Evaluación energética y ambiental de un vehículo ciclo OTTO usando mezclas iso-butanol/gasolina en un dinamómetro de rodillos y bajo condiciones de estado estacionario

Abstract

Actualmente a nivel mundial, una de las mayores problemáticas es la de contaminación ambiental, debido a las emisiones durante la operación de algunos sistemas como lo son los motores de combustión interna con combustibles de origen fósil. Debido a esto, los fabricantes están en la búsqueda de nuevas tecnologías o la implementación de mezclas de combustibles, esto con el fin de explorar soluciones viables a los problemas ambientales. Una de las soluciones, es el uso de alcoholes tales como el butanol (n-butanol e isobutanol) como combustibles, ya que, por su similitud con la gasolina son potenciales sustitutos en motores de combustión interna. De esta manera, en este proyecto se usaron mezclas gasolina-isobutanol buscando mejorar la eficiencia y las emisiones contaminantes. Estas pruebas se realizaron en un dinamómetro de rodillos Mustang MD-150, considerando un régimen de estado estacionario, es decir, con cargas y velocidades del motor constantes. Así la carga fue de 20Nm, 40Nm y 60Nm y la velocidad de motor de 2700rpm, 3200rpm y 3700rpm. Así mismo, se usaron concentraciones de iso-butanol del 10%, 20% y 30%. Como resultados se observó que el consumo de combustible se ve aumentado con el aumento de la concentración de alcohol hasta un 43.8% con respecto a la gasolina, en adición el uso de iso-butanol al 30% genera las menores emisiones de 𝐶𝑂 luego del catalizador, ya que pueden llegar a ser hasta 0%. Por otro lado, los análisis de gases realizados antes del catalizador nos permitieron determinar que existen dificultades en la pulverización del combustible, cuando aumenta su densidad con el uso de alcohol. facilitando la formación de regiones ricas en combustible que favorecen la producción de inquemados y regiones pobres donde la combustión se da a mayor temperatura y por ende se disocia el 𝐶𝑂2 en 𝐶𝑂.