Caracterización y optimización del uso del N-butanol en motores de combustión interna alternativos

Abstract

El propósito de los motores de combustión interna alternativos es producir potencia a partir de la energía química proveniente de los combustibles [1], no obstante las exigentes regulaciones medioambientales y la amenaza de escasez de los combustibles fósiles [2] llevan a buscar soluciones sostenibles y confiables [3], [4]. Los científicos se han dedicado a buscar cómo mejorar la combustión de la mezcla aire-combustible y en reducir las emisiones contaminantes mediante la utilización de combustibles alternativos que no sean de origen fósil, lo que particularmente nos centra en los alcoholes de origen renovable, que juegan un papel fundamental para el futuro [5] y más exactamente en el butanol, el cual posee mejores propiedades como un mayor poder calorífico, una mejor lubricidad, no higroscopicidad y una mejor miscibilidad con la gasolina y además un mayor número de cetanos y una menor presión de vapor de mezcla con el Diésel; al compararlo con el etanol [6]. Con el objetivo de tener argumentos que resalten al butanol como un posible combustible alternativo, este manuscrito plantea análisis energéticos y exergéticos realizados en motores de combustión interna alternativos, operados con diferentes combinaciones entre butanol, etanol y gasolina para motores de encendido provocado y entre butanol, biodiésel y Diésel para motores de encendido por compresión, encontrando cuál de estas mezclas tiene una mayor eficiencia energética y exergética y generando nuevos indicios para futuras mezclas de combustibles fósiles con combustibles de origen renovable; para así por tanto concluir que estas mezclas son energéticamente viables y particularmente sostenibles medioambientalmente

Abstract: The purpose of alternative internal combustion engines is to produce power from the chemical energy coming from the fuels [1], despite the demanding environmental regulations and the threat of scarcity of fossil fuels lead to search for sustainable and reliable solutions [2], [3]. The scientists have dedicated themselves to look for how to improve the combustion of the air-fuel mixture and to reduce polluting emissions through the use of alternative fuels that are not of fossil origin, which particularly focuses us on the alcohols of renewable origin, which play a fundamental role for the future [4] and more precisely in butanol, which has better properties such as a higher calorific value, better lubricity, non-hygroscopicity and a better miscibility with gasoline and also a greater number of cetans and a lower vapor pressure mixing with Diesel; when compared with ethanol [5]. With the aim of having arguments that highlight butanol as a possible alternative fuel, this manuscript presents energy and exergy analyzes performed in alternative internal combustion engines, operated with different combinations of butanol, ethanol and gasoline for engines ignited and between butanol , biodiésel and diesel for compression ignition engines, finding which of these mixtures has greater energy and exergy efficiency and generating new indications for future mixtures of fossil fuels with renewable fuels; thus, to conclude that these mixtures are energetically viable and particularly environmentally sustainable