Disminución de la opacidad en las emisiones de gases contaminantes en motores de encendido por compresión mediante el uso de biodiésel B5 y B10 a base de algas (chlorella)

Rommel Paúl Imbaquingo Navarrete; Andrés Felipe Cevallos Gonzales; Carlos Nolasco Mafla Yépez

doi:10.14482/inde.38.1.621.4

Autores/as

Rommel Paúl Imbaquingo Navarrete Universidad Técnica del Norte
Andrés Felipe Cevallos Gonzales Universidad Técnica del Norte
Carlos Nolasco Mafla Yépez Universidad Técnica del Norte

DOI:

https://doi.org/10.14482/inde.38.1.621.4

Palabras clave:

Algas, Biocombustibles, Coeficiente de absorción de luz, Opacidad

Resumen

La constante búsqueda de fuentes de energías alternativas y la necesidad de disminuir el impacto ambiental de la industria automotriz son razones sustanciales para la incursión en el desarrollo de combustibles que permitan satisfacer los requerimientos de vehículos con motores de combustión interna con encendido por compresión, de manera que se disminuyan los efectos negativos en el medio ambiente. Bajo esta primicia, el presente proyecto se basa en reducir los niveles de contaminación de los gases de escape mediante el uso de mezclas de biocombustibles y diésel. Para este efecto, se utiliza como materia prima plantas de algas (chlorella) recicladas de fuentes de tercera generación. Se evalúan los efectos producidos en los índices de opacidad y en el coeficiente de absorción de luz en un motor Mitsubishi Canter, con lo que se obtiene una disminución del 20,6 % con B5 y del 32,12 % con B10, resultados prometedores para futuras investigaciones en el campo amplio de las energías alternativas.

Biografía del autor/a

Rommel Paúl Imbaquingo Navarrete, Universidad Técnica del Norte

Rommel Paúl Imbaquingo Navarrete, nacido en Ibarra-Ecuador el 17 de junio de 1986, de formación de tercer grado en Ingeniería Automotriz en la Escuela Politécnica del Ejército y estudios de maestría en Diseño Mecánico Mención en Fabricación de Autopartes en la Universidad Internacional SEK. Trabaja como docente investigador en la Universidad Técnica del Norte de la ciudad de Ibarra-Ecuador en la Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas y pertenece al grupo de investigación de Motores de Combustión Interna con Biocombustibles (BICER).

Andrés Felipe Cevallos Gonzales, Universidad Técnica del Norte

Andrés Felipe Cevallos González, nacido en Ibarra-Ecuador el 3 de junio de 1.989, de formación de tercer grado en Ingeniería Automotriz en la Escuela Politécnica del Ejército, con estudios de maestría en Ingeniería Automotriz en Tecnológico de Monterrey campus Puebla-México. Trabaja como docente investigador en la Universidad Técnica del Norte de la ciudad de Ibarra-Ecuador y pertenece al grupo de investigación de Motores de Combustión Interna con Biocombustibles (BICER).

Carlos Nolasco Mafla Yépez, Universidad Técnica del Norte

Carlos Nolasco Mafla Yépez, nacido en Ibarra-Ecuador el 20 de abril de 1.986, de formación de tercer grado en Ingeniería en Mantenimiento Automotriz en la Universidad Técnica del Norte, con estudios de maestría en Energías Renovables en la Escuela Politécnica del Ejército. Trabaja como docente investigador en la Universidad Técnica del Norte de la ciudad de Ibarra-Ecuador y pertenece al grupo de investigación de Motores de Combustión Interna con Biocombustibles (BICER).

Citas

D. Magueta, M. Madaleno, M. Ferreira, & M. Meireles, «New cars and emissions: effects of policies, macroeconomic impacts and cities characteristics in Portugal», Journal of Cleaner Production, vol. 181, pp. 178-191, 2017. Doi:10.1016/j.jclepro.2017.11.243

M. Kacem, A. Zaghdoudi, A. Morales-Rubio, & M. De la Guardia, «Preliminary results on the influence of car characteristics on their gases emissions using gas sensors», Microchemical Journal, vol. 139, pp. 69-73, 2018. Doi:10.1016/j.microc.2018.02.022

L. Morawska, Z. Ristovski, E. Jayaratne, D. Keogh, & X. Ling, «Ambient nano and ultrafine particles from motor vehicle emissions: characteristics, ambient processing and implications on human exposure», Atmospheric Environment, vol. 42, pp. 8113-8138, 2008. Doi: 10.1016/j.atmosenv.2008.07.050

Fundación Vida Sostenible, «Historia de las tecnologías de reducción de emisiones contaminantes en vehículos», Vidasostenible.org, enero, 2015. Disponible en: http://www.vidasostenible.org/informes/historia-de-las-tecnologias-de-reduccion-de-emisiones-contaminantes-en-vehiculos/

G. Triantafyllopoulos, D. Katsaounis, D. Karamitros, L. Ntziachristos, & Z. Samaras, «Experimental assessment of the potential to decrease diesel NOx emissions beyond minimum requirements for Euro 6 Real Drive Emissions (RDE) compliance», Science of the Total Environment, vol. 618, pp. 1400-1407, 2017. Doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.09.274

D. Limón, Seguridad y salud en el trabajo. Madrid: Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT), 2013.

G. Ban-Weiss, M. Lunden, T. Kirchstetter, & R. Harley, «Size-resolved particle number and volume emission factors for on-road gasoline and diesel motor vehicles», Aerosol Science, vol. 41, n.o 1, pp. 5-12, 2010. Doi:10.1016/j.jaerosci.2009.08.001

J. Eilperin, «Black carbon ranks as second-biggest human cause of global warming», Washingtonpost.com, enero 15, 2013. Disponible en: https://www.washingtonpost.com/national/health-science/black-carbon-ranks-as-second-biggest-human-cause-of-global-warming/2013/01/15/6d4e542a-5f2d-11e2-9940-6fc488f3fecd_story.html

N. Nabi, A. Zare, F. Hossain, Z. Ristovski, & R. Brown, «Reductions in diesel emissions including PM and PN emissions with dieselbiodiesel blends», Journal of Cleaner Production, vol. 166, pp. 860-868, 2017. Doi: 10.1016/j.jclepro.2017.08.096

G. Szabados, & Á. Bereczky, «Experimental investigation of physicochemical properties of diesel, biodiesel and TBK-biodiesel fuels and combustion and emission analysis in CI internal combustion engine», Renewable Energy, vol. 121, pp. 568-578, 2018. Doi: 10.1016/j.renene.2018.01.048

P. Tan, Z. Hu, & D. Lou, «Transient particle number emissions from diesel engines with biodiesel fuel», 2013 International Conference on Material for Renewable Energy and Environment, 2013, pp. 240-243. Doi:10.1109/ICMREE.2013.6893657

R. Sakthivel, K. Ramesh, R. Purnachandran, & P. Mohamed Shameer, «A review on the properties, performance and emission aspects of the third generation biodiesels», Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 82, n.o 3, pp. 2970-2992, 2018. Doi: 10.1016/j.rser.2017.10.037

S. Khan, R. Siddique, W. Sajjad, G. Nabi, K. M. Hayat, P. Duan, & L. Yao, «Biodiesel production from algae to overcome the energy crisis», Hayati Journal of Biosciences, vol. 24, n.o 4, pp. 163-167, 2017. Doi: 10.1016/j.hjb.2017.10.003

L. Gouveia, «Microalgae as a feedstock for biofuels springer briefs in microbiology», SpringerBriefs in Microbiology, vol. 38, n.o 3, pp. 1-69, 2011. Doi: 10.1007/978-3-642-17997-6

H. Bilanovic, «Microalgal CO2 sequestering-modeling microalgae production costs», Energy Convers Manag, vol. 58, n.o 9, pp. 104-109, 2012. Doi: 10.1016/j.enconman.2012.01.007

M. Borowitzka, & N. Moheimani, Algae for biofuels and energy. Países Bajos: Springer, 2013.

O. Armas, A. Gómez, E. Barrientos, & A. Boehman, «Estimation of opacity tendency of ethanol and Biodiesel-diesel blends by means of the smoke point technique», Energy & Fuels, vol. 25, pp. 3283-3288, 2011. Doi: 10.1021/ef2005817

E. Shay, «Diesel fuel from vegetable oils: status and opportunities», Biomass and Bionenergy, vol. 4, n.o 4, pp. 227-242, 1993. Doi: 10.1016/0961-9534(93)90080-N

A. Collymore, R. Arencibia, A. Blanco, & J. Araújo, «Producción científica mundial sobre biodiesel», ACIMED, vol. 18, n.o 5, pp. 1-19, 2008. Disponible en: http://scielo.sld.cu/pdf/aci/v18n5/aci041108.pdf

M. Aldhaidhawi, R. Chiriac, & V. Badescu, «Effect of rapeseed biodiesel B20 on combustion characteristics and emissions of DI diesel engine,” The 10th International Symposium On Advanced Topics In Electrical Engineering, Bucharest, 2017. Doi: 10.1109/ATEE.2017.7905086

S. Awad, K. Loubar, & M. Tazerout, «Experimental investigation on the combustion, perfomance and pollutant emissions of biodiesel from animal fat residues on a direct injection diesel engine», Energy, vol. 69, pp. 826-836, 2014. Doi:10.1016/j.energy.2014.03.078

O. Emiro?lu, A. Keskin, & M. Sen, «Experimental investigation of the efects of turkey rendering fat biodiesel on combustion, performance and exhaust emissions of a diesel engine», Fuel, vol. 216, pp. 266-273, 2018. Doi:10.1016/j.fuel.2017.12.026

Instituto Ecuatoriano de Normalización, «Norma Técnica Ecuatoriana NTE-INEN-2 202:2000», Quito. 2000.

C. Ochoa, «Norma Oficial Mexicana de Emergencia NOM-EM-167-SEMARNAT-2016», Ciudad de México, 2016.

Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, «Norma Técnica Colombiana Ntc 4231», Bogotá, 2012.