Evaluación de la cinética de combustión del aceite, biodiesel y mezclas de Jatropha y sus emisiones de material particulado en motores de combustión interna

Abstract

Resumen: Los problemas actuales de salud respiratoria derivados de emisiones contaminantes provenientes de automóviles y procesos industriales, indican una baja calidad del aire en ciudades de todo el mundo, lo cual, fomenta la búsqueda de combustibles que no impacten directamente la salud humana generando patologías a mediano plazo. Producto de dicha búsqueda se ha fomentado la producción de diversos biocombustibles con los cuales se han encontrado emisiones más bajas de material particulado con respecto a los combustibles fósiles. El MP es emitido principalmente por motores de combustión interna y por fuentes fijas industriales, los cuales al provenir de determinados biocombustibles generan especies químicas que son potenciales precursores de las etapas tempranas del MP. Dada la necesidad de frenar el uso indiscriminado de fuentes ricas en precursores de material particulado, han surgido combustibles como los productos derivados de la Jatropha que han incentivado el uso de recursos renovables contribuyendo directamente con la conservación medioambiental y a su vez, han revelado reducciones en las emisiones, que los hace menos nocivos con la salud humana . Este trabajo busca realizar evaluar la reducción de emisiones obtenidas del empleo de biodiesel de jatropha y sus mezclas con diésel de grado comercial y realizar un análisis comparativo entre los resultados de modelo matemático existente que predice la producción de MP emitido por el biocombustibles de Jatropha y sus mezclas con diésel de grado comercial con resultados experimentales medidos en condiciones reales en un motor de laboratorio operado a distintas velocidades de rotación para las mezclas JB3, JB5 y JB7 con carga baja 25% y carga media 50%. En general, se encuentra que a generación de MP en el motor de combustión interna encendido por compresión depende de la rotación del motor y de la carga del mismo siendo mayor para velocidades de rotación altas y cargas altas. A su vez, tanto en el modelo predictivo de generación de material particulado como en los datos experimentales se encontró que a mayor contenido de biocombustible – Biodiesel de Jatropha JB7 las emisiones de material particulado son menores con respecto a las mezclas JB5 y JB3 aunque para datos como la mezcla JB5 se encontró que para carga baja y velocidad de 1900, las emisiones son las más altas con respecto a las demás mezclas, de donde se reitera la limitación del modelo predictivo para consideración de variables adicionales inherentes al motor de prueba