Diseño de un sistema de conversión dual (GNL + Diésel) para un motor diésel de Bulldozer D11R (2020)
La compañía Drummond Ltd. cuenta con una flota de 125 Bulldozers, que operan con combustible diésel. Para garantizar la extracción de carbón, la empresa emplea un consumo de combustible diario de aproximadamente 54.000 galones, lo que genera grandes costos operacionales. Debido al mercado global del carbón y a los altos costos en consumo de combustible, surgió la propuesta de diseñar un sistema de conversión de motor diésel a un motor mixto (Gas Natural Licuado + Diésel) para los Bulldozer. Este sistema sustituye el suministro de diésel por GNL, en ciertos puntos de la operación, con el objetivo de disminuir costos, sin descuidar factores como la potencia, el impacto al medio ambiente y la autonomía operacional. Para dar solución a esta problemática, se tuvo en cuenta cinco alternativas que cumplen con los requerimientos del sistema de conversión. Luego, se realizó un ajuste y construcción del mapa de iso-consumo de combustible y del ciclo operacional del Bulldozer, basado en mediciones y ensayos de laboratorio. Se seleccionaron los puntos de sustitución de combustible basado en la carga de trabajo y el exceso de aire requerido por el motor. Se hizo énfasis en un diseño detallado de componentes, tales como un mezclador Aire-Gas, bridas, pernos y empaques. También, se conceptualizó el sistema de lazo de control y las emisiones de los gases de escape para garantizar el correcto funcionamiento del sistema de conversión mixto. Se concluyó que, dentro del proceso de combustión en el motor de un ciclo de 32 puntos de operación, solamente 12 cumplen con las condiciones de un 50% o más de exceso de aire disponible para suministrar gas natural. Por otro lado, se lograron relaciones de sustitución comprendidas entre 82 - 87% de GNL, dando como resultado un ahorro de combustible de un 35%. Este proyecto se considera como la primera etapa de futuras investigaciones en lo que respecta al área de conversión de motores diésel a dual.