combustión

1. El oxido de Nitrógeno NOx

2. 2
2
2
2
2
2
2 O
N
SO
O
H
CO
O
N
CnHmS 






Formación de NOx
+ Calor
1 Kg 25 Kg
Oxigeno liberado debido
al exceso de aire
Forman NOx debido a la alta temperatura de la combustión
en el interior del cilindro
Durante el proceso de combustión en el
interior del cilindro existe un peack de alta
temperatura del orden de los 2000°C, lo
que da lugar a la formación de NOx
Los fabricantes de motores deben
encontrar la forma de reducir este
peack de alta temperatura para así
reducir la formación de NOx
Efectos nocivos del Nox .-
Ataca el sistema respiratorio
Desgasta la capa de Ozono
Efectos con la radiación solar
en la atmósfera
En la baja atmósfera: Contribuye al calentamiento global
por el efecto invernadero
En la alta atmósfera: Contribuye al oscurecimiento global

3. Baja atmósfera
Alta atmósfera
Superficie de la Tierra y el mar
Espacio
Radiación solar Luz solar
Reflejo al espacio
Reflejo al espacio
Nubes y aire
Parte de la radiación solar que finalmente
incide en la superficie de la Tierra

4. Baja atmósfera
Alta atmósfera
Superficie de la Tierra y el mar
Espacio
Radiación solar Luz solar
Reflejo al espacio
Reflejo al espacio
Parte la energía reflejada por la superficie de la Tierra es
reflejada contra los gases de invernadero, retornando a la
superficie del planeta produciendo así el efecto de
calentamiento global
Nubes y aire
Gases de invernadero
Parte de la radiación solar que finalmente
incide en la superficie de la Tierra

5. Baja atmósfera
Alta atmósfera
Superficie de la Tierra y el mar
Espacio
Radiación solar Luz solar
Se reduce la cantidad de luz solar
en la superficie de la Tierra
Reflejo al espacio
Reflejo al espacio
Parte la energía reflejada por la superficie de la Tierra es
reflejada contra los gases de invernadero, retornando a la
superficie del planeta produciendo así el efecto de
calentamiento global
Nubes y aire Partículas de hollín suspendidas en la atmosfera
Gases de invernadero
Parte de la radiación solar que finalmente
incide en la superficie de la Tierra

6. OMI Organisación Marítina Internacional
Bandera de la Organización Marítima Internacional
La Organización Marítima Internacional (OMI, en inglés IMO) es un organismo especializado de las Naciones Unidas que promueve la
cooperación entre Estados y la industria de transporte para mejorar la seguridad marítima y para prevenir la contaminación marina. Recientes
iniciativas de la OMI han incluido reformas al Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar (SOLAS) y al Convenio
Internacional para prevenir la contaminación por los Buques (MARPOL 73/78). Su sede se encuentra en Londres, Reino Unido.
El Convenio Internacional para prevenir la contaminación por los Buques o MARPOL 73/78 es un conjunto de normativas internacionales con el
objetivo de prevenir la contaminación por los buques. Fue desarrollado por la Organización Marítima Internacional (OMI), organismo especializado de
la ONU.
Su objetivo es preservar el ambiente marino mediante la completa eliminación de la polución por hidrocarburos y otras sustancias dañinas, así como
la minimización de las posibles descargas accidentales.
Anexo I.- Reglas para prevenir la contaminación por Hidrocarburos.
Anexo II.- Reglas para prevenir la contaminación por Sustancias Nocivas Líquidas Transportadas a Granel.
Anexo III.- Reglas para prevenir la contaminación por Sustancias Perjudiciales Transportadas por Mar en Bultos. Se trata de un anexo opcional ya
que el transporte de mercancías peligrosas esta reglado por el Código Marítimo Internacional de Mercancías Peligrosas.
Anexo V.- Reglas para prevenir la contaminación por las Basuras de los Buques.
Anexo VI.- Reglas para prevenir la contaminación Atmosférica ocasionada por los Buques.
Anexo IV.- Reglas para prevenir la contaminación por las Aguas Sucias de los Buques.

7. Reglas del NOx y SOx como sustancias que agotan la capa de ozono.-
Oxido de Nitrógeno (NOx).-
Nivel I (Tier I).-
Todo buque construido entre el año 2000 y el año 2011.-
1.-17,0 gr/kW-h si n es inferior a 130 rpm
2.-45 · n(-0,2) gr/kW-h 130 rpm < n < 2000 rpm
3.-9,8 gr/kW-h si n es mayor a 2000 rpm
Nivel II (Tier II).-
Todo buque construido a partir del año 2011.-
1.-14,4 gr/kW-h si n es inferior a 130 rpm
2.-44 · n(-0,23) gr/kW-h 130 rpm < n < 2000 rpm
3.-7,7 gr/kW-h si n es mayor a 2000 rpm
Nivel III (Tier III).-
Todo buque construido a partir del año 2016.-
1.- 1.1.-3,4 gr/kW-h si n es inferior a 130 rpm
1.2.-9 · n(-0,23) gr/kW-h 130 rpm < n < 2000 rpm
1.3.-2,0 gr/kW-h si n es mayor a 2000 rpm
2.- La restricción indicada en el punto 1 de este nivel, cuando el buque opera dentro de un
Area de Control de Emisiones (ECA).
3.- La restricción indicada para el Nivel II (Tier II), cuando el buque opera fuera de un Area
de Control de Emisiones (ECA)

8. Area de Control de Emisión del NOx (NOx ECA).-
1.- Areas de Control de Emisión de Norteamérica
2.- Cualquier otra Area de Control de Emisión designada por la OMI, incluidas las portuarias.
Oxido de Azufre (SOx) y Material Particulado (PM).-
Las emisiones de SOx y PM son reguladas por el contenido de azufre de cualquier combustible
usado a bordo de un buque, para cualquier nave independiente de su año de construcción.
Cuando se navegue dentro del Area de Control de Emisión de SOx (SOx ECA), el contenido de
azufre no debe exceder el 1%. Este límite será reducido a 0,1% a partir de Enero del año 2015.
Cuando se navegue fuera del Area de Control de Emisión de SOx (SOx ECA), el contenido de
azufre no debe exceder el 3,5% hasta el año 2020, donde el nuevo limite será de 0,5%.
Area de Control de Emisión del SOx (SOx ECA).-
1.- Areas de Control de Emisión del Báltico
2.- Areas de Control de Emisión de Norteamérica
3.- Cualquier otra Area de Control de Emisión designada por la OMI, incluidas las portuarias.

9. Soluciones para la reducción de emisión de NOx en motores de 2 tiempos y baja
velocidad.-
Toberas rociadoras
de agua
Drenaje de agua
contaminada
Corriente de gas con
partículas en suspensión
Gas limpio
Aglomerado de partículas y
líquido se precipitan por el
aumento de masa
Capacidad calorífica C.-
T
Q
C

 c
m
C 


10. NOx
Scrubber
system
SOx
Scrubber
system
EGR
Soplador
Ducto de aire
Sobrecargador
Sobrecargador
Ducto de recirculación
Unidad EGR
Ducto de aire

11. El CO2 contenido en los gases limpios de
combustión, aumenta la capacidad calorífica "C"
de la mezcla con aire fresco, reduciendo así el
peack de temperatura en el proceso de
combustión y por consiguiente la formación de
NOx
Modo de operación para Nivel II
(Tier II).-
Es el modo estándar usado cuando la nave opere fuera de las ECAs. Solo el ramal
de aire está en operación y el sistema EGR desconectado manteniendo cerradas las
válvulas A, B y C.
Modo de operación para Nivel III
(Tier III).-
Válvulas B y C abiertas
Válvula A abierta para controlar la presión de aire en la cámara de barrido

12. Sistema de tratamiento del agua para la Unidad EGR.-
Estanque
agua
sucia
Unidad
EGR
Estanque
agua
limpia
Estanque
de lodos
Estanque
solución
NaOH
Estanque
recolector
de agua
Purificador
centrífugo
Purificador
centrífugo
Unidad de tratamiento del agua
Agua de la
combustión
y agua del
scrubber
Agua con
SO2 y PM
Descarga al costado
exceso de agua
2
2
2
2
2
2
2 O
N
SO
O
H
CO
O
N
CnHmS 







13. Parte superior
estanques DF
Cubierta del piso
4a Cubierta
3a Cubierta
2a Cubierta
Suministro
de agua
Drenaje del
scrubber
Estanque recolector
de agua
Alimentación
de agua
Fango
Unidad de tratamiento de agua
Unidad EGR
Descarga al costado
de agua limpia
Estanque de lodos
Estanque de NaOH

14. Estanque
recolector
Bomba de
alimentación
Purificadores
centrífugos
Bomba de
alimentación
del scrubber
Bomba de
descarga
al costado
Gabinete del control
de la instalación
Bomba de
alimentación
de
purificadores
Estanque de
agua sucia
Estanque de
agua limpia
Estanque recolector de agua.-
Unidad de tratamiento de agua.-

15. Consumo
específico
de
combustible
(g/kW-h)
Carga del motor (MCR %)
Modo Tier II
Modo Tier III
Carga del motor (MCR %)
Poder
electrico
específico
(kW/MW
MCR)
Soplador
Unidad de tratamiento
de agua

16. 1
2
X 3
4
X' 3'
P
V
Q ENTRADA
Q SALIDA
QENTRADA = QV Constante + QP Constante
Para una misma cantidad de calor de
entrada, si predomina el proceso a
presión constante la temperatura T3'
será menor
'
2
2
'
X
X
T
T
P
P


Combustión a volumen
constante
Combustión a presión
constante
Sección de
calentamiento
CALOR
Aire Aire
Sección de
calentamiento
CALOR
Aire Aire
2
3 u
u
Q 
 2
3 h
h
Q 

 
Kg
kJ
u 40
.
641
2 
K
T 
 860
2
 
Kg
kJ
Q 13
.
1239

 
Kg
kJ
Q 13
.
1239

K
T 
 860
2
 
Kg
kJ
u 53
.
1880
3 
K
T 
 2200
3
 
Kg
kJ
h 27
.
888
2   
Kg
kJ
h 4
.
2127
3 
K
T 
1900
3
Retraso de la inyección.-

17. Cierre anticipado de la válvula de admisión.-
Esto permite que el aire se expanda y enfríe antes de iniciar la compresión. El resultado es una
reducción en la temperatura de combustión.
A menor T1, será menor la temperatura T2
Si,
A menor T2, será menor la temperatura TX'
1
1
2
2
1










k
V
V
T
T 2
1
1
2
1
T
V
V
T
k










'
2
2
'
X
X
T
T
P
P


Aumento de la relación de compresión.-
Esto compensa la reducción de temperatura de ignición debido al retardo de la inyección que
afecta el incremento de consumo específico de combustible.









 
)
1
(
1
1
1 1
C
k
C
k
r
k
r
r


18. Eje de levas
Rueda de accionamiento
del eje de levas
Carga del motor
Atraso de
inyección
Gabinete de
control
Señal de carga del motor
-Avance de cremalleras
-Potencia en el eje
-Otras
Pistón hidráulico