Avances en Ingeniería del Automóvil
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abstracto

Evaluación del rendimiento de una mezcla de etanol y diésel en un motor de encendido por compresión

Ibrahim Yahuza

El etanol se produjo a partir de aserrín de madera de albañilería mediante un proceso simultáneo de sacarificación y fermentación. El Etanol producido se mezclaba con Diesel en diferentes proporciones. Se investigaron experimentalmente las propiedades del combustible de las mezclas de etanol y diésel (ED) a diferentes temperaturas y condiciones de carga. Las propiedades determinadas fueron densidad relativa, punto de enturbiamiento, punto de fluidez, punto de inflamación, viscosidad y poder calorífico. El banco de pruebas de motores diesel (Petter: tipo PJ2W, 7227/22.5 BS) se usó con mezclas de ED que tenían 5, 10, 15 y 20 % de etanol con respectivamente 95, 90, 85 y 80 % de diesel en volumen para conocer el rendimiento de las mezclas. Los resultados experimentales del rendimiento del motor, que incluyen la potencia del freno, el consumo de combustible específico del freno, la eficiencia térmica del freno para las mezclas de combustible, se analizaron para conocer la idoneidad del uso de la mezcla ED en el motor de encendido por compresión. Los resultados muestran que tanto la densidad relativa como la viscosidad de las mezclas disminuyeron a medida que aumentaba el contenido de etanol en las mezclas. Se encontró que todas las mezclas tenían el mismo punto de enturbiamiento de 50C con el del diesel mientras que sus puntos de fluidez varían y difieren de los del diesel. Todas las mezclas tienen puntos de inflamación un 65% inferiores a los del diésel. Los valores caloríficos de las mezclas ED5, ED10, ED15 y ED20 fueron 2, 3, 4 y 6 % respectivamente menores que los del diésel. El análisis de rendimiento del motor indicó que hubo un aumento en la eficiencia térmica del freno del motor con una mayor proporción de etanol en las mezclas de combustible. El ED20 proporcionó una mayor eficiencia térmica de los frenos que el combustible diésel en todas las condiciones de carga. Se observó que en todas las condiciones de carga, la tasa de flujo másico de ED20 fue baja, lo que resultó en una disminución del consumo específico de combustible. En todas las condiciones de carga, las emisiones de dióxido de carbono aumentaron, mientras que las emisiones de hidrocarburos disminuyeron con una mayor cantidad de etanol en las mezclas de combustible, con ED20 mostrando los niveles de emisiones más bajos. Además, en todas las condiciones de carga, se encontró que la emisión de NOX de las mezclas era más alta que la del diesel estándar debido a la concentración de oxígeno y el tiempo de combustión. Los resultados encontrados mostraron que el ED20 (20% etanol y 80% diesel) puede ser utilizado en motores CI sin ninguna modificación. El aumento continuo del precio del petróleo, la creciente amenaza para el medio ambiente de las emisiones de escape de los motores que funcionan con combustibles derivados del petróleo y el calentamiento global han generado un intenso interés internacional en el desarrollo de combustibles alternativos no derivados del petróleo para los motores. El etanol ha sido identificado como uno de los posibles combustibles alternativos [1]. El etanol se puede producir a partir de cultivos con alto contenido de azúcar o almidón. Algunos de estos cultivos incluyen; caña de azúcar, sorgo, maíz, cebada, mandioca, remolacha azucarera, etc. Además de ser un combustible renovable a base de biomasa, el etanol tiene una combustión más limpia y un octanaje más alto que los diversos aceites vegetales [2]. El gasohol (una mezcla de 10 % de alcohol con 90 % de gasolina) ya es un combustible comercial en más de 35 países del mundo, incluidos EE. UU., Canadá y Francia. En Brasil, los automóviles con motores modificados han estado funcionando durante años con alcohol puro.