Agua en el combustible
Además de eliminar las partículas, los filtros deben ser capaces de separar el agua atrapada en el combustible diésel. Este es uno de los principales objetivos de la mayoría de los filtros de combustible primarios. Es especialmente importante en el caso de los motores que se utilizan de forma esporádica, y que por tanto permanecen inactivos durante largos periodos de tiempo (por ejemplo, durante la hibernación de una embarcación).
La separación del agua se consigue normalmente mediante una superficie hidrófoba (repelente al agua, tipo barrera), como la celulosa tratada con silicona, sobre la que las gotas de agua se agrupan (aglomeran) hasta alcanzar un tamaño suficiente para caer al
fondo del filtro, o bien mediante un medio hidrófilo ((que atrae el agua, coalescente), como la microfibra de vidrio, que atrae las gotas de agua y las fusiona en el medio filtrante hasta que vuelven a ser lo suficientemente grandes como para precipitarse.
Lamentablemente, la mayor actividad tensioactiva del ULSD y la actividad tensioactiva natural del biodiésel reducen el tamaño de las gotas de agua hasta un punto en el que estas atraviesan ambos tipos de medios de separación. Según Donaldson Filtration Systems, uno de los principales fabricantes de filtros de combustible diésel, las técnicas tradicionales de separación de agua no logran eliminar entre un 40 % y un 100 % del agua atrapada por el combustible, sin que exista ningún mecanismo para advertir al usuario de este fallo. Donaldson descubrió que los filtros de coalescencia tienden a funcionar mejor que los de barrera, y mantienen este rendimiento durante toda la vida útil del filtro.
La norma EN 590 se modificó en 2005 para limitar a 200 ppm el contenido de agua disuelta en el combustible diésel suministrado a los usuarios finales. El límite sigue siendo el mismo en la actualidad. Sin embargo, durante muchos años, los procedimientos de ensayo normalizados para detectar el agua atrapada en el combustible diésel (SAE J1488 y 1839, e ISO 4020) quedaron rezagados con respecto a los cambios en la tensioactividad del combustible y, por lo tanto, no reflejaban el bajo rendimiento de los filtros ante combustibles de alta tensioactividad.
El agua atrapada o disuelta no se puede eliminar mediante una línea de muestreo, por lo que debe ser retenida por el filtro primario
De hecho, para llevar a cabo los procedimientos de ensayo estándar, ¡los laboratorios tenían que someter a un tratamiento previo el combustible de ensayo de alta tensioactividad con el fin de reducirla antes de iniciar los ensayos! Una corrección en 2013 modificó esta situación, e incluyó en los ensayos el biodiésel con un contenido de FAME de hasta el 7 %.
Una de las medidas de la actividad tensioactiva o surfactante es la tensión interfacial (IFT; tensión superficial, medida en dinas/cm o mili newtons/metro [mN/m]), que, con el petrodiésel anterior al ULSD, solía situarse en el rango de 25-35 mN/m, pero que ahora, con el ULSD y las mezclas de biodiésel se sitúa entre 8 y 17 mN/m. Cuanto menor es el valor de la IFT, más difícil resulta eliminar el agua atrapada. La modificación de 2013 redujo el valor de la IFT en la prueba estandarizada de unos 25 mN/m a unos 13 mN/m, pero este sigue siendo significativamente superior al que puede encontrarse en los suministros de combustible del mundo real.
Por lo que sabemos, la situación en materia de ensayos no ha cambiado sustancialmente desde 2013 (la norma se revisó y confirmó en 2020). No obstante, la tecnología de separación de agua ha mejorado hasta tal punto que, utilizando los procedimientos de ensayo existentes, algunos fabricantes de filtros afirman alcanzar una separación de agua emulsionada superior al 95 % en el combustible diésel. Sin embargo, en la práctica, Donaldson señala: «Las pruebas demuestran que incluso los mejores filtros coalescentes de hoy en día rinden una eficiencia de eliminación de agua de alrededor del 35 % cuando se acercan al final de su vida útil».
Resumen
En general, el panorama no es nada halagüeño para los propietarios de embarcaciones. Una vez más, no es necesario que recuerde todas las cifras de estas lecciones, pero sí debe entender el mensaje: Debemos adquirir filtros con una alta capacidad de separación de agua emulsionada y una clasificación de filtración adecuada para la captura de partículas.
La mayoría de nosotros aún tenemos motores de inyección convencional. Para estos, deberíamos buscar un filtro primario con una capacidad de separación de agua emulsionada superior al 95 %, y un filtro secundario con un grado de filtración absoluto de 10 micras o superior y con una eficiencia del 98,7 % o superior para 6 µm.
En lo que respecta al HPCR, muchos navegantes expresan su preocupación por la vulnerabilidad ante averías del motor que puedan ser irreparables en el mar debido al sistema de control electrónico. De hecho, no hay mucho motivo para preocuparse. Llevamos años utilizando este tipo de tecnología en nuestros coches, con mejoras considerables en cuanto a fiabilidad. Además, se han producido muy pocos casos de averías catastróficas en embarcaciones a causa de picos de tensión, como los provocados por rayos cercanos.
Lo que el equipo de BoatHowTo ha concluido es que el problema fundamental no radica en la electrónica, sino en las presiones extraordinariamente altas del sistema de combustible unidas a un suministro de calidad irregular de combustible. A pesar de que hay millones de motores HPCR en servicio en aplicaciones de automoción y transporte por carretera, lo que sugeriría que no hay ningún problema, dadas las tolerancias increíblemente estrictas necesarias en el suministro de combustible los navegantes somos especialmente vulnerables porque repostamos combustible en muchos lugares diferentes de todo el mundo, con niveles variables de limpieza del combustible y probablemente con diferentes propiedades químicas. Además, a menudo dejamos que este combustible permanezca en nuestros depósitos durante meses, y a veces años, seguidos.
Incluso el combustible diésel que cumple con los estándares actuales de la cadena de suministro y del WWFC, y es filtrado por filtros que superan las pruebas pertinentes, puede poner en peligro el buen funcionamiento de los sistemas modernos de inyección de combustible. Para los sistemas HPCR, se necesitan filtros primarios con una separación de agua emulsionada superior al 95 %, y filtros secundarios con una clasificación absoluta de 4 micras o superior y con una eficiencia de hasta el 99,99 % a 4 µm.
Aunque la situación del combustible diésel y de los filtros está mejorando a medida que se endurecen las normas sobre combustibles en todo el mundo y avanza la tecnología de los filtros de combustible, llevará algún tiempo hasta que los efectos de estos cambios tengan un impacto práctico en el mercado de los combustibles y filtros marinos. Mientras tanto, nos parece que cualquiera que tenga un sistema de inyección de alta presión debe ser algo paranoico con respecto al suministro de combustible y al nivel de filtración que se proporciona al motor.
Si le estamos poniendo nervioso, es realmente a propósito, ¡y es algo bueno! Como señalamos al principio de esta lección, la responsabilidad de mantener limpio el suministro de combustible ha recaído sobre nosotros, los propietarios de embarcaciones. Casi todas las garantías de los motores excluyen los daños causados por la contaminación del combustible. Prestar atención a la limpieza del combustible es el requisito de mantenimiento más importante en lo que respecta a los motores diésel marinos.
Una recomendación fundamental es que, en caso de duda, utilice siempre los filtros recomendados por el fabricante del motor. No escatime en gastos ni intente ahorrar dinero utilizando filtros más baratos que, aunque parezcan iguales y se ajusten igual de bien, pueden no tener la misma calidad. Debemos partir de la base de que el fabricante del motor ha seleccionado filtros que protegerán el motor.
En la próxima lección abordaremos los procedimientos de mantenimiento de los filtros primarios y secundarios.