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Comparación de los consumos de combustible volumétricos
Roger Rosborough Caterpillar
Junio de 2019
RESUMEN
Los fabricantes de grupos electrógenos diésel publican datos del Consumo de Combustible Volumétrico (VFC, Volumetric Fuel Consumption) en sus hojas de especificaciones. El problema surge cuando se quieren comparar los datos del VFC de distintos fabricantes. Los valores de densidad del combustible, la tolerancia del consumo de combustible específico del freno y el calor del combustible influyen en el consumo de combustible volumétrico. Con el fin de hacer una comparación justa de los datos del VFC entre distintos fabricantes, es necesario ajustar un conjunto de datos para que coincidan con los parámetros de cada fabricante.
DATOS DEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE VOLUMÉTRICO
El VFC de los Grupos Electrógenos Diésel Cat® C9 a C175 se basa en la potencia nominal del motor y el aceite combustible de 35° grados API (16 °C o 60 °F) con un Valor Calorífico Inferior (LHV, Lower Heating Value) de 42.780 kJ/kg (18.390 BTU/lb) cuando se utilizan a 29 °C (85 °F) y con una densidad de 838,9 kg/m³.
El consumo de combustible específico del freno nominal y, por lo tanto, el VFC que cita Caterpillar, tiene una tolerancia de +/–3 %.
Sin embargo, muchos fabricantes citan el VFC en función de la norma ISO 3046-1, en la que se afirma que, a menos que se estipule lo contrario, se permite un consumo superior del +5 % para el consumo específico de combustible que se menciona en la potencia declarada. Con esta disposición, el fabricante puede citar datos del VFC con una tolerancia de 0 a +5 %, es decir, los datos del VFC publicados son los mejores posibles con una tolerancia de +5 %.
En consecuencia, los datos del VFC de Caterpillar son más conservadores y no se pueden comparar directamente con los de un fabricante que cita la norma ISO 3046-1. Para hacer una comparación justa, los datos del VFC de Caterpillar se pueden ajustar para informar datos nuevos con una tolerancia del +5 %. En la Figura 1 a continuación, se muestra una comparación gráfica de la tolerancia de combustible con el valor informado, representado por un punto rojo.
Figura 1: Comparación de la tolerancia de combustible
Figura 2: Consumo de combustible en la hoja de especificaciones de 3516B 50 Hz
Figura 3: Consumo de combustible en la hoja de especificaciones de 3516B 50 Hz (ISO 3046)
Para ajustar el VFC de Caterpillar, primero se multiplica el valor nominal por 1,03 para encontrar el valor máximo posible que equivale al +5 % de la norma ISO 3046 (máximo). Luego, ese valor se divide por 1,05 para encontrar el nuevo valor nominal de la norma ISO 3046 con una tolerancia del +5 %. Este valor nominal de Caterpillar ajustado está representado por un círculo rojo de líneas discontinuas en la Figura 1.
Es habitual que muchos fabricantes utilicen una densidad del combustible de 850 kg/m³, que, al ser más denso que los 838,9 kg/m³ que cita Caterpillar, también contribuye a datos de VFC más favorables. Este valor también se puede factorizar en el cálculo de ajuste:
VFC de Cat ajustado (ISO 3046) = VFC de Cat × 1,03/1,05 × (838,9/850) ~~VFC de Cat × 0,96814
En la ecuación anterior, se muestra que los datos del VFC que figuran en la hoja de especificaciones de Caterpillar se pueden multiplicar por 0,96814 para obtener datos comparables con los de otros fabricantes que citan la norma ISO 3046. Se interpreta de la Figura 1 que el VFC de Caterpillar ajustado puede seguir siendo mejor que el valor informado debido a la mayor banda de tolerancia. A modo de ejemplo, en la Figura 2 se muestran los datos de consumo de combustible de la hoja de especificaciones de un Generador 3516B.
Si se aplica el factor de corrección de 0,96814 a los datos de consumo de combustible de la Figura 2, se obtienen los datos del VFC calculados como se muestra en la Figura 3.
Caterpillar publicó algunas hojas de especificaciones alternativas que reflejan la norma ISO 3046-1 mediante la aplicación del factor de corrección de 0,96814, según el ejemplo que se muestra en la Figura 3.
No obstante, es importante reconocer que este factor de corrección puede diferir en función de las especificaciones de combustible elegidas por el fabricante, que podrían incluir un LHV diferente.
Sería poco práctico tener en cuenta todas las variaciones en las especificaciones de combustible, y se aconseja al cliente que analice las especificaciones del fabricante para encontrar la densidad del combustible y el LHV utilizados. Si se descubre una diferencia con respecto a 850 g/L (o kg/m³) y 42.780 kJ/kg, se debe utilizar un factor de corrección diferente.
El factor de corrección para los datos del VFC de Cat se puede calcular del siguiente modo:
Factor de corrección = 1,03/1,05 × (838,9/A) × (42.780/B)
Donde:
A = densidad del combustible publicada del fabricante medida en g/L o kg/m³
B = valor calorífico inferior (LHV) publicado del fabricante en kJ/kg
A continuación, el cliente debe calcular el VFC ajustado (norma ISO 3046) según el factor de corrección calculado.
VFC ajustado (norma ISO 3046) = VFC de Cat × factor de corrección