Cómo funciona el gas licuado de petróleo

Un empleado de una gasolinera llena un taxi con gas licuado de petróleo. Vea imágenes de vehículos de combustible alternativo.- LUIS LIWANAG / AFP / Getty Images

-El gas licuado de petróleo, o gas LP, es uno de los combustibles alternativos más comunes que se utilizan en el mundo en la actualidad. De hecho, en muchos lugares, no es un combustible alternativo en absoluto: el gas LP es un pilar para calentar y cocinar en ciertas áreas de la India y algunas áreas rurales de los Estados Unidos. Cuando cocina en un campamento o en su patio trasero usando una parrilla de gas o una estufa de campamento, está usando algún tipo de gas LP. Conocido por su versatilidad y eficiencia, en estos días el gas LP parece una fuente de energía atractiva para las personas que están hartas de las altas facturas de calefacción y los altos precios en las gasolineras..

Galería de imágenes de vehículos de combustible alternativo

-

En este artículo, descubriremos de dónde proviene el gas LP, para qué se usa y cómo puede convertir su automóvil para que funcione con este combustible más liviano y económico.. -

Hay dos gases LP que se pueden almacenar en forma líquida con solo una presurización moderada -- propano y butano. Isobutano, que tiene la misma fórmula química simple que el butano pero tiene una estructura química diferente, también se utiliza. Por lo general, el butano y el isobutano se mezclan con propano en varias proporciones, según el uso previsto del combustible..

Propano es particularmente útil como combustible portátil porque su punto de ebullición es

-44 F (-42 C). Eso significa que incluso a temperaturas muy bajas, se vaporizará tan pronto como se libere de su recipiente presurizado. Esto da como resultado un combustible de combustión limpia que no requiere mucho equipo para vaporizarlo y mezclarlo con aire. Una simple boquilla será suficiente.

De butano El punto de ebullición es de aproximadamente 31 F (-0,6 C), lo que significa que no se vaporizará a temperaturas muy frías. Es por eso que el butano tiene usos más limitados y se mezcla con propano en lugar de usarse solo..

Una sola libra de propano puede generar 21,548 BTU (Unidades Térmicas Británicas) de energía, mientras que el butano puede producir 21,221 BTU por libra [ref]. A modo de comparación, así es como los gases LP se comparan con otros combustibles en términos de energía:

• Propano: 21,500 BTU por libra
• Butano: 21,200 BTU por libra
• Gasolina: 17,500 BTU por libra
• Carbón: 10,000 BTU por libra
• Madera: 7.000 BTU por libra

En la siguiente sección, averiguaremos de dónde proviene el gas LP.

Etano y metano?

El término "gas de petróleo licuado" a veces se refiere a cualquier gas combustible que existe en forma gaseosa a temperaturas y presiones normales, es decir, gases con un punto de ebullición relativamente cercano a la temperatura promedio de la atmósfera terrestre. Según esta definición, tanto el etano como el metano son gases LP. Sin embargo, según la Enciclopedia de métodos y equipos de LP Gas Man, "las presiones necesarias para licuar [etano y metano] y la cantidad de metal necesaria para mantenerlos bajo estas presiones hacen que su manipulación en cantidades comerciales no sea práctica".

Las refinerías de petróleo producen gases LP en el proceso de producir otros combustibles de uso más común. Foto cortesía de Phillips Petroleum Company

El gas LP es un combustible fósil, como el petróleo y el gas natural. Puede refinarse a partir de petróleo y gas natural de la misma manera que la gasolina se refina a partir del petróleo crudo. Si bien la mayoría de las empresas de energía no se centran en los gases LP, no obstante los producen porque son un subproducto del proceso de refinación de otros combustibles..

Cuando una empresa de energía dibuja gas natural del suelo, alrededor del 90 por ciento es metano. El resto está en forma de varios gases LP, que la empresa separa del metano antes de que el metano se introduzca en las tuberías para su uso en nuestros hogares. La cantidad de gas LP que proviene del gas natural varía, pero generalmente es del 1 al 3 por ciento [ref].

Los gases LP se separan de petróleo crudo, también. El proceso de refinación produce alrededor de un 3 por ciento de rendimiento de gases LP, aunque si las refinerías se reestructuraran para enfocarse en la extracción de gas LP, ese número podría llegar al 40 por ciento [ref]. Vea cómo funciona la refinación de petróleo para conocer el proceso.

A continuación, descubriremos algunos de los muchos usos del gas LP.

El descubrimiento del gas LP

Inicialmente, la industria del gas natural tuvo problemas con los compuestos "extra" contenidos en el gas. El propano y el butano eran inestables, se evaporaban fácilmente y creaban presiones de vapor más altas al almacenar y transportar gas natural. La primera solución fue simplemente "capear" el gas natural, permitiendo que los gases LP se evaporaran a la atmósfera..

Dr. Walter Snelling, inventor y científicos que trabajaban para el Servicio Geológico de EE. UU., comenzó a experimentar con las formas condensadas de estos materiales de desecho en 1910. Para 1911, había producido muestras de propano y butano y ya había imaginado un sistema de almacenamiento y distribución para estos combustibles. . En 1913, se le concedió una patente por su método de producción de gases LP [ref].

Encendedor de propano y estufa de propano Foto cortesía de Amazon.com

El gas LP es fácil y seguro de almacenar, lo que lo convierte en un combustible muy portátil. Se ha utilizado para muchas aplicaciones diferentes, algunas de las cuales probablemente haya utilizado usted mismo. Los encendedores de butano pequeños y desechables usan el gas LP que es más probable que vea a diario. Contienen una mezcla de butano e isobutano..

Si tiene una parrilla de gas portátil, o si va a acampar en un remolque o casa rodante, también usa gas LP allí. El tanque de gasolina recargable de su parrilla utiliza propano, y los tanques de propano de su casa rodante pueden alimentar un horno, calentar un tanque de agua caliente o incluso alimentar el refrigerador y el congelador. Los pequeños tanques de combustible para acampar disponibles en la mayoría de las tiendas de artículos deportivos también usan propano. Las boquillas de los tanques se han estandarizado en toda la industria de los campamentos, por lo que estos tanques se pueden conectar a estufas de campamento, linternas, pequeños calentadores de agua y una variedad de otros dispositivos..

El propano es útil en cualquier situación en la que se necesite combustible, pero no es práctico (ni posible) instalar líneas de gas natural en el sitio. Puede encontrar gas LP en botes, en cabañas aisladas y pabellones de caza o en áreas rurales que no son atendidas por compañías comerciales de energía. En países como India, donde algunas grandes ciudades no tienen gas natural u otro servicio de combustible confiable, el gas LP constituye una parte importante del mercado energético. Las necesidades diarias de calefacción y cocción se suplen con propano en lugar de aceite o carbón..

Sin embargo, el gas LP no es solo para uso doméstico y de ocio. Muchas industrias utilizan gas LP como fuente de calor para el trabajo de metales, vidrio o cerámica. Muchas carretillas elevadoras industriales funcionan con gas LP porque el gas LP proporciona suficiente energía para levantar objetos pesados ​​al tiempo que genera menos humos y contaminantes en espacios reducidos de almacén..

Uno de los usos de más rápido crecimiento del gas LP es en los automóviles. Los automóviles fabricados o convertidos para funcionar con gas LP son cada vez más comunes; descubriremos por qué en la siguiente sección.

Estación de servicio de GLP Foto cortesía del Departamento de Energía de EE. UU.

Según la Asociación Mundial de Gas Licuado de Petróleo (WLPGA), más de 9 millones de vehículos en 38 países operan actualmente con gas LP. No es una idea nueva: los vehículos propulsados ​​por propano han existido durante décadas. Los beneficios incluyen emisiones reducidas, citado por WLPGA como "50% menos de monóxido de carbono, 40% menos de hidrocarburos, 35% menos de óxidos de nitrógeno (NOx) y 50% menos de potencial de formación de ozono en comparación con la gasolina" [ref]. Teniendo en cuenta los incentivos gubernamentales y las exenciones fiscales, el gas LP utilizado en los automóviles (conocido como autogas) puede ser mucho más barato que la gasolina. Incluso sin los incentivos, suele ser mucho más barato. El autogás es un combustible de alto octanaje, que ofrece un rendimiento comparable al de la gasolina y el diésel, y muchos propietarios afirman que el autogás funciona con mayor suavidad, lo que reduce el desgaste de los componentes del motor..

La forma más fácil de comenzar a usar propano para el transporte es comprar un vehículo que fue diseñado y construido para usar autogás. Una amplia gama de fabricantes, incluidas las principales empresas automovilísticas estadounidenses como Ford, General Motors y Daimler-Chrysler, ofrecen opciones de propulsión por propano en algunos modelos. Por lo general, no encontrará estos autos en el piso de la sala de exhibición, deben tener un pedido especial. En algunos casos, no hay un modelo de producción que funcione con gas LP, pero se puede instalar de fábrica un sistema LPG como opción. Ejemplos de automóviles que se ofrecen como modelos de gas LP incluyen el Ford Crown Victoria, Dodge Ram, la camioneta Ford F-150, Chevrolet Cavalier y Toyota Camry..

Foto cortesía de The Greenfuel Company

Rara vez (aunque más a menudo en Europa), los automóviles se fabrican únicamente con un sistema de combustible de gas LP. El motor está afinado y ajustado específicamente para funcionar con la máxima eficiencia con propano, lo que resulta en un menor desgaste del motor y un mejor kilometraje a largo plazo. Sin embargo, a muchos consumidores les preocupa que sea difícil encontrar una estación de servicio de propano. Por esa razón, la mayoría de los automóviles a gas LP tienen sistemas de combustible dual -- uno para gasolina y otro para propano. Los sistemas están configurados para cambiar automáticamente entre los dos combustibles según corresponda. Esto permite a los propietarios usar propano limpio y barato cuando esté disponible, pero aún tienen la opción de un llenado rápido en la estación de servicio local si lo necesitan..

¿Qué tan difícil es encontrar una estación de servicio de propano? De hecho, no es nada difícil. A diferencia de otros combustibles alternativos (como el hidrógeno), ya existe una infraestructura grande y estable para vehículos que funcionan con propano. Puede utilizar el Centro de datos de combustibles alternativos para encontrar las estaciones de servicio de gas LP más cercanas. Por ejemplo, hay cinco puntos de reabastecimiento de gas LP a 25 millas de la casa del autor en Buffalo, Nueva York..

Prius modificado: híbrido LPG-eléctrico Foto cortesía del Green Car Congress

En la siguiente sección, discutiremos los conceptos básicos involucrados en la conversión de un automóvil a gasolina para que funcione con autogás..

Ejemplo de sistema de conversión de combustible dual Foto cortesía de WTV-UK

El proceso de convertir un automóvil para que funcione con propano es bastante exigente y requiere un buen conocimiento de los sistemas automotrices en general para lograrlo. * Varias compañías ofrecen kits que incluyen todas las piezas necesarias para realizar la conversión. Aquellos que no tengan el conocimiento necesario deben tratar de encontrar un mecánico local con experiencia en conversiones de gas LP para hacer el trabajo. Aunque el propano es muy seguro como combustible para automóviles, si el sistema no se instala correctamente, puede haber problemas de seguridad..

El primer paso es elegir un tanque. La mayoría de las conversiones son conversiones de combustible dual, lo que significa que no reemplazará su antiguo sistema de combustible, simplemente agregará un segundo. Como resultado, el tanque de propano ocupará parte del espacio de almacenamiento de su automóvil, generalmente en el maletero..

Tanque de donas (izquierda) y tanque de torpedos Foto cortesía de WTV-UK

Los tanques vienen en forma de "torpedo" o "rosquilla". Los tanques de torpedos generalmente tienen más capacidad, pero ocuparán más espacio en su automóvil. Los tanques de rosquillas están diseñados para caber en el pozo de la llanta de repuesto de su automóvil. Son tanques más pequeños y tendrás que sacrificar tu llanta de repuesto. En vehículos más grandes, puede montar varios tanques para aumentar la capacidad.

Una vez que el tanque está atornillado, punto de llenado debe perforarse en la carrocería del automóvil, generalmente cerca del punto de llenado de gasolina o en la parte trasera del maletero. La ubicación ideal es aquella que requiere una tubería mínima para conectarse al tanque. Las líneas de combustible en sí son tubos de cobre, que ofrecen cierta flexibilidad cuando se enrutan las líneas. El tanque debe estar conectado al punto de llenado, y las líneas también deben correr a lo largo de la parte inferior del automóvil hasta el motor..

UNA válvula de solenoide (La válvula de GLP en el diagrama anterior) debe instalarse en la línea de combustible entre el tanque y el motor. Esta válvula corta el flujo de gas LP cuando el automóvil está funcionando con gasolina y cuando el motor está apagado. También tiene un filtro incorporado que elimina la suciedad que pueda haber en el combustible..

El siguiente componente principal se llama regulador, también conocido como vaporizador. Este dispositivo realiza una de las funciones que realiza un carburador en un motor de gasolina: utiliza el calor de los líquidos refrigerantes del automóvil para vaporizar el propano en forma de gas. También se produce otro control de seguridad en el regulador. Incluye un circuito electrónico que corta el flujo de gas si el motor se detiene o se para. El regulador suele ser más pequeño que un carburador normal, por lo que encontrar espacio para él en el compartimento del motor no debería ser un problema..

La otra parte de la función de un carburador es manejada por un mezclador montado en el colector de admisión. El mezclador toma información de los sensores del automóvil o de la ECU y luego controla la cantidad de gas que fluye hacia los cilindros..

Interruptor / indicador de combustible del tablero Foto cortesía de Tinley Tech LPG Conversion

Luego, el sistema debe conectarse a la sistema eléctrico, permitiendo un indicador de combustible en funcionamiento, así como una correcta traspuesta entre propano y gasolina (junto con un interruptor manual montado en el tablero). Debe haber conexiones a la ECU del automóvil para que el controlador del motor pueda ajustarse para diferentes configuraciones de combustible.

Los automóviles con un sistema de inyección electrónica probablemente necesitarán un emulador. Cuando el automóvil está funcionando con gas LP, los inyectores de combustible no enviarán ninguna información a los otros sensores en el automóvil; esto encenderá la luz de "revisar motor" y dará lecturas de diagnóstico incorrectas. El emulador falsifica las señales adecuadas para que la ECU pueda funcionar correctamente.

Los kits de conversión vienen con instrucciones más detalladas, pero esta es una descripción general básica de lo que debe suceder en una conversión de combustible dual..

A continuación, descubriremos qué tan seguro es el gas LP.

*Descargo de responsabilidad: Esto no debe usarse como una guía para una conversión de GLP real. Está pensado como una descripción general del proceso y no como un conjunto de instrucciones. A menos que tenga mucha experiencia en sistemas de combustible y sistemas eléctricos para automóviles, se le recomienda encarecidamente que un profesional realice la conversión. Todas las conversiones deben ser probadas y aprobadas por un profesional con experiencia en pruebas de sistemas de GLP antes de su uso..

Los gases LP son bastante seguros en comparación con otros combustibles. El propano tiene una temperatura de ignición alta, alrededor de 850-950 F (450-510 C), en comparación con alrededor de 495 F (257 C) de la gasolina. Esto hace que sea menos probable que se encienda espontáneamente..

Además, los tanques utilizados para almacenar propano son más fuertes que los tanques de gasolina debido a la presión necesaria para mantener el propano en forma líquida. Esto hace que el almacenamiento de propano a bordo sea más seguro que un tanque de gas típico: es más resistente a romperse en caso de colisión. Las válvulas de seguridad especiales y los cortes aumentan el factor de seguridad.

Para almacenar gas LP de forma segura, existen algunas pautas. Es importante recordar que un tanque de propano nunca está realmente vacío. Cuando el tanque está lleno, la mayor parte del propano está bajo suficiente presión como para estar en forma líquida. Pero a presiones seguras, no todo el propano se licúa; una pequeña cantidad está en forma de gas, llenando el resto del espacio del tanque. A medida que se usa más propano, la presión disminuye, dejando menos propano en forma licuada y más gas propano llenando el espacio restante..

Los tanques solo deben llenarse aproximadamente 80 por ciento de capacidad. Los cambios de temperatura pueden cambiar la presión dentro del tanque. Si llenara su tanque al 100 por ciento en un día fresco y nublado, y luego dejara su automóvil al sol al día siguiente, el aumento de temperatura causaría un aumento en la presión dentro del tanque que podría hacer que falle sin ese 20 por ciento de margen.

Para obtener más información sobre el gas LP y temas relacionados, consulte los enlaces en la siguiente página..

Artículos relacionados

• Cómo funcionan los motores de automóvil
• Cómo funcionan los coches eléctricos
• Cómo funciona la gasolina
• Cómo funcionan las parrillas
• Cómo funcionan los coches híbridos
• Cómo funciona la economía del hidrógeno

Más enlaces geniales

• Asociación Mundial de Gas LP: Acerca del gas LP
• Revista Four Wheeler: Crawl This Way: un camión trepador de rocas convertido en propano para que "corra al revés"
• Localizador de estaciones de combustible alternativo
• Asociación de Gas Propano de Canadá
• Ford Scorpio: una guía para la conversión de GLP

Fuentes

• Ford Scorpio: LPG Conv (2.0 16V) http://www.fordscorpio.co.uk/lpgconversion.htm
• Red mundial de la industria del autogás http://www.worldlpgas.com/gain/index.php
• Asociación Mundial de Gas LP: Acerca del gas LP http://www.worldlpgas.com/mainpages/aboutlpgas/distribution.php
• NPGA.org: Snelling Discovery http://www.npga.org/files/public/Snelling_Discovery_1960s.pdf
• Comparaciones de contenido de BTU de combustibles comunes http://www.cbbqa.com/grilling/Btuchart.html
• Asociación de Gas Propano de Canadá http://www.propanegas.ca/files/Propane%20properties.pdf
• Leicester Auto & Marine Gas Services http://www.leicesterautogas.co.uk/lpg_sub.htm
• Conversión de GLP automotriz hágalo usted mismo http://www.wps.com/LPG/LPG-book-final.html
• Calor: conversión de GLP http://www.lpg-vehicles.co.uk/lpg_conversions/lpg_vehicle_conversion.htm
• Turner, CC. Enciclopedia de métodos y equipos del hombre del gas LP. Moore Gas, 1955.
• Asociación de Gas Comprimido. Manual de gases comprimidos. Van Nostrand Reinhold, 1990. 0-442-21881-8.