Normas de emisiones: Gestionar la desafiante transición de EU Etapa IIIA a EU Etapa V en Europa



Gareth Osborne 
Cat® Rental Power, Gerente de definición de producción

Mayo de 2021

INTRODUCCIÓN

Establecidas por la Comisión Europea, las normas de emisiones para los motores usadas en la nueva maquinaria móvil no de carretera (NRMM) se han introducido gradualmente para limitar sustancias nocivas en el gas de escape del motor incluidos el monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC), materia particulada (PM) y óxido de nitrógeno (NOx). La norma más reciente que rige los grupos electrógenos móviles, Regulación (EU) 2016/1628, mueve a la Unión Europea (EU) de la Etapa IIIA a la EU Etapa V. Esta norma presenta un nuevo conjunto de desafíos provocados por los límites PM más estrictos del mundo sobre los grupos electrógenos móviles a diésel. EU Etapa V también extiende el alcance a una gama más amplia de tipos y tamaños de motor, regulando las salidas del motor de más de 560 kW por primera vez en Europa.

A pesar de las incógnitas potenciales causadas por el Brexit, estas regulaciones entraron en vigencia el 1 de enero de 2019 para todos los motores de menos de 56 kW y de más de 130 kW. Para los motores en el rango de 56 a 130 kW, la fecha de entrada en vigencia era el 1 de enero de 2020. Estas regulaciones se aplican a la potencia de respaldo o principal en las aplicaciones móviles de toda Europa incluidos los equipos de perforación, los cargadores de ruedas para construcción, los tractores topadores, las excavadoras para carretera, los montacargas, los elevadores aéreos, grúas móviles y otro equipo no de carretera. 

Para ayudar a los clientes del generador móvil de Cat® Rental Power con una transición exitosa, Caterpillar ha continuado ofreciendo motores de transición EU Etapa IIIA durante hasta 18 meses después de que el EU Etapa V haya entrado en vigencia. Mientras tanto, Caterpillar ha comenzado recientemente a introducir gradualmente un rango completo de grupos electrógenos móviles para cumplir con estos nuevos requisitos, con todos los motores de los grupos electrógenos móviles Cat programados para cumplir con las normas de emisiones EU Etapa V este año.

de

El Sistema de Recuperación Cat® (CRS) cuenta con tecnología de regeneración activa exclusiva para periódicamente introducir una pequeña cantidad de combustible al DPF para quemar el hollín. Es un sistema controlado por computadora seguro que utiliza una cámara de combustión cerrada similar a los hornos domésticos de gas.

de

Como se muestra durante el montaje, el Grupo Electrógeno Móvil Cat® XQP275 cumple con la norma EU Etapa IIIA. Es parte de la estrategia de transición de Caterpillar para ayudar a los clientes a gestionar el costo y las complejidades asociadas con la transición a las normas de emisiones EU Etapa V.

ENFOQUE DE CATERPILLAR A LA TECNOLOGÍA DPF

Los cambios que ocurren debido a EU Etapa V, junto con los límites del número de partícula (PN) propuestos recientemente, requieren efectivamente el uso del filtro de partículas diésel (DPF) para reducir las emisiones a fin de cumplir con los niveles para los motores de 19 a 560 Kw. La necesidad de este hardware adicional, combinada con un nivel significativamente mayor de complejidad en el diseño del motor, requiere una solución completamente integrada probada para el rendimiento y uso óptimos.

A presiones muy altas, las aplicaciones de conducto común eléctrico proporcionan combustible a los inyectores controlados electrónicamente. Este proceso produce una pulverización de diésel muy fina que causa partículas de hollín minúsculas que presentan un riesgo potencial para la salud. Aunque este tipo de sistema permite el control completo sobre el proceso de combustión y permite la gestión térmica de los sistemas de postratamiento, las partículas se deben gestionar para que cumplan con las normas de emisiones.

Un sistema de filtrado DPF está diseñado para reducir las PM, incluido el hollín, desde el escape de un motor diésel. Una serie de canales alternativamente bloqueados obligan al gas de escape a fluir por las paredes del canal donde las partículas se capturan físicamente en el filtro.

Muchas aplicaciones del generador de alquiler tienen factores de carga bajos o utilizan equipo de gran tamaño debido a la información limitada en el perfil de carga del cliente. Si la proporción de hollín es mayor que la proporción de regeneración pasiva del gas de escape caliente, un DPF acumulará PM debido a las temperaturas de escape bajas experimentadas durante una operación de carga baja. Esto genera una mayor contrapresión en el motor. Cuando la contrapresión aumenta, al final las partículas se deben retirar del DPF mediante un proceso conocido como regeneración.

Las temperaturas de escape aumentan a más de 302° C (575° F) para facilitar la regeneración del DPF. Los fabricantes difieren en el método para alcanzar estas temperaturas de escape elevadas.

El enfoque de Caterpillar al DPF emplea tecnología de generación activa exclusiva. El Sistema de Recuperación Cat (CRS) periódicamente introduce una pequeña cantidad de combustible al DPF para quemar el hollín.

Al gestionar internamente los procesos de regeneración con medición inteligente del nivel de hollín de DPF y gestión térmica en el paquete, el sistema de alta velocidad funciona sin interacción del operador. Esto proporciona a todos los grupos electrógenos de alquiler Cat XQ equipados con sistemas de DPF la flexibilidad para ser usados en cualquier aplicación y cualquier entorno.

El CRS es un sistema controlado por computadora seguro que utiliza una cámara de combustión cerrada similar a los hornos domésticos de gas. La regeneración solo ocurrirá cuando el sistema determine que el hollín en el DPF ha alcanzado un nivel donde se requiere la regeneración. Luego, una pequeña cantidad de combustible diésel es combustionada hacia el DPF, lo cual aumenta la temperatura de escape al punto donde el hollín en el DPF se oxidará y quemará.

Ideal para ambientes de clima frío y carga baja, CRS proporciona medición precisa y control, y reduce el combustible quemado durante la regeneración. CRS reduce el consumo de combustible general con una solución de poco mantenimiento y bajo costo.

EL VIAJE DESDE LA TRANSICIÓN HASTA EL CUMPLIMIENTO DE EU ETAPA V

Los motores EU Etapa 5 requieren tornillería adicional, junto con un significativamente mayor nivel de complejidad y costos, los cual presenta nuevos desafíos para el mercado de alquiler de energía. Para ayudar a los clientes con los cambios de EU Etapa V, Caterpillar siguió el esquema de transición descrito en la Regulación de la UE 2016/1628. Esto permitió a los fabricantes de equipo original fabricar el grupo electrógeno móvil de etapa de emisión anterior por 18 meses después de la entrada en vigencia de la Etapa V. También se proporciona con un acuerdo de seis meses para permitir que el grupo electrógeno se comercialice. En el presente, Caterpillar estará presentando los dos primeros modelos regulados para las emisiones EU Etapa V, que se van a lanzar en 2021. Los usuarios pioneros de las máquinas con motores que cumplen con EU Etapa V se beneficiarán de los negocios de alquiler en espacios altamente regulados como las ciudades grandes. Cualquiera sea el camino que se elija para una flota, Caterpillar puede ayudar a generar una estrategia para reducir los costos y las complejidades.

RESTRICCIONES ADICIONALES - CUMPLIMIENTO DE RoHS

Además, los generadores móviles Cat, incluidos los productos de transición, cumplirán con la nueva norma de Restricción de sustancias peligrosas (RoHS) que entró en vigencia en julio de 2019. RoHS prohíbe diez sustancias peligrosas encontradas actualmente en componentes electrónicos y eléctricos que están restringidos por la UE. La directiva RoHS fue introducida por la UE en 2002, con la fase más reciente que requiere que todos los productos móviles, incluidos los grupos electrógenos, que se comercializaron a partir de julio de 2019 deben cumplir con ella.

EXPERIENCIA CON PRODUCTOS ALTAMENTE REGULADOS

Caterpillar conoce muy bien las normas de emisiones en evolución de toda Europa y Norteamérica y ha guiado a los clientes de la máquina y el grupo electrógeno por cada fase de evolución de la regulación. Nuestra línea de soluciones de energía de alquiler que cumplen con las normas Tier 4 final de Estados Unidos establecidas por la Agencia de Protección Ambiental incluye una gama de productos que cumplen estrictas regulaciones mientras mejora la eficiencia del combustible y optimizan la productividad en comparación con paquetes con nivel de emisiones anterior para las operaciones de alquiler en Norteamérica.

A través de nuestra exclusiva posición de proveedor de motores y envasador de grupo electrógeno, Caterpillar se asegurará de que todos los paquetes EU Etapa V que nuestros clientes reciban estén completamente integrados y probados para el rendimiento y uso óptimos. Para ubicar su distribuidor Cat más cercano visite: https://www.cat.com/en_US/support/dealer-locator.html.

ACERCA DE

Acerca del autor

Gareth Osborne es un Gerente de definición de producción con Cat® Electric Power Rental.

Acerca de Caterpillar

Desde 1925, Caterpillar Inc. ayuda a los clientes a construir un mundo mejor, facilita el progreso sostenible e impulsa cambios positivos en todos los continentes. Con ventas y utilidades de $41,7 mil millones en 2020, Caterpillar es el principal fabricante del mundo de equipo de minería y construcción, motores diésel y de gas natural, turbinas industriales de gas y locomotoras diésel y eléctricas. Los servicios que se ofrecen durante el ciclo de vida del producto, la tecnología innovadora y las décadas de experiencia en productos diferencian a Caterpillar de la competencia. Esto proporciona un valor excepcional para ayudar a nuestros clientes a alcanzar el éxito. La empresa opera principalmente a través de tres segmentos: la industria de la construcción, la industria de recursos y la industria de energía y transporte. Además, ofrece financiamiento y servicios relacionados a través de su segmento de productos financieros.Para obtener más información, visite caterpillar.com. Para comunicarse con nosotros en las redes sociales, visite caterpillar.com/social-media.

 

Descargar el informe técnico

Descargar ahora

Informes técnicos sobre potencia eléctrica

Haga clic para ver la lista de informes técnicos sobre potencia eléctrica