25 marzo 2013

Nuevos combustibles alternativos para el transporte (1ª PARTE)




La elevación de los precios de los combustibles está obstaculizando el crecimiento de muchas naciones. Los precios de la energía elevados son uno de los principales motivos de la inflación alta. No existen actualmente combustibles de energía alternativos que puedan reemplazar los combustibles pero sí existen perspectivas con un mix de combustibles alternativos. En este artículo discutimos el potencial de combustibles alternativos como metanol, etanol, biobutanol, esteres de metilo y esteres de etilo de semillas de plantas como jatropha carcus y karanja, junto con combustibles gaseosos (gas natural comprimido y gas del petróleo licuado). También hay otros combustibles futurísticos tales como dimetil éter (DME), singas, diesel de Fischer-Tropsch, diesel verde e hidrógeno.

Los combustibles alternativos han ganado importancia debido a preocupaciones globales desde perspectivas ambientales y económicas. Los combustibles de transporte alternativos tales como alcoholes, biobutanol, biodiesel, gas natural comprimido (GNC), gas licuado del petróleo (GLP), hidrógeno, DME, diesel FT y diesel verde son algunos de las opciones principales que pueden reemplazar los combustibles de transporte convencionales.

Repasemos a continuación cada una de las opciones existentes.

Vehículos de GNC

El uso de GNC se ha identificado como la mejor opción para conseguir hacer funcionar vehículos en el centro de las ciudades y reducir la contaminación. La mejor opción es la conversión de vehículos diesel en GNC.

Vehículos de gasolina convertidos a GNC

Los vehículos de gasolina modelo pre-2000 que tienen el motor con carburador pueden convertirse a GNC. Los vehículos muestran una economía de combustible algo mejor en GNC debido al efecto leaning. Se observa también una reducción sustancial en monóxido de carbono (CO), hidrocarburos comparables y NOx. Sin embargo, los vehículos con GNC muestran aproximadamente un 15 % de pérdida de potencia comparado con la operación de gasolina. Esta pérdida de potencia puede ser evitada en nuevos motores diseñados para modo GNC dedicado.

Vehículos diesel convertidos a GNC

Los vehículos modelo Pre – 2000 pueden convertirse a modo de combustible local. El criterio de conversión es que la potencia en modo GNC-diesel se acoplaría cercanamente con el modo diesel, y la inducción de GNC comenzará después de velocidades superiores a 30 km/h para evitar combustión templada a velocidades bajas. Los vehículos convertidos usando un kit de conversión electrónica avanzada muestran un par/potencia más alto en modo GNC-diesel a todas las velocidades y se alcanza una sustitución del diesel del 32 – 86 %.

Mezcla de GNC y HCNG

En un motor de GNC, la sustitución del GNC por hidrógeno se ha intentado por muchos investigadores. Una mezcla del 20 % de hidrógeno en volumen con GNC se ha registrado como hitano. El hitano puede utilizarse en cualquier vehículo de GNC, pero la optimización del motor  es necesaria para conseguir los beneficios de la emisión. A,una mezcla de Hidrógeno y GNC se le llamó HCNG. En un estudio experimental hecho con un motor de ignición de chispas estequiométrica se observó que añadiendo un 20 % de hidrógeno en una base de volumen en GNC, se obtenía una eficiencia comparable con la operación de GNC bajo condiciones normales. Las concentraciones de las emisiones de HC y CO disminuían incrementando los porcentajes de hidrógeno en GNC. Los valores de emisiones de NOX generalmente se incrementan con contenidos de hidrógeno más alto, pero puede controlarse retardando el tiempo de ignición sin sacrificar la producción y eficiencia del motor.

Vehículos de GLP

La tecnología de los sistemas de combustible de GLP está bien desarrollada y son mayormente diseños mecánicos basados en un sistema de combustible secundario añadido a los sistemas de gasolina para operación tanto con gasolina como con GLP.

Vehículos de gasolina convertidos a GLP

Ensayos de rendimiento llevados a cabo en vehículos de pasajeros convertidos para operación dual GLP/gasolina mostraron que la generación de potencia con GLP eran un 1 – 5 % inferiores a la operación con gasolina. El consumo de combustible  de GLP es 11,2 km/l en la operación de gasolina, comparado con 12,5 km/l en los motores de gasolina.

Las emisiones de NOx de los motores de propano fueron más altas que en los motores de gasolina. Las emisiones de NOx de motores de propano se redujeron a un nivel similar a la operación de gasolina usando una recirculación del gas de escape y tiempo de ignición menos avanzado.

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