Manual de combustibles alternativos y tecnología automotriz. Juan Carlos Goñi Delión

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СКАЧАТЬ 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

       • Combustibles convencionales

       • Combustibles alternativos

       • Combustibles emergentes

       • Energía y potencia

       • Tecnología automotriz

      Los combustibles para la alimentación de los motores de la ingeniería automotriz han sido, desde sus primeros diseños, el factor más importante en su funcionamiento. Las propiedades de un combustible determinan el tipo de motor de combustión interna a utilizar, y asimismo, un ciclo de funcionamiento que se adecúa a ciertas características especiales de un combustible.

      El presente capítulo trata de las generalidades de los combustibles, combustibles convencionales, combustibles alternativos, combustibles emergentes, energía, potencia y la tecnología automotriz compatible con los combustibles existentes en el mercado.

      En esta sección se introducen los fundamentos de los combustibles convencionales, alternativos, emergentes y la tecnología de los motores de combustión interna que requieren de estos combustibles.

       1. GENERALIDADES DE COMBUSTIBLES

      En esta introducción se reseña el origen de la energía y los combustibles en el planeta Tierra, presentando una distribución de la energía solar en nuestro orbe.

       a) Energía de posición del planeta Tierra en el universo:

      La energía de posición del planeta Tierra comprende la energía asociada a los otros planetas y al universo con los campos gravitatorio, electromagnético, radioeléctrico y otros. Esta energía de posición es de mínima magnitud comparada con la energía solar incidente sobre nuestro planeta.

       b) Energía solar incidente sobre el planeta Tierra:

      La energía solar se divide en energía actual o energía incidente sobre el planeta y la energía almacenada, que es la que incidió en el pasado y se depositó como energía interna del planeta.

      La energía actual se divide en directa e indirecta. La energía directa comprende la captación térmica mediante paneles y concentradores de energía, y la captación fotónica, que se da por medio de celdas fotovoltaicas o por biomasa vegetal y animal residual.

      La energía indirecta la forma la energía eólica del aire de la atmósfera e hidráulica de mares, ríos, lagos y otras masas acuáticas.

      La energía almacenada es la energía interna del planeta y comprende la energía en materia radioactiva, la energía geotérmica y la energía en materia fósil.

      El combustible fósil proveniente de la materia fósil, combustible convencional, se relaciona con el combustible proveniente de la biomasa actual, combustible renovable o biomásico, para dar lugar a los combustibles alternativos. Estos dan lugar a biocombustibles puros, combustibles emergentes, y también mezclas entre combustibles convencionales y biocombustibles. Actualmente, estas mezclas de biocombustible están mundialmente comercializadas en diversas composiciones convencionales y de biocombustible.

      A continuación se indican brevemente algunos ejemplos de combustibles fósiles y biomásicos.

      Combustibles fósiles (cuasi-directos, agotables):

      – Gas natural (natural gas) y derivados.

      – Carbón mineral (coal) y derivados.

      – Petróleo (petroleum, oil) y derivados.

      Combustibles biomásicos (cuasi-directos, renovables):

      – Residuales forestales (leña, ramas, hojas, aserrín de madera).

      – Carbón vegetal (charcoal, subproducto de la destilación seca de СКАЧАТЬ