de etanol, mientras que en verano aumenta el porcentaje de etanol que contiene.

Los combustibles gaseosos se identifican con rombos. Dentro de este grupo se encuentran el Gas Licuado del Petróleo (LPG), el Gas Natural Comprimido (CNG), el hidrógeno (H2) y el Gas Natural Licuado (LNG). En cada caso tendrán las correspondientes letras dentro de un rombo.

Las Estaciones de Servicio cumplen con este requisito de etiquetado, tanto en las mangueras (boquereles), como en el cuerpo del aparato suministrador, en toda la Unión Europea.

Trasiego y almacenaje de combustibles

Resulta curioso que cuando se almacenan los combustibles en naves o lugares como garajes de maquinaria, es cuando más se contaminan, si no se observan ciertas normas. Esto suele ser así porque no se guarda la limpieza y vigilancia necesaria, lo que ya determina un principio de irresponsabilidad.

Los grandes depósitos para almacenar gas-oil tan usados en explotaciones agrícolas, deben mantener una homologación oficial y estar inscritos como instalación de combustibles. Se debe evitar que estén expuestos a la luz solar y radiación ultravioleta, pues puede provocar su desestabilización, además, es necesario mantener una canalización para el desagüe del combustible, un equipo completo de prevención contra incendios y evitar el polvo y suciedades de animales.

Depósitos de chapa

Aquellos antiguos depósitos de chapa no son recomendables, hasta tal punto que no están actualmente autorizados, puesto que no permiten mantener el combustible de forma segura y eficaz. La incorporación de filtros específicos son efectivos, del mismo modo el seguir los consejos de nuestro suministrador habitual de combustible nos resultará rentable.

Por otro lado, para adquirir combustible en las Estaciones de Servicio mediante embases adicionales, se precisa disponer de embases homologados, según el Decreto 706-2017, ver instrucción técnica “IP04”, sobre embases e instalaciones para el suministro de combustibles.

La venta directa de combustible a particulares está regulada según unas normas, que establecen que es necesario contar con envases homologados para gasolinas con capacidad máxima de 60 litros. Para el diésel la capacidad máxima será de 240 litros. Los embases para particulares no precisan llevar etiqueta, pero sí estar homologados y no necesitan una carta de porte.

Motores diésel en maquinaria agrícola

Todos los fabricantes de motores diésel, en general, incorporan elementos técnicos como turbo-compresores de distintas características. Su acción es la de comprimir el aire y aumentar la cantidad de átomos de oxigeno combinado con los átomos de carbono e hidrógeno del combustible, creando CO2 y H2O, unidos en la cámara de combustión, facilitando la acción de que el sistema inyecte más combustible, cuya finalidad es obtener mayor potencia, comparado con un motor atmosférico normal.

Los sistemas Intercooler, para la refrigeración del aire que posteriormente llegará hasta los cilindros, pueden ser de aire-aire o de aire-agua. Este sistema refrigera el aire, produciendo un aumento de la densidad del mismo, con lo que la masa de oxigeno por unidad de volumen aumenta, favoreciendo notablemente la efectividad de cada combustión.

En los motores modernos con equipos de inyección Common-rail, observamos, según marcas, la incorporación de un refrigerador de combustible adicional. Este elemento resulta eficiente al refrigerar el combustible sobrante del sistema de inyección, incorporándole una vez enfriado, nuevamente al sistema, lo que permite mantener un cubicaje estudiado según cada momento de inyección a la cámara de combustión.

Tipos de turbo compresores

La variedad de turbo compresores es muy amplia. Los más comunes son los que funcionan por la acción de los gases de escape, mediante dos turbinas anexionadas por un mismo eje, alcanzando un régimen de giro muy elevado. Denominados de accionamiento mecánico (Volumétricos). La turbina es accionada por los gases de escape del motor, mientras que en la parte contraria y unidas por un eje se encuentra la turbina del compresor, aspirando en su giro el aire que viene del filtro de admisión. Esta turbina comprime el aire y lo dirige a los pistones por acción centrífuga, una vez abiertas la válvula/as de admisión.

También existen los que son accionados por la misma rotación del motor, sobre todo en ciertas marcas de automóviles. Estos son normalmente denominados de compresor de lóbulos Eaton Roots, tratándose de dos engranajes similares a un tornillo sinfín, girando en sentido opuesto, el aire queda comprimido entre ambos. Otro tipo de turbos volumétricos son aquellos con sistema B. Cozette o Zoller, que cuentan con una bomba de paletas que trabaja según el principio de tambor excéntrico y álabe móvil. Existen turbo-compresores de geometría fija (TGF), o variable (TGV).

Decisivo en la aeronáutica

El sistema de sobre-alimentación resultó decisivo para la aeronáutica, cuyos motores perdían potencia según el nivel de altura que alcanzaban, incorporando correctores sobre la capacidad de oxígeno y de alimentación y combustible, cuya finalidad era mantener la potencia base del motor en cualquier circunstancia.

Se cita la fecha del 17 de diciembre de 1903, cuando los Hnos. Wright, realizaron el primer vuelo con motor de la historia.  Es en el año 1885, cuando el ingeniero alemán Gottlieb Daimler, patenta el denominado sobre-alimentador, tratándose del primer turbo-compresor accionado por el cigüeñal mediante una correa.

Actualmente, prácticamente todas las marcas, apuestan por motores pequeños o de baja cilindrada, pero de alto rendimiento, calificados como “Downsizing”, incluso podemos ver maquinaria diversa con motores de tres cilindros turbo-alimentados, algo que se dejó de incorporar hace décadas.

Problemas y averías

Terminando las charlas nos citaron algunas posibilidades de averías en los turbo-compresores, las cuales se deberían corregir de forma inmediata. Entre ellas se encuentran la resión insuficiente, posible avería en la válvula de sobre-presión, deterioro en las hélices, agrietamiento de las carcasas, gripaje del eje, etc. Se pueden producir también ruidos y vibraciones por desgaste del eje y carcasas, desencadenando una salida de humos en exceso.

Otra avería tiene que ver con fugas de aceite, que pueden ser interiores llegando a los cilindros, marcando salida de humos desproporcionados de color azulados. Y también exteriores, bajando, incluso, la presión de engrase del circuito del motor.

Es necesario controlar la presión en la sobre-alimentación, con un manómetro específico. La presión media en vacío está sobre los 0,4 bares y con motor con carga de trabajo, la presión máxima debe situarse sobre los 0,9 bares, siempre dependiendo del tipo de motor.

Durante nuestra recogida de información hemos constatado que las averías más costosas en los turbo-compresores suelen producirse al invadir algún cuerpo extraño las turbinas de  escape/admisión, pues al dañarse una turbina, su sistema de equilibrado falla y la avería se produce de un modo irremediable.

Estanqueidad

La vigilancia respecto a la estanqueidad de manguitos, tubos y otros tipos de enlaces y sujeción de los conductos de los turbo compresores, debe realizarse en cada puesta en marcha, mucho más al detectarse una bajada de potencia del propio motor.

Finalmente señalar que los turbos alcanzan las 40.000 rpm y en motores de competición pueden llegar a las 100.000 rpm.

Por lo expuesto, es fácil determinar que cualquier tipo de turbo-compresor es un  elemento técnico de elevada tecnología. Por tanto, es algo que nadie sin conocimientos técnicos concretos y herramientas específicas deben manipular.

El presente artículo lo hemos extraído de las charlas a las que hemos acudido, para nosotros de alto interés, esperamos les guste a nuestros lectores, incluidos nuestros amigos de formación profesional.


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Octubre en positivo

"El mes de octubre sigue dando muestras de la recuperación del mercado de maquinaria agrícola. Con cifras positivas con respecto a lo sucedido en el mismo mes del año anterior, el mercado continúa activo. El acumulado de año, sin embargo, aún acusa el cierre del mercado de los meses primaverales. "

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