7.1 Mezclas de combustibles disponibles actualmente en el mercado y componentes base
7.2 Mezclas de combustibles de origen fósil y biocombustibles, probadas en el banco de motores
7.3 Caracterización técnica y comercial
7.4 Información para la seguridad en transporte y almacenamiento de combustibles
7.5 Relación combustible, seguridad energética y servicio de motor
7.6 Producción de gases de efecto invernadero
Anexo 1. Curvas características de los motores ensayados
Anexo 3. Propuesta de ensayo de laboratorio de motores a gasolina y Diésel
Presentación
El presente trabajo, titulado Manual de combustibles alternativos y tecnología automotriz, es el resultado de la investigación sobre combustibles alternativos realizada con el auspicio del Instituto de Investigación de la Universidad de Lima. La investigación fue desarrollada mediante ensayos con diversos combustibles y utilizando un banco de ensayo para motor.
El objetivo principal de esta investigación fue determinar en forma experimental la energía obtenida, la eficiencia en los motores de combustión interna y la conveniencia técnica de utilizar combustibles alternativos con diferentes porcentajes de combustible ecológico, pues el parque automotor en Lima ha usado convencionalmente gasolinas y petróleo provenientes de hidrocarburos fósiles. Se han tomado dos grandes rangos de combustibles en función del tipo de motores de combustión interna: los motores de ciclo Otto o a gasolina y los motores de ciclo Diésel o a petróleo.
En el estudio se ha considerado, por un lado, el combustible biodiésel mezclado con el petróleo diésel 2 comercial, haciendo pruebas con diferentes porcentajes de biodiésel, como son el biodiésel DB2, DB5, DB10 y DB12. Por otro lado, se ha trabajado con el etanol como alcohol carburante o bioalcohol, mezclado con la gasolina para obtener mezclas como la GE5, GE7.8, GE10, GE12, con las que se realizan ensayos para establecer los parámetros de consumo de combustible, potencia, torque y rendimiento, entre otros.
Este manual de combustibles y tecnología de vehículos comienza explicando los fundamentos básicos de los combustibles; asimismo, explica las propiedades que caracterizan a los combustibles, punto de ignición, grado de pureza, número de octano, número de cetano, y plantea los cálculos para obtener el poder calorífico a partir de los componentes que los integran. También se dan algunos ejemplos ilustrativos, y se continúa con las propiedades físicas, químicas y térmicas que se deben considerar para el funcionamiento y regulación de un motor de combustión interna.
En el inciso referente a los combustibles convencionales, se trata de los combustibles regularmente usados en la industria automotriz y en nuestro medio, como el petróleo diésel D2, las gasolinas en sus diferentes octanajes, el gas licuado de petróleo (GLP) y el gas natural vehicular (GNV).
Dentro de los combustibles no convencionales se estudiarán el dimetiléter, el hidrógeno, los diversos alcoholes carburantes y los diferentes aceites para usar en motores a gasolina y Diésel.
Los combustibles alternativos serán la parte central de este texto y se estudiarán a partir de los motores de vehículos (capítulo 3), donde se revisarán con profundidad el biodiésel, el bioetanol, las mezclas biodiésel-petróleo fósil y bioetanol-gasolina. Se iniciará el capítulo con generalidades, para terminar con casos aplicados. En esta sección se presenta una clasificación de los motores de combustión interna y se explica el ciclo de funcionamiento de cada uno. De esta manera se pueden comprender las diferentes características técnicas y fisicoquímicas que debe respetar un combustible para ser aplicado a los motores. Se termina explicando las curvas características de los motores de combustión interna y la relación entre cada una de estas curvas.
Entre los temas que se abordan, es imprescindible mencionar el estudio del rendimiento y utilización de los combustibles en los motores de combustión interna de uso comercial, como son los aviones, trenes, barcos, grupos electrógenos y otros. Asimismo, se concede la debida importancia a la seguridad energética y al respeto ambiental, para lo cual se revisa la seguridad de los combustibles convencionales, de los biocombustibles, de la electricidad, con la información y el marco legal; para terminar con el consumo de energía y el medio ambiente.
Finalmente, para poder demostrar la utilidad práctica de la investigación y exponer resultados concretos, se muestran los ábacos y las curvas obtenidos con motores de ensayo en laboratorio, haciendo uso de un banco de pruebas para motores de combustión interna. Este punto exige el conocimiento del comportamiento de un motor vehicular, su geometría, su sistema de funcionamiento, su mecanismo, su alimentación de combustible (inyección), carburación, sistema eléctrico y sistema de refrigeración. Luego de estos puntos se presentan las curvas ensayadas, con las respectivas conclusiones y sugerencias que pueden ser aplicadas comercialmente, con sustento técnico.
Se observa que existen en nuestro medio fuertes reservas y preocupaciones técnicas que impiden seguir incrementando el porcentaje de biocombustibles en la gasolina y el petróleo diésel. Los ensayos han demostrado que el aumento volumétrico razonable de biocombustibles es factible en nuestro parque automotor, no reduce la potencia ni la eficiencia de los motores; además, se conserva el motor más limpio y se favorece al ecosistema.
Los autores
| Capítulo 1 | Fundamentos de combustibles, energías y tecnología automotriz |
En este capítulo se tratan los siguientes temas:
• Generalidades de combustibles