OPACIDAD

Opacídad 1

Alex Checa Carrera de Ingeniería Automotriz, Escuela Politécnica del Ejército Extensión Latacunga, Márquez de Maenza S/N Latacunga, Ecuador. Email: [email protected]

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the amount of soot emitted by diesel engines. Unlike gasoline engines, where it measures the amount of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) to assess the quality of combustion and toxic emissions in diesel engines only examines the amount of carbon ( soot), one of the components of diesel engines. Is tiny particles in suspension which can not be treated as a gas, that is, can not be quantified by the gas analyzer.

RESUMEN En los motores diesel el Hollín (carbón) es la principal emisión contaminante . El nivel de emisión de esta partícula se mide a través del opacímetro. .El Opacímetro, es un equipo diseñado para estimar la cantidad del hollín que emiten los motores Diesel. En los motores Diesel sólo se analiza la cantidad de carbón (hollín), uno de los componentes del Diesel. Se trata de minúsculas partículas en suspensión las cuales no pueden ser tratadas como un gas, es decir, no pueden ser cuantificadas a través del analizador de gases.

The Opacimeter basically comprises three components: measuring chamber analyzer and a portable terminal. Through a pipe and a hose connected with the exhaust the measuring chamber, and samples were taken of the partial exhaust. Partial called as only part of the gases entering the machine and the rest is lost to the atmosphere.

El Opacímetro está compuesto básicamente por tres componentes: cámara de medición, analizador y un terminal portátil. A través de un tubo y una manguera se conectan la salida del escape con la cámara de medición, y se toman muestras parciales de los gases de escape.

The gases enter into a tube and through a sensor measuring the intensity of light (haze), then calculate the density of the particles.

Este valor puede ser entregado como porcentaje de Opacidad (siendo 100% total mente nublado y 0% totalmente claro) o como un número equivalente denominado valor k.

This value may be given as a percentage of opacity (being 100% overall and 0% cloudy mind totally clear) or as a number called the k value.

The tube has a halogen light source at one end and a receiver at the other so that when there is no gas in the tube, the light intensity unaffected.

I. INTRODUCCIÓN Palabra Clave: Opacidad Es la condición en la cual una materia impide parcial o totalmente el paso del haz de luz.

Con el paso del tiempo la contaminación ambiental ha ido aumentando, una gran parte por las emisiones automotrices, una de las cuales es las emisiones de un motor de ciclo diesel la cual en su combustión produce gran cantidad de carbón si no está en buenas condiciones. Para determinar este nivel de carbón producido en la combustión la tecnología ha desarrollado un equipo electrónico para su medición el cual se denomina opacímetro.

ABSTRACT In diesel engines Soot (carbon) is the main pollutant emissions. The emission level of this particle is measured through the opacimeter. The Smoke Meter is a device designed to estimate 1

La medición de la opacidad tiene una aplicación de gran importancia, ya que está referida a la evaluación de emisión de gases a la atmósfera generados por la combustión de diesel en algunos vehículos que circulan en el país. En los Centros de Verificación Vehicular se emplean opacímetros como instrumentos de medición, que deben cumplir ciertas características físicas y ópticas, así como el requisito de calibración. Actualmente se tiene la normatividad que rige los niveles máximos permisibles de opacidad, a los cuales deben de apegarse los Laboratorios de Calibración y Unidades de Verificación autorizados, para asegurar resultados confiables en la medición de la opacidad.

2. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO .El Opacímetro, es un equipo diseñado para estimar la cantidad del hollín que emiten los motores Diesel. A diferencia de los motores de gasolina, en donde se mide la cantidad de monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (HC) para evaluar la calidad de la combustión y las emisiones tóxicas, en los motores Diesel sólo se analiza la cantidad de carbón (hollín), uno de los componentes del Diesel. Se trata de minúsculas partículas en suspensión las cuales no pueden ser tratadas como un gas, es decir, no pueden ser cuantificadas a través del analizador de gases. El Opacímetro está compuesto básicamente por tres componentes: cámara de medición, analizador y un terminal portátil. A través de un tubo y una manguera se conectan la salida del escape con la cámara de medición, y se toman muestras parciales de los gases de escape. Se denomina parcial ya que sólo parte delos gases ingresan a la máquina y el resto se pierde en la atmósfera [1]. Los gases ingresan d e n t r o d e u n t u b o y a través de un sensor se mide la intensidad de la luz (turbiedad), para l u e g o calcular la densidad de las partículas. El tubo tiene una fuente de luz halógena en un extremo y un receptor en el otro d e tal forma que cuando no hay un gas dentro del tubo, la intensidad de luz no se ve afectada. Este valor puede ser entregado como porcentaje de Opacidad (siendo 100% total mente nublado y 0% totalmente claro) o como un número equivalente denominado valor k.

Fig. 1: Esquema analizador de opacidad

3. PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN POR ABSORCIÓN DE LUZ (OPACIMETRO): 3.1. La medición se hará estando el motor a la temperatura normal de funcionamiento prescrita por el fabricante. Si el ensayo debe efectuarse en un vehículo con el motor frío, previamente se efectuará un recorrido que permita alcanzar al motor la temperatura normal de funcionamiento prevista por el fabricante, debiéndose efectuar la medición en forma inmediata; 3.2. La zonda del equipo de medición de humos se fijará de una manera segura en la cola del tubo de escape; 3.3. El vehículo deberá estar detenido con el motor funcionando en marcha lenta, con el sistema acelerador libre de toda traba que dificulte o impida su funcionamiento correcto. También se deberá asegurar que la máxima posición del pedal del acelerador corresponda con el máximo caudal de inyección; 3.4. Estabilizado el motor unos instantes en su condición de marcha lenta, (es suficiente medio minuto), se accionará el control de aceleración rápidamente, pero sin brusquedad, de modo de obtener la máxima entrega de la bomba de inyección. Esta posición se mantendrá hasta que se 2

Especificaciones: Fuente de Alimentación: 220 / 240 Volt, 300 W, 60 Hz Medidas: 430 mm de largo, aluminio Opacidad: 0-99 % / 0-9,99 m-1 Temper. de aceite : 0-150 ºC Temper. de la célula : 0-150 ºC Peso: 15 kg

obtenga la máxima velocidad del motor y actúe el regulador. Tan pronto como se alcance dicha velocidad, se des accionará el comando de aceleración hasta que el motor recupere su condición de marcha lenta; 3.5. La operación descrita en el inciso 2.4. anterior, deberá ser repetida no menos de SEIS (6) veces para limpiar el sistema de escape; 3.6. A partir de la sexta aceleración los valores máximos de opacidad en cada aceleración sucesiva deben ser registrados hasta que se obtengan valores estabilizados. No se tomarán en cuenta los valores entre cada aceleración mientras el motor esté en marcha lenta. 3.7. Los valores leídos serán registrados como estabilizados cuando CUATRO (4) de ellos en forma consecutiva, estén situados dentro de un banda de VEINTICINCO CENTESIMAS DE METRO ELEVADO A LA MENOS UNO (0,25 m-') y no formen una secuencia decreciente. Una vez obtenidas CUATRO (4) mediciones sucesivas que cumplan ambas condiciones, se tomará como resultado de la medición la media aritmética de las CUATRO (4) lecturas: CARACTERISTICAS, UNIDAD, METODO, ESPECIFICACION [2].

Fig. 2: analizador de opacidad (humos) eda 2 Opacímetro ULTIMA 600 El opacímetro ULTIMA 600 está preparado para medir la opacidad del humo de los gases de escape de los vehículos diesel, cumpliendo la norma UNE. Modo "control": Representa el control técnico. Consiste en una aceleración de limpieza y sucesivas aceleraciones de medida, hasta un máximo de diez. El equipo sólo tendrá en cuenta tres aceleraciones sucesivas, cuyo desvío no sea superior a 0,25 m-1, sobre las que realizará los cálculos, presentando en el visualizador la media aritmética en m-1. El resultado podrá ser "aceptable" o "inaceptable"; si después de diez aceleraciones los resultados son dispares, en el visualizador se presentará la lectura "medida inestable", pudiendo imprimir un ticket posteriormente.

4. EQUIPOS DE MEDICIÓN ANALIZADOR DE OPACIDAD (HUMOS) EDA 2: Opacímetro informatizado con video El medidor de opacidad EDA 2 está fabricado por Test Equipment. Su diseño muy compacto e "inteligente” incorpora un sistema controlado de microprocesador "inteligente” para un análisis rápido y exacto de todos los motores diesel de "ignición comprimida” y ha sido específicamente desarrollado para proporcionarle al usuario una amplitud máxima de datos para diagnóstico. La temperatura del aceite, la temperatura de la cámara de humos, las RPM y las medidas de opacidad se presentan en el monitor en color de 17” de INNOVA 2000D. Los datos actuales así como los procedimientos de test requeridos por las autoridades correspondientes pueden ser analizados de manera instantánea. Una copia exacta de los resultados del test puede imprimirse usando la impresora que equipa el sistema.

Fig. 3: Opacímetro ULTIMA 600. 5. RANGOS DE MEDICIÓN / UNIDADES La opacidad de los gases de escape no pueden superarse los siguientes valores: - 2,5 M para motores atmosféricos. - 3,0 M para motores turbo. El proceso de medida de esta opacidad es un poco especial así que vamos a aclararlo.

Pruebas Exhaustivas: Para vehículos ligeros y pesados tubos de 1 a 3,5 metros incluidos Medición de la temperatura de aceite: Para vehículos comerciales de 5-2,5 metros. 3

1. Primer ciclo de aceleración en vacío. Si el valor de opacidad medido es menor o igual al 2,25 M para motores atmosféricos o 2,7 M para los turbo, se finalizará la prueba con el resultado de favorable. Si el valor de opacidad medido es superior a esos valores, se pasa a un segundo ciclo de aceleración. 2. Segundo ciclo de aceleración en vacío. Si el valor de opacidad medido es menor o igual al 2,25 M para motores atmosféricos o 2,7 M para los turbo, se finalizará la prueba con el resultado de favorable. Si el valor de opacidad medido es superior a esos valores, se pasa a un tercer ciclo de aceleración. 3. Tercer ciclo de aceleración en vacío. Si el valor de opacidad medido es menor o igual al 2,25 M para motores atmosféricos o 2,7 M para los turbo, se finalizará la prueba con el resultado de favorable. Si el valor de opacidad medido es superior a esos valores, se utilizará el siguiente criterio de decisión: - Motores atmosféricos. Si el valor de la media de los tres ciclos se encuentra entre: * 2,25 y 2,5 M -> Favorable. * 2,5 y 3,5 M -> Leve. * > 3,5 -> Grave. - Motores turbo. Si el valor de la media de los tres ciclos se encuentra entre: * 2,7 y 3 M -> Favorable. * 3 y 4 M -> Leve. * > 4 -> Grave [3].

http://calientestolanu.wordpress.com/sistemasanticontaminacion-6/

6. CONCLUSIONES. El opacímetro nos ayuda a controlar las emanaciones de carbono de un motor diesel. Para medir la opacidad en un motor diesel primero debemos ponerlo a su temperatura normal. La opacidad se mide en porcentaje. La opacidad (mensurando) es una magnitud derivada de la transmitancia (τ) Es una propiedad óptica de la materia, que tiene diversos grados y características.

7. BIBLIOGRAFÍA [1] Opacidad en los Humos de escape. Recuperado el 10 de septiembre de 2013, de: http://es.scribd.com/doc/50984747/OPACIDAD-DEHUMOS-DE-ESCAPE [2] Peak opacímetro. Recuperado el 10 de septiembre de 2013, de: http://www.fbelectronica.com/Producto/6000-manualdiesel.pdf [3] Sistemas anti contaminación. Recuperado el 10 de septiembre de 2013, de: 4