Emisiones gaseosas y opacidad del humo de un motor operando con bajas concentraciones de biodiesel de palma

Resumen

En este artículo se presentan los resultados de las prestaciones mecánicas y ambientales de un motor diesel de automoción de 2.5 litros de cilindrada, turboalimentado, montado en banco de ensayos, que utiliza diesel corriente y biodiesel de aceite de palma mezclado al 5, 10 y 20% en volumen. Los ensayos se realizaron a igualdad de energía en el cigüeñal para cada combustible, en cinco grados de carga estacionarios, representativos de las condiciones de operación del vehículo en ciudad. Se obtuvo un incremento en el consumo específico de combustible respecto al diesel corriente en torno a 0.5, 1 y 1.7% al usar B5, B10 y B20 respectivamente. El rendimiento efectivo no sufrió cambios estadísticamente significativos, con lo cual se comprobó que la relación energía suministrada a energía obtenida en el cigüeñal se mantuvo constante independientemente de la mezcla de biodiesel. Las emisiones específicas de THC (gTHC/kWh) disminuyeron aproximadamente en la misma proporción que el contenido de biodiesel en la mezcla (5, 10 y 20%, para B5, B10 y B20 respectivamente). Las de CO y la opacidad de humos (%) disminuyeron en la misma proporción, correspondiente con la mitad del contenido de biodiesel en la mezcla (2.5, 5 y 10%, para B5, B10 y B20 respectivamente). Las emisiones específicas de NOx incrementaron ligeramente, y alcanzaron un máximo para la mezcla B20 en torno al 3% respecto al diesel corriente. Se presentan los índices de emisión en
términos de masa de contaminante por unidad de masa de combustible quemado. Los resultados permiten concluir que el uso del biodiesel de aceite de palma mezclado en concentraciones inferiores al 20% con diesel convencional tiene ventajas ambientales significativas. Desde el punto de vista mecánico, el consumo adicional de combustible se ve apenas ligeramente incrementado sin afectar el rendimiento efectivo del motor.

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In this paper an experimental comparison of mechanical and environmental performances obtained from a turbocharged, light duty 2.5 liters, automotive diesel engine mounted in a test bench, is presented. The engine used conventional diesel fuel and palm oil biodiesel blended at 5, 10 and 20% by volume. Tests were carried out under the same mean effective pressure for each fuel. Five engine loads in stationary conditions representative from city operation were tested. Specific fuel consumption increased between 0.5 and 1.7% with B5 and B20 respectively, while the brake efficiency did not experienced any change with the use of biodiesel. Specific THC emissions decreased approximately in the same proportion of biodiesel content in the blend (5, 10, 20% decrease respect to diesel fuel, for B5, B10 and B20 respectively). Specific CO and smoke opacity decreased by the half of the proportion of biodiesel content in the blend (2.5, 5 y 10%, for B5, B10 y B20 respectively). Specific NOx increased a maximum of around 3% when B20 was used. Emissions index in mass of contaminant per unit mass of burned fuel are presented. Results show that low concentrations blends of palm oil biodiesel with diesel fuel have environmental advantages. Engine fuel consumption is lightly penalized while engine brake efficiency did not change.