Ensayo acerca de biocombustibles

INVESTIGACIÓN SOBRE RENDIMIENTO, COMBUSTIÓN Y EMISIONES GENERADAS POR MEZCLAS DE RESIDUOS COMO: CÁSCARA DE TOMATE, RESIDUOS Y ACEITES PLÁSTICOS, SEMILLAS DE MAHUA, AEGLE MARMELOS Y NEEM, NEUMÁTICOS USADOS Y SU REACCIÓN A DIFERENTES TEMPERATURA EN MOTORES CI (DIÉSEL) A PARTIR DE LA PIRÓLISIS Y UTILIZACIÓN DE BIOGÁS POR MEDIO DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA.

Hermes Samith Rodríguez Vargasª, Nicolas Saavedra Mendozaª, Santiago Castroª, Juan Camilo Clavijo Alarcónª

ª Tecnología Mecánica Automotriz, Universidad ECCI, Bogotá D.C, Colombia.

La presente investigación es referida acerca del rendimiento, características de combustión y emisiones que pueden ser generadas a partir del uso de diferentes componentes en mezclas con el Diésel como pueden ser las cáscaras de tomate, los residuos plásticos, algunos aceites plásticos, las semillas de mahua, los neumáticos usados, las semillas de aegle marmelos y las semillas de neem siendo aplicados al proceso de pirólisis y realizado pruebas en motores CI, estos componentes no pueden introducirse de una manera directa al motor ya que podría ocasionar daños en el mismo, es por esto que se mezclan con Diesel en cantidades variables de ambos, obteniendo de esta manera análisis y comportamientos diferentes.

En esta investigación se analizaron los diversos componentes usados en un proceso llamado “Pirólisis”, obteniendo en algunos casos 3 productos diferentes siendo sólidos, líquidos y gaseosos que al terminar dicho proceso son utilizados de diferentes maneras, en este caso de los líquidos se hacen pruebas en motores CI (Diésel) para que de esta manera se pueda determinar sus comportamientos frente a distintas proporciones y temperaturas a la hora de la combustión.

Actualmente otro medio sustentable para ir adquiriendo pirólisis, puede ser utilizado para calentar algún ambiente como calderas y mover alavés de una turbina; en el TPO (aceite pirolítico de la cascará de tomate), lo podemos obtener a partir de una máquina extrusora tipo reactor - barrena inoxidable; el cual es el encargado de la separación respectiva entre la pulpa y la cascará de tomate. Las partes de las que consta esta máquina siendo de alimentación tolva son la cámara de reacción, el alimentador de tornillo, la unidad de condensación y el sistema de control.

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                   Fig.1. Barrena extrusora                                    Fig.2.Motor kirloskar tv1

El reactor está diseñado para lotes y trabajar de modo continuo, posteriormente se introducirá el producto en otra máquina siendo esta un reactor pirolítico en una atmosfera inerte mediante la cual obtenemos el TPO.

Está imagen (Fig.2.) vemos como son las características y el rendimiento de este motor frente a diferentes porcentajes de TPO que van de 25%, 50%, 75% y 100%, trabajando en ralentí a 1500 rpm en tiempo de BTDC, en otras palabras, en el ciclo de admisión. También se midieron la opacidad del humo con analizadores AVL 437 y 444 de gases, así como las emisiones de CO, NOX, CO2 Y HC [1]. Sin embargo, se encuentra un segundo artículo, el cual nos habla sobre el reciclaje químico en una forma para abordar el crecimiento explosivo de los desechos plásticos; el proceso de “Pirólisis” es un ejemplo del reciclaje químico ya que gracias a este es posible que se puedan convertir desechos (en este caso) plásticos en aceites de alta calidad que puede utilizarse en motores de CI para generar energía, calor y su eliminación.

Los materiales y métodos que se implementaron es la planta que consta de tres cámaras; la

cámara primaria, la cámara secundaria y la cámara de conversión. Los residuos plásticos se cortan en trozos muy pequeños (1e2 cm2) y son transferidos a la cámara primaria, luego es inyectado dióxido de carbono en las dos primeras cámaras, empujando así el aire hacia arriba mientras la materia prima es transformada y procesada. Esto fue garantizado gracias a que no se transfirió oxígeno al reactor de lecho fijo, donde se produjo el rápido pirólisis de los plásticos hasta los 20°C y el aceite de pirólisis se separó. El diseño de la planta de pirólisis

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En la sección de resultados se presenta y discuten aquellos efectos experimentales que fueron obtenidos del motor cuando se encontraba funcionando con PPO700, PPO700 75, PPO900 y PPO900 75. Los resultados de los aceites de pirólisis son comparados con el combustible Diésel a operación. La investigación se centra en las características de combustión, el rendimiento del motor y el análisis de las emisiones de escape. En la figura 3 se muestra la presión del cilindro para el motor CI diésel y las respectivas mezclas de combustible tanto a 100% y 75% de carga. 

De acuerdo con la Fig. 3a, a plena carga, PPO700 y PPO700 75 se presentan perfiles en presión similar con el Diésel. En el PPO900 se observa que tiene un retraso en la ignición significativamente más largo y una presión más alta sobre el cilindro. La misma tendencia se puede observar con una carga del 75%, pero con períodos de retardo de ignición aún más largos para las mezclas de combustible [2].

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Se puede hacer una breve comparación con el esquema anterior ya que trata de la evaluación de las características de pirólisis isotérmica de residuos sólidos técnicos típicos que se llevaron a cabo en un lecho fijo entre 475 ° C y 550 ° C. Se abordó la influencia de la temperatura en el índice de pirólisis, los parámetros cinéticos y los productos de las muestras [3]. Se identificó la interacción entre los tres individuos durante su copolisis. Los residuos sólidos de la pirólisis de la mezcla fueron aproximadamente del 11,6% en peso. Más alcanos y alquenos estaban en productos líquidos de la mezcla. El factor pre exponencial del polietileno fue mucho mayor que otros dos individuos [3]. Se detectó un efecto sinérgico significativo para la mezcla durante la co-pirólisis. La pirólisis de la mezcla estuvo dominada por un mecanismo de reacción de tercer orden.

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