GAS Vs DIESEL

Las diferencias entre motores diesel y los motores de gas (ciclo Otto) son numerosas. Estas diferencias hacen que haya aplicaciones específicas reservadas a uno u otro tipo de motor.

La primera diferencia entre los ciclos Otto y Diesel radica en el momento en que se produce la mezcla aire-combustible. En el ciclo Otto el gas aspirado por el cilindro es ya una mezcla, mientras que en el ciclo Diesel el combustible se inyecta a alta presión en la cámara de combustión al final de la compresión.

Una segunda diferencia importante es la relación de compresión, que en el caso del ciclo Diesel suele ser superior a la del ciclo Otto, por lo que obtiene mejores rendimientos. Esta diferencia está evolucionando porque se está llegando en motores ciclo Otto a relaciones de compresión similares a las del ciclo Diesel, como se verá más adelante.

La presión media efectiva en motores Diesel es también mayor que la correspondiente en motores Otto. En los primeros suele ser del orden de 20 bar., mientras que en motores de gas está en torno a los 15 bar. Con el desarrollo de nuevas tecnologías en los ciclos Otto ambos valores se están igualando, con la correspondiente mejora en los rendimientos.

El combustible utilizado en ambos ciclos es también diferente. En los motores de ciclo Otto se emplea gas natural, biogases, gases derivados del petróleo (GLP), gases de refinería o de coque, y gasolina. En la industria automovilística es la gasolina, el gas natural y el gas butano los empleados, mientras que aplicaciones estacionarias como la generación de energía eléctrica el mayoritario es el gas natural. En los motores de ciclo Diesel los dos combustibles empleados son fuelóleo y el gasóleo.

Una de las diferencias más importantes es el método que se emplea para producir la explosión de la mezcla. En un motor Otto es necesaria la adición de una energía exterior de  activación para producir la reacción, normalmente suministrada por una bujía, mientras que en un motor Diesel, las condiciones de temperatura y presión alcanzadas en la cámara de combustión como resultado de la compresión son suficientes para que la mezcla se inflame. Esta diferencia en el funcionamiento también supone unos requerimientos distintos para el combustible, que debe aguantar sin inflamarse hasta el momento exacto en que se precisa que lo haga.

Por otro lado, desde el punto de vista termodinámico, la ignición mediante bujía es más rápida, por lo que la combustión se produce a volumen constante. Sin embargo el encendido por compresión es un proceso más lento, por lo que parte de la combustión se produce a volumen constante y otra a presión constante.

Como en los motores ciclo Otto, en los motores diesel el rendimiento también aumenta con la relación de compresión, pero en los motores diesel el rendimiento baja menos al bajar la carga. La figura adjunta muestra las curvas de rendimiento de ambos ciclos (Otto y Diesel).

Los motores diesel queman combustible líquido, fuelóleo o gasóleo. La utilización de un combustible u otro tiene una serie de consecuencias. La primera es que sólo estos motores diesel pueden quemar combustibles residuales, que son más baratos. Los contaminantes de estos combustibles residuales (especialmente el azufre y los metales pesados), así como las partículas sólidas procedentes del proceso (inquemados) provocan elevadas emisiones a la atmósfera. A estas emisiones que son consecuencia del alto contenido de los contaminantes del combustible se unen las elevadas emisiones de óxidos de nitrógeno.

Una de las líneas en que más han avanzado los motores de gas es, precisamente, en la reducción de las emisiones atmosféricas. Los gases combustibles, además de partir de menores contaminantes en su composición original, pueden ser depurados con mayor facilidad que los combustibles líquidos. El desarrollo de los motores de gas con mezclas pobres, que funcionan con menores presiones máximas y menores temperaturas que los motores diesel ha permitido disminuir sensiblemente las emisiones de NOx. Los motores diesel no pueden bajar la presión y temperatura, que son parámetros relacionados con el aumento de emisiones de NOx, puesto que es preciso alcanzar  las condiciones de autoignición para que puedan funcionar.

Los motores de gas no han podido aún llegar a los enormes tamaños y por tanto potencias de los motores diesel. Los motores de gas comerciales no han superado los 10 MW, mientras que los motores diesel de dos tiempos llegan en la actualidad casi a los 100 MW en una sola unidad.

Estos motores diesel de gran tamaño han conseguido batir la barrera del 50 % de rendimiento, mientras que los modelos actuales de gas de mayor tamaño rara vez superan el 45 %.

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