GPL (Instalación para) - Definición - Significado

La instalación para el funcionamiento de un motor con gas licuado se compone de: depósito, filtro, regulador de presión, vaporizador y carburador debidamente conectados entre sí.

El GPL se toma mediante un tubo que se apoya en el fondo del depósito, donde el gas está siempre en estado líquido, mientras que en la parte superior se halla en forma gaseosa (vapor). La alimentación con sólo gas no es suficiente para hacer funcionar el motor a regímenes elevados. Tomando el GPL de la parte superior del depósito, la composición del gas licuado que queda en el fondo se enriquecería gradualmente de butano, puesto que se evaporaría antes el propano, que es más volátil; esto haría disminuir la presión en el depósito y también el número de octano del combustible. En cambio, tomando GPL líquido del fondo, la mezcla permanece prácticamente constante.

El GPL atraviesa el filtro y pasa, siempre en estado líquido, a la parte de alta presión del regulador (regulador primario), donde la presión queda reducida y, de los 10-14 kg/cm2 que tiene en el depósito, alcanza valores de 0,3-0,7 kg/cm2. Luego, el GPL pasa al vaporizador (generalmente, incorporado al regulador de presión y constituido por un serpentín sumergido en agua caliente que procede del motor), donde se reduce completamente al estado gaseoso.

Desde el vaporizador, el GPL entra en la parte de baja presión del regulador (regulador secundario), que rebaja nuevamente la presión desde 0,3-0,7 kg/cm2 hasta un valor ligeramente inferior al de la presión atmosférica (alrededor de 5 mm de agua de depresión). La regulación de esta depresión es esencial para la adecuada dosificación del combustible en el carburador. El regulador es sensible a las variaciones de la presión barométrica y de la temperatura, y actúa de manera que la presión final sea siempre ligeramente inferior a la atmosférica: esto sirve para evitar que el gas escape a la atmósfera cuando el motor funciona al mínimo.

Del regulador secundario, el combustible pasa al carburador, donde se mezcla con aire en la proporción oportuna. Finalmente, la mezcla pasa al colector de admisión, si la depresión de éste es suficiente para aspirar el gas.

A continuación se examinará por separado cada uno de los componentes de una instalación para GPL.

Depósito - La construcción de los depósitos está íntimamente ligada a las características del GPL. Para que permanezca en estado líquido, el gas, a causa de su bajo punto de ebullición, debe permanecer a presión. Por tanto, el depósito deberá construirse de chapa de acero de unos 5 mm de espesor, habrá de tener forma cilindrica y con fondo abombado. El elevado coeficiente de dilatación del gas exige que el depósito no quede nunca completamente lleno, debiendo dejarse un espacio suficiente para compensar las variaciones de volumen del líquido.

A causa de su menor peso específico en relación con los combustibles líquidos normales, los GPL ofrecen menor número de calorías por litro, por lo que, para disfrutar de la misma autonomía, el vehículo que funcione con GPL deberá disponer de un depósito de capacidad mayor.

Los depósitos disponen de los accesorios necesarios para el funcionamiento y para la seguridad de la instalación, y son:

- la válvula de toma de líquido, es decir, un grifo que une el depósito con la tubería de entrada al regulador de presión;

- la válvula de llenado, que corresponde al tapón de llenado de los depósitos de gasolina normales, que está protegida con una tapa atornillada. Puede estar constituida por una válvula de reducción con una de exceso de flujo; por una doble válvula de reducción (lamas usada), o bien por una válvula de retención combinada con una válvula interna de reducción o con una de exceso de flujo;

- la válvula de unión del gas, que sirve para comunicar el gas contenido en el depósito del vehículo con el de la estación de distribución de GPL, de modo que, estabilizada la presión entre ambas partes, sea posible transvasar el líquido por gravedad; si la distribución del combustible se realiza por bombeo, la unión facilita la operación reduciendo la potencia necesaria para el Denado y evita que se abra la válvula de seguridad;

- la válvula del «outage», que establece el grado de carga de los depósitos de tipo normal y que previene el rebosamiento del depósito en el caso de un error del indicador de nivel;

- el indicador de nivel, generalmente del tipo magnético y de rotación.

El depósito deberá estar emplazado en posición protegida contra los choques y lo más alto posible del suelo; no sobresaldrá de la parte más saliente del vehículo y no se colocará en la proximidad del tubo de escape, por evidentes razones de seguridad.

Cuando, por necesidades de autonomía, no sea suficiente un solo depósito, se pasará, en forma compatible con el espacio de que se dispone, a soluciones con más depósitos. En este caso, conviene emplazar la tubería de alimentación de manera que se saque combustible de un solo depósito cada vez. Los dos o más recipientes no deben ser intercomunicantes para evitar que por diferencias de temperatura pueda pasar GPL de uno a otro. Si tal cosa ocurriese, se modificarían las condiciones de llenado con perjuicio de la seguridad de funcionamiento.

Filtro de combustible - Antes de entrar en el regulador de presión, el GPL pasa por el filtro de combustible, donde queda depurado de cualquier substancia extraña. Dicho filtro es del tipo de discos de fieltro, idóneo para soportar presiones elevadas.

El filtro debe montarse ligeramente más bajo que el regulador de presión y lo más próximo posible a este último (lado de entrada), a fin de acortar la longitud del tubo de unión y reducir al mínimo las eventuales impurezas provenientes del último trozo. El filtro puede estar dotado de una válvula de retención del combustible regulada eléctricamente, que tiene la misión de interrumpir la alimentación en caso de pérdida debida a una avería del regulador de presión. Según las instalaciones, esta válvula puede ser montada en el regulador de presión mejor que en el filtro.

Regulador de presión y vaporizador - El regulador tiene la misión de reducir la presión del GPL proveniente del depósito para hacerlo pasar del estado líquido al gaseoso. Normalmente, esta regulación se produce mediante dos reductores en serie (primario y secundario), que en esencia consisten en una cámara a la que llega el gas a presión después de pasar por una válvula; la cámara está cerrada por un diafragma que se desplaza con la presión del gas, cerrando o abriendo la válvula con la ayuda de un muelle.

El regulador primario y el secundario trabajan prácticamente al unísono. Cuando, en la fase de admisión, el motor aspira gas a través del carburador, se reduce la presión en la cámara del secundario; entonces, en éste se abre la válvula de entrada hasta que la presión inicial vuelve a su anterior estado. La apertura de la válvula y la consiguiente demanda de gas reducen también la presión en la cámara del primario que, a su vez, solicita combustible del depósito.

Cada uno de los dos reguladores dispone de un agujero (respiradero) que pone en comunicación la cámara posterior (el diafragma) con la atmósfera exterior. El respiradero del primario tiene esencialmente la misión de compensar los saltos de presión que puedan producirse en la cámara como consecuencia de los movimientos alternativos del diafragma. (En el primario, el respiradero puede ponerse también en comunicación con la otra parte de la cámara, la que precede al diafragma.)

En el secundario, el respiradero permite a la presión atmosférica ejercer una acción equilibradora sobre la presión de la cámara, de manera que pueda evitar que las variaciones barométricas o de altitud determinen una imperfecta mezcla de aire y gas en el carburador.

Una comunicación entre el respiradero del secundario y el difusor del carburador consigue mantener, en la cámara que precede al diafragma, la misma diferencia de presión que existe entre el carburador y el filtro de aire, y evita que la mezcla se enriquezca excesivamente cuando la obstrucción de dicho filtro reduce la presión de aspiración. La vaporización en el regulador (paso del estado líquido al gaseoso) determina un notable descenso de la temperatura que, si no se controla, puede hacer que el butano contenido en el combustible permanezca en estado líquido y ocasione averías y la congelación de las partes móviles del regulador. Por estos motivos se intercala entre el primario y el secundario un vaporizador, constituido esencialmente por un serpentín (por el que pasa el GPL) sumergido en una cámara por la que circula el agua del motor.

El regulador de presión debe montarse en una posición que esté sujeta lo menos posible a vibraciones y alejada de los puntos de máximo calor, para evitar, por un lado, movimientos incontrolados de las válvulas de regulación (con consecuentes y periódicos pasos irregulares de gas y funcionamiento no económico), y por otro, el deterioro de las membranas de caucho. Por tanto, se aconseja sujetarlo a la estructura metálica de la carrocería.

La condición ideal para instalar el regulador de presión sería que estuviera lo más cerca posible del carburador y que la principal conexión de alimentación entre los dos aparatos fuera recta y con ligera pendiente hacia abajo, en la dirección del regulador al carburador.

Para la circulación del agua caliente por el vaporizador hay que proceder de manera que la entrada al vaporizador esté conectada al circuito de refrigeración del lado del termostato y que la salida esté unida a la aspiración de la bomba del agua.

Mezclador - Normalmente, está constituido por un tubo de Venturi suplementario agregado al carburador, de manera que éste también pueda funcionar en cualquier momento con gasolina. Algunas soluciones encargan al tubo de Venturi de todas las regulaciones, confiando al regulador de presión sólo la misión de suministrar gas puro a presión constante, según las exigencias del motor. En otras soluciones, la regulación queda asignada parcialmente al secundario del regulador de presión, que hace variar la presión de alimentación según las exigencias del carburador.

Algunos tipos no prevén un mezclador suplementario, y hacen llegar el gas hasta el difusor del carburador, en el que se ha practicado un orificio con los adecuados tornillos de regulación. Otros no poseen un verdadero tubo de Venturi: la mariposa está situada antes de la entrada del combustible, que se regula mediante una válvula cilindrica conectada con aquélla.

Otra solución implica una mariposa para el aire, que permanece cerrada en el arranque y en el mínimo, pero que se abre en cuanto se aplica la carga. Esta solución prevé una conexión equilibradora entre carburador y secundario del regulador de presión. Bajo demanda, este tipo de carburador puede estar dotado de un enriquecedor de mezcla para las aceleraciones (bomba de aceleración).

Tuberías - En la instalación para GPL deben dedicarse especiales cuidados a las tuberías que unen los distintos aparatos.

La tubería que va del depósito al regulador de presión debe probarse a una presión de 45 kg/cm2; además, ha de estar protegida y situada lejos de los tubos de escape y sólidamente sujeta con abrazaderas. Es aconsejable el uso de racores en ángulo recto. Las uniones deben realizarse con juntas huecas y bien Prietas que aseguren la hermeticidad sin necesidad de emplear senadores. Deben colocarse protecciones entre las tuberías y la estructura metálica en aquellos puntos donde el eventual roce entre ambas partes, por posibles movimientos relativos, pueda desgastar e incluso perforar dichas tuberías. Si la instalación de GPL se ha llevado a cabo con las debidas precauciones, no existen problemas de mantenimiento.

Regulación - Dado que los distintos GPL que pueden adquirirse en los distribuidores no tienen una composición constante, o sea, no están constituidos por los mismos hidrocarburos mezclados en iguales proporciones, la instalación debería regularse cada vez que se fuera a repostar. Especialmente, varían el peso específico del gas y la potencia calorífica relativa de un litro de mezcla aspirada, por lo que convendrá regular el tornillo del mínimo y la tobera del máximo, para aprovechar en todo su rendimiento las características del gas en cuanto a potencia, economía, arranque en frío y regularidad del ralentí. Finalmente, dichas regulaciones deberían repartirse incluso usando siempre el mismo GPL al variar la temperatura exterior, ya que la presión y la tensión de vapor del gas (y por tanto su densidad) acusan mucho los saltos térmicos.