¿Qué es un motor de combustible dual y cuáles son sus beneficios para las aplicaciones de petróleo y gas?

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La edad de piedra no terminó porque el mundo se quedó sin piedras, y la edad del petróleo no terminará porque nos quedamos sin aceite 1 . En cambio, la edad del petróleo terminará cuando nosotros (comunidades, empresas y gobiernos) aceleremos la transición energética hacia nuestro destino final: energía renovable del 100%.

En este viaje de transición energética hay pasos gigantescos que todos celebramos, como el mayor uso de hidrógeno verde en aplicaciones ferroviarias. También hay pasos incrementales-aquellos que se dirigen hacia la dirección correcta, aquellos que desafían el status-quo y aquellos que nos acercan a nuestro objetivo final.

El de la industria de petróleo y gas está dando pasos incrementales para reducir su huella ambiental y mejorar su desempeño financiero. Uno de estos pasos es el uso de motores de combustible dual, que se considera el próximo paso inmediato correcto. La industria ya está utilizando tecnologías que abarcan desde Microgrids hasta motores de emisiones ultrabajas en este viaje. Los motores de combustible Duel son la adición correcta a esta cartera.

La tecnología de motor de combustible dual se ha probado a lo largo de los años en aplicaciones de perforación y mantenimiento de pozos. Dado el mayor interés en estas soluciones de combustible dual, este artículo describe qué son los motores de combustible dual y sus beneficios en aplicaciones de petróleo y gas.

¿Qué es un motor de combustible dual y cómo funciona?

Los motores que pueden funcionar con una mezcla de dos combustibles diferentes se denominan motores de combustible dual. Con frecuencia, los combustibles diésel y de gas natural se usan juntos dentro de los motores de combustible dual. A menudo, los motores de combustible dual que mezclan diésel y gas natural también pueden funcionar con combustible diésel solo si el gas natural no está disponible temporalmente.

Más allá del gas natural y el diésel, algunos motores de combustible dual también pueden usar diferentes mezclas de biodiésel, gas de vertedero, gas biológico y otros combustibles.

¿Todos los motores de combustible dual son iguales?

No lo son; las diferencias entre los motores de Duel Fuel están mucho más allá de " tomayto" y " tomahto" .

Si bien los principios de funcionamiento de los motores de combustible dual son los mismos, aquellos que operan motores de combustible dual experimentan diferencias notables en el costo total de propiedad (TCO) y el tiempo de actividad. Cosas como la tasa de sustitución de gas natural, la calidad del gas natural, las emisiones producidas y la confiabilidad del equipo pueden tener un efecto operacional eficiente.

La tasa de sustitución es una palabra clave asociada con los motores de combustible dual. La tasa de sustitución es la porción de energía de combustible suministrada por gas natural. Al comparar motores de combustible dual, hay dos consideraciones importantes sobre las tasas de sustitución:

  1. factor de carga: Es importante comparar las tasas de sustitución de diferentes motores con el mismo factor de carga, que es donde operan normalmente sus motores. Comparar estrictamente las tasas de sustitución "máximas" de diferentes motores podría engañarlo y evitar que maximice los beneficios de los motores de combustible dual.
  2. consumo de combustible diésel: Considere evaluar las tasas de consumo de combustible diésel de los motores mientras compara las tasas de sustitución. Si un motor ofrece un mejor ahorro de combustible diésel, ese motor inicia la comparación de la tasa de sustitución con una ventaja importante.

Eche un Cómo funcionan los motores de combustible dual para obtener más información.

Beneficios de los motores de combustible dual en aplicaciones de petróleo y gas

Dentro de las aplicaciones de petróleo y gas, las operaciones de perforación y mantenimiento de pozos son las que comúnmente podrían ver que los motores de combustible dual alimentan los equipos. Esto se debe a los beneficios financieros y ambientales que la perforación y la experiencia de los contratistas de mantenimiento de pozos con motores de combustible dual. Miremos estos beneficios de los motores de combustible dual en aplicaciones de petróleo y gas.

Los motores de combustible dual reducen el impacto ambiental del funcionamiento del petróleo y el gas

A menudo, el gas natural se denomina "el puente hacia el futuro renovable" en los mercados de generación de electricidad . De hecho, 40% de la electricidad a escala de servicios públicos generada en los EE. UU. proviene de de gas natural. El resto se distribuye uniformemente entre el carbón, la energía nuclear y las energías renovables.

"Las consideraciones ambientales son una razón clave por la que muchos negocios, incluidos los operadores de perforación y mantenimiento de pozos, eligen el gas natural con respecto a otros combustibles fósiles", dijo Patricio Escobar, Gerente General de segmento de mercado de petróleo y gas de Cummins. "Aquellos que deciden reemplazar a diésel con gas natural experimentan varios beneficios ambientales y operacionales importantes", también dijo.

Aquí hay tres de estas consideraciones ambientales.

  • reducido de refinación y transporte de combustible diésel: El combustible diésel atraviesa un largo viaje para llegar de la cabeza de pozo a su tanque de combustible. Al usar el gas disponible en el sitio en sus motores de combustible dual, también reduce la necesidad de que esas operaciones procesen y entreguen combustible diésel a su sitio. Esto, a su vez, reduce los impactos ambientales asociados del transporte y la refinación.
  • reducido de acampado: Otra ventaja medioambiental clave que se logra a través del uso de gas natural en el lugar es la disminución de la quema. El exceso de gas natural quemado a través de la acampada se puede volver a desplegar para alimentar los motores de combustible dual en un sitio de pozo.

Los motores de combustible dual ofrecen ahorros financieros gracias a un menor consumo de combustible diésel

El costo de combustible es uno de los artículos de línea de gastos primarios para operaciones de perforación y mantenimiento. Los motores de combustible dual brindan ahorros financieros en forma de costos de operación reducidos (OpEx).

Así es como los reducidos gastos operativos cobran vida.

  • substituyendo el combustible diésel por combustible de gas natural: Como se mencionó anteriormente, el combustible diésel pasa por un viaje más largo para llegar a los motores en un sitio de pozo. Este viaje incluye la producción de petróleo, transporte de petróleo, producción de diésel en una refinería, almacenamiento, transporte y entrega a la camión de bombas. Todos estos pasos dentro del viaje de diésel vienen con costos adicionales. Mientras tanto, el gas natural producido en el cabezal de pozo se puede procesar en el lugar y suministrarlo a los motores. El uso de gas natural in situ en lugar de diésel, resulta en ahorros operacionales para los contratistas de perforación y mantenimiento de pozos.
Beneficios de los motores de combustible dual en aplicaciones de petróleo y gas

Los motores de combustible dual operan con un desempeño parecido al diésel

Históricamente, una razón clave por la que los motores de diésel han sido la mejor opción entre las aplicaciones de petróleo y gas ha sido su sólido desempeño. Los motores de diésel son conocidos por su longevidad y el combustible diésel ofrece una densidad de energía muy alta. Estos siguen siendo muy precisos. Mientras tanto, los motores de gas natural también han cambiado a través de los años. Miremos el desempeño del motor de tres aspectos:

  • densidad de potencia: La densidad de potencia es la potencia de salida de un motor por unidad de volumen del motor. Por ejemplo, para motores de gran cilindrada, a menudo vería que los motores de gas natural más grandes ofrecen una potencia de salida comparable a la de los motores de diésel más pequeños. En otras palabras, los motores de diésel tienen una mayor densidad de energía que los motores de solo gas natural. Mientras tanto, también hay motores de diésel equipados para aplicaciones de combustible dual. Esto, combinado con los controles electrónicos dentro del motor, permite que un motor de combustible doble tenga una densidad energética similar a la de un diésel mientras funciona con un modelo de combustible doble.
  • respuesta transitoria: El desempeño de respuesta transitoria es la capacidad de un motor para responder a las diversas demandas de energía de la operación. Muchas aplicaciones de petróleo y gas requieren capacidades de respuesta transitoria que los motores de gas natural al 100% a menudo tienen problemas para adaptarse. Mientras tanto, los motores de combustible dual seleccionados pueden ofrecer un rendimiento transitorio comparable con sus alternativas solo a diésel.
  • rango operativo optimizado: Los motores a menudo funcionan en un ciclo de trabajo estándar según la aplicación en la que se usan. La aplicación de una nueva tecnología, como el combustible dual, a veces puede requerir cambios en ese patrón operativo para lograr el máximo ahorro de combustible. La optimización del motor de combustible dual resuelve este problema al garantizar la tasa de sustitución máxima del gas natural en el rango operativo ideal que requieren las aplicaciones de gas y petróleo. Esto maximiza la porción de energía de combustible proporcionada por gas natural, lo que conduce a un mejor desempeño en aplicaciones de petróleo y gas.

Si ya tiene motores listos para ser equipados, los kits de combustible dual le ahorrarán dinero

Muchas aplicaciones de petróleo y gas ya usan motores que están listos para ser equipados usando dos kits de combustible. Este es un excelente punto de partida, ya que ahora puede ahorrar dinero y ayudar al medioambiente al elegir un kit de combustible doble a través de un nuevo motor de combustible dual.

  • beneficios financieros: El kit de combustible dual cuesta menos que comprar un motor nuevo y requiere cambios mínimos en el motor existente, lo que resulta en esfuerzos de integración de equipos reducidos. Esto reduce el capital total requerido para mejorar su flota y lograr objetivos operativos y de sostenibilidad.

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Referencias:
1 The Economist (24 de Jul. 1999). Las células de combustible cumplen con las grandes empresas [artículo]. Obtenido de https://www.economist.com/

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Aytek Yuksel-Cummins Inc

Aytek Yuksel

Aytek Yuksel es el líder en marketing de contenidos para Cummins Inc., con un enfoque en los mercados de sistemas de energía. Aytek se unió a la compañía en 2008. Desde entonces, ha trabajado en varios puestos de marketing y ahora le ofrece los aprendizajes de nuestros mercados clave, que van desde los mercados industriales hasta los residenciales. Aytek vive en Minneapolis, Minnesota con su esposa y sus dos hijos.

¿Puede un motor funcionar con hidrógeno?

cabina de camión de hidrógeno

Sus preguntas de hidrógeno respondidas


 

Las compañías que trabajan para lograr sus objetivos de descarbonización están cada vez más interesadas en los motores de hidrógeno . Durante el último año, compañías líderes como Tata Motors , industrias Buhler y Werner Enterprises han expresado interés en el motor de hidrógeno Cummins de 15 litros. Más compañías líderes pueden aprovechar las soluciones con motor de hidrógeno para descarbonizar ya que estas tecnologías se vuelven más favorables a los costos y están ampliamente disponibles.

¿Hay un motor que funcione con hidrógeno?

Sí. Motores de combustión interna de hidrógeno (hidrógeno-ICE) funcionan de manera similar a los motores de diésel . El hidrógeno se quema de la misma manera que un motor de combustión interna tradicional quema gasolina o diésel. Los motores de hidrógeno tienen emisiones casi nulas y no emiten hollín ni compuestos orgánicos volátiles. De hecho, los motores de hidrógeno pueden ofrecer una reducción de más del 99% en emisiones de carbono en comparación con el de diésel. Se considera una tecnología de carbono cero.

Cummins está liderando el camino en la industria del transporte con sus motores de combustión interna de hidrógeno. Estos motores se están desarrollando pensando en los diseños actuales de los vehículos y tienen como objetivo hacer que la transición al hidrógeno sea simple para los fabricantes de equipos originales y sus clientes. La plataforma independiente de combustible de Cummins incluye un motor de hidrógeno de 15 litros y 6,7 litros. Esto ofrece los beneficios de una arquitectura de base común y una capacidad de combustible de carbono bajo a cero. Entonces, ¿veremos alguna vez un camión de hidrógeno pronto?

Se espera que el motor de combustión interna de hidrógeno de 15 litros alcance la producción completa en 2027. Hasta la fecha, Cummins ha estrenados dos camiones con concepto de hidrógeno ICE. Uno era un camión de concepto para trabajo pesado con el X15H , y el otro era un camión de concepto de trabajo mediano impulsado por el B 6.7 H . Ambos conceptos camión replica una producción de vehículo factible y demuestra un ajuste fácil integración sin impacto en la carga útil o requisitos de espacio. Se espera que el camión para trabajo pesado tenga un rango operativo de más de 500 millas y alcance 500 HP. Tiene un sistema de almacenamiento de hidrógeno de alta capacidad con una presión de 700 bares y 80 kg.

Se espera que este motor para trabajo mediano alcance alrededor de 290 HP y una torsión máxima de 1200 Nm. Cummins apunta a características similares de rendimiento de un motor de diésel que son compatibles con las transmisiones, las líneas de transmisión y los paquetes de enfriamiento existentes.

¿Los motores de hidrógeno necesitan bujías?

Sí. El hidrógeno de hielo necesita bujías. El proceso de combustión de hidrógeno es similar a los motores que utilizan de gas natural o gasolina. El hidrógeno se almacena en tanques de alta presión y se alimenta en la cámara de combustión del motor, donde se mezcla con el aire. Una bujía enciende la mezcla, lo que rápidamente combusts. La presión creada en la cámara de combustión mueve los pistones, que impulsa el cigüeñal, causando un movimiento rotativo. Debido a la necesidad de bujías, es crucial seguir los intervalos de mantenimiento recomendados, que pueden diferir de los de los vehículos de diésel.

¿Pueden los motores de diésel funcionar con hidrógeno?

No. Si bien los vehículos con CIEM diésel tienen mucho en común con el hidrógeno CIEM, un hielo diésel no puede funcionar solo con hidrógeno. Los ICEs diésel funcionan con un ciclo de encendido por compresión y, por lo tanto, no tienen bujías. Mientras que, el hidrógeno de los ICEs funciona con una chispa de encendido y, como tal, requiere bujías para encender el combustible.

Además, H2-ICEs incorpora una serie de características que son necesarias para un funcionamiento seguro y eficiente. Esto incluye tanques de almacenamiento a alta presión que se someten a rigurosas pruebas y certificaciones estándar de la industria. Cummins y NPROXX anunciaron una sociedad conjunta para ofrecer de opciones de almacenamiento de hidrógeno líderes en la industria. Los dos motores también tienen sistemas de postratamiento de escape muy diferentes. Un sistema de escape de hielo diésel está diseñado para reducir las emisiones de NOx y material particulado. Por el contrario, un sistema de escape de hidrógeno es más sencillo debido a la menor NOx y a las emisiones de material particulado.

¿Cuáles son las similitudes entre los motores diésel e hidrógeno?

Sin embargo, los motores diésel e hidrógeno tienen similitudes. Para aprovechar al máximo la similitud entre estos motores y crear soluciones óptimas para sus clientes, Cummins está desarrollando plataformas de motores independientes del combustible. Estas plataformas consisten en una arquitectura de motor básica en torno a la cual se puede construir un conjunto de motores optimizados para diferentes combustibles. Cada motor funcionará luego con un solo combustible. Este enfoque hace que sea más fácil para los fabricantes de equipos originales ofrecer versiones del mismo vehículo que operan con diferentes combustibles.

Los usuarios finales que operan flotas de combustible mixto también se benefician del uso de motores derivados de la misma plataforma. El alto grado de uniformidad de las piezas, por ejemplo, facilita la gestión del inventario de piezas y la comunitaridad de las prácticas de mantenimiento.

El interés del cliente en los motores de hidrógeno está creciendo. Las compañías y flotas que usan la tecnología de motor independiente del combustible de Cummins estarán bien posicionadas para pasar a una flota impulsada por hidrógeno, ya que el combustible de hidrógeno se vuelve más ampliamente disponible. Aunque los vehículos de hidrógeno utilizarán sistemas de abastecimiento de combustible diferentes y el almacenamiento a bordo para el hidrógeno, la mecánica y los conductores ya estarán familiarizados con los motores. Este viaje hacia la adopción de vehículos impulsados por hidrógeno es mucho más económico que empezar de cero.

Cummins está listo para asociarse con clientes interesados en la transición a vehículos impulsados por hidrógeno y ayudarles a desarbonizar y cumplir con sus objetivos ambientales. Si está interesado en aprender más, no olvide revisar respuestas a preguntas frecuentes en torno a los motores de hidrógeno .

Jim Nebergall

Jim Nebergall

Jim Nebergall es director general del negocio de motores de hidrógeno en Cummins Inc. y lidera los esfuerzos globales de la compañía para comercializar motores de combustión interna alimentados por hidrógeno. Los motores de combustión interna de hidrógeno son una tecnología importante en el acelerado camino de la compañía hacia la descarbonización.

Jim se unió a Cummins en 2002 y ha tenido numerosos roles de liderazgo en toda la compañía. Más recientemente, Jim fue el director de estrategia de productos y gestión para el negocio de motores en carretera en América del norte. A Jim le apasiona la innovación y ha dedicado su carrera a Cummins a promover tecnología que mejore el medioambiente. Impulsó los límites de la innovación centrada en el cliente para posicionar a Cummins como el principal proveedor de tren motriz de su elección, gestionando una cartera que abarca desde diésel avanzado y gas natural hasta trenes de potencia híbridos.

Jim se graduó en Purdue University con una licenciatura en ingeniería eléctrica e informática. En 2007, completó su maestría en administración de empresas de Indiana University.

¿Qué es un motor de diésel, y cuáles son los tipos y componentes?

Imagen del Heritage Center

motores de diésel de avanzada alimentan a muchas de las industrias más vitales del mundo. Los barcos, las barcazas y los semirremolques trasladan la mayoría de los productos que los consumidores usan a diario. Los equipos agrícolas nos garantizan la comida y los recursos naturales que necesitamos. Los equipos de construcción impulsan nuestra infraestructura.

¿Pero qué es exactamente un motor de diésel? ¿Cómo funciona? ¿Cuáles son las principales piezas y características de un motor de diésel? Conozca más sobre los conceptos básicos en este blog.

¿Qué es un motor de diésel?

Al ver la definición del motor de diésel de mayor nivel, un motor de diésel es un tipo de motor de combustión interna. Los motores de combustión interna son motores de calor que producen energía a través de la combustión de un tipo de combustible y un oxidante. En el caso de un motor de diésel, el aire y el combustible diésel se comprimen para producir energía mecánica.

Pero exactamente ¿Cómo funciona un motor de diésel? Es un proceso bastante básico. Para comenzar, el aire se bombea a los cilindros. Luego, los pistones comprimen el aire entre 14 y 25 veces, produciendo calor. Una vez que se comprime el aire, los inyectores de combustible rocían combustible diésel en los cilindros. La presentación del combustible diésel al aire caliente hace que la mezcla se encienda y produzca energía química. La combustión empuja el pistón hacia atrás del cilindro, lo que transforma la energía química en energía mecánica. Este proceso se repite de cientos a miles de veces por minuto para producir energía suficiente para alimentar un vehículo.

¿Cuáles son los dos tipos de motores de diésel?

Hay varias maneras diferentes de clasificar los motores de diésel. Comúnmente, se clasifican según la cantidad de energía que pueden generar (pequeña, mediana y grande). Sin embargo, otra manera de distinguir entre ellos es mirando el número de trazos (motores de 2 tiempos y motores de 4 tiempos) que se usan para completar un ciclo del motor. Como es de suponer, los motores de 2 tiempos usan dos trazos mientras que los motores de 4 tiempos usan cuatro. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de los dos tipos de motores de diésel:

Motor de diésel de 2 tiempos
los motores de 2 tiempos ofrecen un ciclo completo de motor en solo dos tiempos. Esencialmente, a medida que comienza el ciclo, el aire ingresa al cilindro, disipando cualquier aire viejo. Luego, se produce el proceso de compresión. A medida que el pistón se acerca a la parte superior del cilindro, se agrega combustible diésel, lo que produce energía química. Esa energía empuja el pistón hacia abajo, enviando energía mecánica a las ruedas.

los motores de diésel de 2 tiempos son, por lo general, los más ligeros y pequeños de los dos tipos. Sin embargo, solo el funcionamiento con dos golpes significa que es más susceptible al desgaste, que es una de las razones por las cuales los motores de 2 tiempos son menos comunes.

Motor de diésel de 4 tiempos
En un motor de 4 tiempos, los pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo dos veces-para un total de cuatro golpes. Además de las pinceladas de compresión y escape (descritas anteriormente), los pistones también tienen trazos de retorno. Esencialmente, el proceso comienza al dibujar el aire dentro del cilindro a medida que el pistón se mueve hacia abajo. A medida que el pistón se mueve hacia arriba, el aire está comprimido. Una vez que el pistón alcanza la parte superior del cilindro, se inyecta el combustible, lo que causa el encendido. Al encendido, el pistón es empujado hacia abajo, y la energía mecánica se libera a las ruedas. Finalmente, el pistón retrocede para disipar los gases quemados.

los motores de 4 tiempos son la variedad más común, que se usa en la mayoría de los camiones y automóviles de diésel.

¿Cuáles son las partes principales de un motor de diésel?

Los motores de diésel están hechos de docenas de piezas. Sin embargo, la lista de piezas del motor a continuación proporciona información acerca de nueve de los componentes más vitales.

●     Block -como la base del motor de diésel moderno, el bloque es donde se encuentran todas las piezas para el proceso de combustión interna básica. El bloque tiene un espacio abierto para cada cilindro, donde ocurre la combustión.
●     pistones -los pistones crean la parte inferior de la cámara de combustión, moviéndose hacia arriba y hacia abajo en el cilindro mientras el motor está funcionando. El movimiento de los pistones crea la compresión del aire que conduce a la combustión.
●     de cabeza de cilindro -la cabeza de cilindro cierra la parte superior del espacio abierto en el bloque para llegar a la cámara donde ocurre la combustión. Esta cabeza puede ser una sola unidad para cubrir todos los cilindros o varias unidades que cubren una sección.
●    Válvulas -con el cilindro cerrado por el pistón en la parte inferior y la cabeza de cilindro en la parte superior, debe haber una manera de permitir el aire fresco y los gases sobrantes. Aquí es donde vienen las válvulas. Por lo general, hay dos válvulas para tomar aire y dos para el escape de cada cilindro.
●     inyectores de combustible -ahora, debe haber una manera de obtener combustible dentro del cilindro, por lo que hay algo que combinar. Estos componentes son una parte compleja del proceso, pulverizando combustible en patrones muy precisos con un tiempo altamente controlado.
●     de árbol de levas -en lugar de depender de un sistema eléctrico para abrir válvulas e inyección de combustible, la mayoría de los motores usan un proceso mecánico. Las revoluciones del árbol de levas controlan el momento de estos eventos por lóbulos en el eje que los pone en movimiento.
●     bielas -estas piezas se conectan a un pistón en la parte inferior del brazo y transportan la fuerza de la combustión al cigüeñal.
●     cigüeñal -el cigüeñal transfiere el movimiento lineal de la combustión (la parte hacia arriba y hacia abajo del proceso de combustión) a un movimiento de rotación.

Puede confiar en los motores de diésel de Cummins

Confiables en todo el mundo, los motores de diésel Cummins Inc. son los motores más potentes y confiables. Ya sea que esté buscando un motor para usar en la carretera, en el agua, en el lugar de trabajo o en la granja, la diversa línea de motores de Cummins tiene el ajuste adecuado para sus necesidades. Si le interesan los componentes de un motor de diésel, no olvide explorar innovaciones clave que han moldeado el motor de diésel moderno que conocemos hoy en día.

Si está buscando un desempeño y un motor en los que puede confiar, cuente con Cummins. Explore la línea completa de motores de diésel o alcance hoy .
 

Por qué los centros de datos cambiaron algunos conceptos sobre la energía

Centro de datos

los centros de datos son la columna vertebral de nuestra economía digital global en rápida evolución. Con la creciente demanda de potencia de computación, es cada vez más importante contar con fuentes de energía confiables y sostenibles. Durante las últimas décadas, las arquitecturas de centros de datos han reflejado los beneficios de una infraestructura de red de energía suficiente y confiable.

Ahora, incorporan el almacenamiento de la batería en el sitio y los activos de generación de energía de respaldo para garantizar un suministro eléctrico ininterrumpido durante los apagones de la red. La necesidad de abordar los desafíos de disponibilidad, sostenibilidad y asequibilidad de la energía está intensificando para los operadores de los centros de datos. Como resultado, reconocen una serie de fuerzas del mercado que necesitan adaptarse y mirar hacia el futuro.

Las ESG y la descarbonización ya no son una idea tardía 

Los centros de datos representan el 1%-1,5% del uso global de electricidad y los operadores reconocen su impacto en el ambiental. Establecieron los objetivos de su propia compañía para cumplir y superar las iniciativas ambientales, de sostenibilidad y de gobernanza (ESG) establecidas por los órganos rectores. Para cumplir con los objetivos de la contabilidad de carbono, los centros de datos están bajo la presión de los gobiernos locales para informar a los accionistas y las partes interesadas. los inversionistas también ofrecen incentivos para llevar a cabo la contabilidad del carbono. Las compañías usan la siguiente clasificación contable de gases de efecto invernadero (GHG) en sus operaciones.

• Alcance 1: emisiones de GHG de la energía generada por los activos en el lugar. Los centros de datos buscan reducir las emisiones de Scope 1 relacionadas con la energía. Entre los ejemplos de estas tecnologías se incluyen de aceite vegetal tratado con hidrógeno (HVO) en lugar de generadores alimentados por diésel, almacenamiento de energía de batería de reserva, gas natural o tecnologías basadas en hidrógeno.

• Alcance 2: emisiones de GHG de la energía consumida en la red. Estas son la mayor parte de las emisiones de los centros de datos. Para combatir esto, los centros de datos están haciendo acuerdos para fuente de energía renovable de fuentes eólicas y solares. Este es un método rápido para que disminuyan su huella de carbono. Es mucho más rápido que continuar con la compra de energía de plantas de energía térmica.

• Alcance 3: emisiones de GHG de todas las demás operaciones del centro de datos, desde proveedores ascendentes hasta sus funciones de bajada. Un ejemplo son las emisiones de GHG asociadas con la producción y la entrega de sus generadores de respaldo.

Al tener en cuentas las emisiones de los alcances 1, 2 y 3, los centros de datos obtienen información valiosa sobre su impacto ambiental. Esto les ayuda a identificar áreas de mejora e impulsar innovaciones en tecnología e inversiones que pueden reducir su huella de carbono. A medida que sigan priorizando las iniciativas de ESG, la industria se volverá cada vez más sostenible y estará mejor equipada para enfrentar los desafíos ambientales y energéticos del futuro.

Los activos energéticos in situ del centro de datos están sujetos a regulaciones de emisiones estrictas

Los centros de datos suelen elegir generadores de diésel para energía de respaldo. Sin embargo, algunas autoridades locales de calidad del aire tienen regulaciones de emisiones de escape más estrictas que las normas nacionales, como las normas EPA. Estas regulaciones tienen como objetivo limitar el impacto ambiental de los centros de datos y sus activos energéticos in situ están sujetos a estas regulaciones que pretenden limitar su impacto ambiental. Para lograrlo, los reguladores pueden limitar las emisiones del sitio al reducir el número de horas de funcionamiento permitidas para la generación de energía en el lugar.

Para cumplir, los operadores de centros de datos y los fabricantes de activos de energía están tomando medidas para reducir su impacto en las comunidades locales. Los fabricantes están desarrollando nuevas calibraciones de control del motor para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx). También ofrecen sistemas de postratamiento de escape para mejorar aún más la calidad del aire. Por otro lado, los centros de datos están diseñando estrategias de cumplimiento para ajustar sus horas operativas y de prueba para cumplir con estas regulaciones. También podrían incorporar nueva tecnología de generación de energía y soluciones de combustible con bajas emisiones de carbono a su cartera.

Soluciones en el lugar para restricciones de la red eléctrica

Los centros de datos de todo el mundo funcionan con 18 millones servidores . Estos servidores ponen una presión significativa en las redes eléctricas locales. Es un problema particularmente evidente en áreas como el norte de Virginia y Dublín, Irlanda donde los centros de datos representan una gran parte de la demanda de la red. Para generar parte de la electricidad que consumen con sus grupos electrógenos de respaldo, es posible que los centros de datos deban exceder sus horas de funcionamiento permitidas. El Departamento de calidad ambiental de Virginia ha considerado temporalmente permitir que esto aborde el problema. De la misma manera, en Dublín, el operador de transmisión de energía eléctrica de propiedad estatal ha impuesto límites sobre la cantidad de centros de datos de electricidad que pueden extraer de la red. Esto ha llevado a la necesidad de soluciones de energía permanente alternativas en el lugar.

La generación de energía en el lugar puede cerrar la brecha de problemas de congestión de la red causados por una mayor demanda de electricidad. Los centros de datos pueden generar parte de su propia electricidad utilizando activos de generación de energía de respaldo. En este momento, los grupos electrógenos son una tecnología confiable y madura que produce pérdida de energía a partir de una pequeña huella física. A medida que las cadenas de suministro de hidrógeno maduran, otros activos como las células de combustible de hidrógeno pueden proporcionar energía baja en carbono a las instalaciones en el futuro. Los desarrolladores de centros de datos entienden este pozo y evalúan a los generadores y otras nuevas tecnologías para energía permanente, no solo energía de emergencia.

Oportunidades de monetización a través de programas de soporte de red

Los activos de energía del centro de datos tienen el potencial de beneficiar a la compañía y a otros al participar en programas de soporte de red. Los centros de datos pueden acordar operar sus activos durante las fases máximas de demanda eléctrica del día. Esto podría incluir la ejecución de unidades de aire acondicionado al mediodía en Texas en agosto, por ejemplo. Luego pueden alimentar esta energía de vuelta a la red o usarla esencialmente para quitar su centro de datos de la red.

Los agregadores de energía también hacen que sea más fácil que nunca monetizar los activos de generación de energía. Los agregadores se suscriban a un gran número de pequeños recursos de generación de energía distribuida y los comercializan como si fueran una planta de energía virtual. la orden Nº 2222 de la Comisión reguladora de energía federal hace que sea más fácil para los grupos electrógenos en el lugar y otros recursos energéticos distribuidos acceder al mercado mayorista de energía en los Estados Unidos.

Al participar en programas de soporte de red, los centros de datos pueden ayudar a que la red eléctrica sea más resistente y confiable a la vez que beneficia a su compañía.

Los centros de datos están cambiando la manera en que operan debido a las fuerzas del mercado como las regulaciones, los objetivos de descarbonización y la capacidad de la red. Afortunadamente, Cummins Inc. se compromete a asociarse con centros de datos. Esta sociedad ayudará a los centros de datos a alcanzar sus objetivos ESG y a prosperar en una industria que cambia rápidamente. Estas oportunidades no solo ayudan a los centros de datos a satisfacer las demandas del mercado sino que también contribuyen a un futuro más ecológico y sostenible.
 

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¿Cómo funcionan los motores de diésel?

Cómo funcionan los motores Dieswel

El principio de funcionamiento del motor de diésel fue completado por el inventor, Rudolf Diesel, en 1892, y el primer prototipo fue creado en 1897 . En los años siguientes, continuó trabajando en la mejora de su teoría, y otros pronto se dieron cuenta del potencial de esta invención y comenzaron a hacer sus propias versiones. Una de las personas que reconoció la importancia del motor de diésel fue Clessie Lyle Cummins. En 1919, fundó Cummins Engine Company con el objetivo de mejorar la tecnología de diésel y producir los mejores motores del mundo. Gracias a su visión, Cummins Inc. es ahora un líder mundial, produciendo motores de diésel de avanzada para aplicaciones que abarcan desde camiones para trabajo pesado y camionetas de consumo hasta minería industrial y perforación de aceite.

¿Cómo funciona un motor de diésel?

Rudolf Diesel construyó su motor de combustión interna con base en el Carnot Cycle , un modelo idealizado de cómo un motor teórico podría maximizar la eficiencia. En realidad, este modelo no funciona ya que factores como la fricción hacen que la eficiencia máxima sea imposible. Sin embargo, el motor de diésel aplica este principio teórico de una manera muy práctica.

En general, un motor de diésel funciona con un pistón para comprimir aire para aumentar la temperatura del cilindro y luego inyectar combustible de diésel atomizado en este cilindro. Cuando el combustible entra en contacto con la temperatura alta, se enciende y crea energía que impulsa al pistón a transferir energía al cigüeñal y a través del tren motriz. Este proceso se repite una y otra vez a alta velocidad, lo que convierte a un motor de diésel en una potente pieza tecnológica. Los diferentes tipos de motores de diésel tendrán relaciones de compresión variables. La relación de compresión del motor de diésel afecta a la cantidad de potencia que el motor pone en funcionamiento. Cuanto mayor es la proporción, más potencia se genera.

Una pregunta común sobre cómo funciona el motor de diésel; ¿por qué los motores de diésel no tienen bujías? La respuesta simple es que un motor de diésel no necesita bujías porque el combustible se enciende con la compresión del aire. No se confundan porque hay ciertas partes de un motor de diésel llamado "bujías incandescentes". Al comparar un enchufe incandescente a una bujía, usted encontrará que su propósito es diferente. Se utiliza una bujía para encender combustible en un motor de gas natural a gasolina o . La bujía incandescente no enciende el combustible, pero básicamente es un pequeño calentador que ayuda a calentar el aire comprimido en el cilindro. Las bujías incandescentes, entre otras ventajas clave para los motores de diésel , son especialmente útiles al arrancar un motor de frío.

¿Cómo funciona un motor de diésel paso a paso?

A fin de entender el proceso paso a paso, echemos un vistazo a los componentes y funciones del motor de diésel.

● Block-como la base del motor de diésel moderno, el bloque es donde se encuentran todas las piezas para el proceso de combustión interna básica. El bloque tiene un espacio abierto para cada cilindro, donde ocurre la combustión.
● Pistones-los pistones crean la parte inferior de la cámara de combustión, moviéndose hacia arriba y hacia abajo en el cilindro mientras el motor está funcionando. El movimiento de los pistones crea la compresión del aire que conduce a la combustión.
● Cabeza de cilindro-la cabeza de cilindro cierra la parte superior del espacio abierto en el bloque para llegar a la cámara donde ocurre la combustión. Esta cabeza puede ser una sola unidad para cubrir todos los cilindros o varias unidades que cubren una sección.
● Válvulas-con el cilindro cerrado por el pistón en la parte inferior y la cabeza de cilindro en la parte superior, debe haber una manera de permitir el aire fresco y los gases sobrantes. Aquí es donde vienen las válvulas. Por lo general, hay dos válvulas para tomar aire y dos para el escape de cada cilindro.
● Inyectores de combustible-ahora, debe haber una manera de obtener combustible dentro del cilindro, por lo que hay algo que combatir. Estos componentes son una parte compleja del proceso, pulverizando combustible en patrones muy precisos con un tiempo altamente controlado.
● Árbol de levas-en lugar de depender de un sistema eléctrico para abrir válvulas e inyección de combustible, la mayoría de los motores usan un proceso mecánico. Las revoluciones del árbol de levas controlan el momento de estos eventos por lóbulos en el eje que los pone en movimiento.
● Bielas-estas piezas se conectan a una cabeza del pistón en la parte inferior del brazo y transportan la fuerza de la combustión al cigüeñal.
● Cigüeñal: el cigüeñal transfiere el movimiento lineal de la combustión (la parte hacia arriba y hacia abajo del proceso de combustión) a un movimiento de rotación.

Cada pistón se mueve en sincronismo con otro pistón para crear un equilibrio en el motor. Con un motor de diésel de 4 tiempos, estas piezas se unen para producir el evento de combustión en cuatro etapas. Estas etapas son:

1. carrera de admisión
El pistón se mueve hacia abajo hasta la parte inferior del cilindro, lo que crea una presión negativa que extrae aire de la válvula de admisión abierta para llenar el cilindro de aire.
2. carrera de compresión
Las válvulas de admisión y escape están cerradas, y el pistón se mueve desde la parte inferior a la superior, comprimiendo aire para crear calor. Al final de esta carrera, se inyecta combustible en la cámara.
3. carrera de energía
Encendido por el calor del aire comprimido, el combustible explota, conduce el pistón hacia abajo y crea la carrera de energía que transfiere la energía a otras partes del motor.
4. carrera de escape
La válvula de escape se abre y el pistón se mueve desde la parte inferior hasta la superior, lo que empuja todo el escape del evento de combustión.

Cummins: motores de diésel para hoy y mañana

En Cummins, encontrará los motores más potentes y confiables en el mercado hoy en día, que continúan evolucionando a través de innovaciones clave . Con una amplia variedad de tamaños y especificaciones, encontrará una diversa línea de motores que se ajustará a sus necesidades específicas, sean cuales sean. Busque hoy mismo su motor Cummins Perfect . El compromiso de Cummins de crear motores confiables con un desempeño óptimo demuestra en su dedicación a los motores de mañana. Cummins siempre está innovando y probando nuevas ideas para brindarle lo mejor en tecnología de motores de diésel, siguiendo los pasos de Clessie Cummins y Rudolf Diesel.
 

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