UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
          FACULTAD TÉCNICA
       MECÁNICA AUTOMOTRIZ




“ANÁLISIS COMPARATIVO DE USO DE
...
ASPECTOS GENERALES
Constantemente se vienen buscando nuevas fuentes de energía para
lograr sustituir al petróleo, el cual ...
ASPECTOS GENERALES
El intentar sustituir la gasolina y el diesel, ha llevado al desarrollo de
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ASPECTOS GENERALES
EL USO DEL BIODIESEL ES UNA ALTERNATIVA REAL QUE
REMPLAZA AL COMBUSTIBLE DIESEL CON LAS VENTAJAS
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OBJETIVO

EVALUAR EL COMPORTAMIENTO DE UN MOTOR DE
COMBUSTION   INTERNA   DIESEL   CUANDO   EL   MISMO
TRABAJA CON UN COMB...
OBJETIVOS COMPLEMENTARIOS


DAR A CONOCER EL USO DEL BIODIESEL COMO UNA
ALTERNATIVA PARA SER UTILIZADO      EN VEHÍCULOS
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BIODIESEL



EL   BIODIESEL   ES   UN   COMBUSTIBLE
OBTENIDO    A    PARTIR    DE   ACEITES
VEGETALES O GRASAS ANIMALES.

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PROPIEDADES DEL BIODIESEL

EL   BIODIESEL  ES  EL   ÚNICO   COMBUSTIBLE
ALTERNATIVO ELABORADO CON MATERIA PRIMA
RENOVABLE,...
ATRIBUTOS DEL BIODIESEL



SE   PUEDEN   REALIZAR    MEZCLAS   EN
DISTINTOS PORCENTAJES, SIENDO LOS MAS
USUALES EL B-20 Y ...
EMISIONES

LA UTILIZACIÓN DEL B-20 REDUCE LA CANTIDAD DE
PARTÍCULAS EN EL ESCAPE, EL HUMO VISIBLE, LOS
HIDROCARBUROS NO QU...
VENTAJAS

• Competitivo frente a otras tecnologías que reducen la contaminación
• Complementa todas las nuevas tecnologías...
VENTAJAS
• Mejora notablemente la lubricación en el circuito y en la bomba
    de inyección
•   Mejora las condiciones de ...
LIMITACIONES

 SU COMBUSTIÓN PUEDE ACARREAR        UN   CIERTO
INCREMENTO DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO.


 PRESENTA PROBLEMAS   ...
CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL (B-50) EN
COMPARACIÓN CON EL DIESEL
                           BIODIESEL   DIESEL
          ...
DURACIÓN DEL MOTOR CON BIODIESEL

PRUEBAS REALIZADAS POR VOLKSWAGEN BRASIL

 VEHÍCULO PASSAT CON 1.6 CC. INYECCIÓN INDIREC...
DESARROLLO

OBTENCION DEL BIODIESEL.
OBTENCION DEL MOTOR
MONTAJE DEL MOTOR EN UN
DINAMÓMETRO
OBTENCION DE LA POTENCIA, PAR...
DESARROLLO EXPERIMENTAL

ANÁLISIS DEL
COMBUSTIBLE
OBTENIDO




                              17
DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS

        BIODIESEL OBTENIDO Vs. BIODIESEL REQUERIDO
                                EN MOTORE...
MOTOR MONTADO EN EL DINAMÓMETRO




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TABLERO DE CONTROL DEL DINAMÓMETRO

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MEDIDOR DE                  ACEITE             ...
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL
MOTOR UTILIZADO EN EL ENSAYO

MARCA                    TOYOTA
MODELOS DE VEHICULOS     HILUX,...
CONDICIONES DE ENSAYO CON EL MOTOR
 UTILIZANDO COMBUSTIBLE DIESEL


TEMPERATURA AMBIENTE DE 15 A 17 °C.


TEMPERATURA DEL ...
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ENSAYO CON EL MOTOR UTILIZANDO
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RESULTADOS OBTENIDOS DEL ENSAYO
UTILIZANDO BIODIESEL COMO COMBUSTIBLE


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COMPARACIÓN DE CURVAS DEL CONSUMO DE
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POTENCIA OBTENIDA CON COMBUSTIBLES AL 50%.



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PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN BOLIVIA (SEGÚN
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CONCLUSIONES

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CONCLUSIONES

• Realizando una comparación subjetiva de los gases
emitidos por el motor utilizando biodiesel, se pudo
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CONCLUSIONES


El costo de venta del biodiesel según GRUTASOL, será similar
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TRABAJOS FUTUROS

REALIZAR ENSAYOS EN DIVERSOS MOTORES.



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Analisis Comparativo De Uso De Combustible Diesel Biodiesel En Combustion Interna

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  • excekente trabajo ing gracias me sirvio de mucho
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  • muy interesante me parece que esta tecnologia deberia ser aplicada en todo el mundo ya que sufrimos el problema grave de la contaminacion. y dia con dia tenemos que buscar tecnologia limpia y con caracteristicas superiores.
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Analisis Comparativo De Uso De Combustible Diesel Biodiesel En Combustion Interna

  1. 1. UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD TÉCNICA MECÁNICA AUTOMOTRIZ “ANÁLISIS COMPARATIVO DE USO DE COMBUSTIBLE DIESEL - BIODIESEL EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA” Msc. Ing. Ricardo Paz Zeballos
  2. 2. ASPECTOS GENERALES Constantemente se vienen buscando nuevas fuentes de energía para lograr sustituir al petróleo, el cual es un energético de carácter no renovable. Esta búsqueda viene direccionada por dos aspectos fundamentales los cuales son: • La disminución de recursos energéticos no renovables y el incremento continúo en el costo de los mismos. • El daño que ocasiona a la capa de ozono y al medio ambiente el creciente incremento de los distintos gases contaminantes emitidos por los motores de combustión interna los cuales utilizan combustibles convencionales. 2
  3. 3. ASPECTOS GENERALES El intentar sustituir la gasolina y el diesel, ha llevado al desarrollo de motores que suplanten a estos combustibles, entre ellos se puede citar: o Motores a gasolina transformados a Gas Natural Comprimido. o Vehículos eléctricos en base a la transformación de la energía solar. o Vehículos híbridos los cuales son la unión de motores eléctricos y motor de combustión interna. o Vehículos a hidrógeno. o Otros. 3
  4. 4. ASPECTOS GENERALES EL USO DEL BIODIESEL ES UNA ALTERNATIVA REAL QUE REMPLAZA AL COMBUSTIBLE DIESEL CON LAS VENTAJAS SIGUIENTES: • ES UN COMBUSTIBLE ALTERNATIVO ELABORADO CON MATERIA PRIMA RENOVABLE. • TIENE PROPIEDADES SIMILARES AL DIESEL, SE PUEDEN MEZCLAR AMBOS EN DIFERENTES PROPORCIONES PARA SU UTILIZACION. • SE TIENE MENORES EMISIONES DE GASES CONTAMINANTES HACIA EL MEDIO AMBIENTE. 4
  5. 5. OBJETIVO EVALUAR EL COMPORTAMIENTO DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DIESEL CUANDO EL MISMO TRABAJA CON UN COMBUSTIBLE ALTERNATIVO COMO ES EL BIODIESEL. GENERANDO INFORMACION EN CUANTO A SUS PRESTACIONES DE POTENCIA, MOMENTO TORSOR, CONSUMO DE COMBUSTIBLE Y EMISION DE GASES CONTAMINANTES. 5
  6. 6. OBJETIVOS COMPLEMENTARIOS DAR A CONOCER EL USO DEL BIODIESEL COMO UNA ALTERNATIVA PARA SER UTILIZADO EN VEHÍCULOS QUE FUNCIONAN CON MOTORES DIESEL. OBTENER DATOS COMPARATIVOS DE POTENCIA, MOMENTO TORSOR Y CONSUMO DE COMBUSTIBLE, UTILIZANDO DIFERENTES MEZCLAS DE DIESEL Y BIODIESEL. 6
  7. 7. BIODIESEL EL BIODIESEL ES UN COMBUSTIBLE OBTENIDO A PARTIR DE ACEITES VEGETALES O GRASAS ANIMALES. 7
  8. 8. PROPIEDADES DEL BIODIESEL EL BIODIESEL ES EL ÚNICO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO ELABORADO CON MATERIA PRIMA RENOVABLE, QUE PUEDE USARSE DIRECTAMENTE EN CUALQUIER MOTOR DIESEL, SIN SER NECESARIO NINGÚN TIPO DE MODIFICACIÓN EN EL MISMO. COMO SUS PROPIEDADES SON SIMILARES AL COMBUSTIBLE DIESEL, SE PUEDEN MEZCLAR AMBOS EN DIFERENTES PROPORCIONES. LAS EMISIONES DEL BIODIESEL HACEN DE EL UN COMBUSTIBLE IDEAL PARA EL USO EN AREAS URBANAS COMO SER LAS GRANDES CIUDADES. 8
  9. 9. ATRIBUTOS DEL BIODIESEL SE PUEDEN REALIZAR MEZCLAS EN DISTINTOS PORCENTAJES, SIENDO LOS MAS USUALES EL B-20 Y B-50. 9
  10. 10. EMISIONES LA UTILIZACIÓN DEL B-20 REDUCE LA CANTIDAD DE PARTÍCULAS EN EL ESCAPE, EL HUMO VISIBLE, LOS HIDROCARBUROS NO QUEMADOS Y EL MONÓXIDO DE CARBONO DIESEL B-20 Número de Cetano 40/48 48/52 Azufre (% en peso) 0,3/0,05 0,02/0,03 Oxígeno (% en peso) 0 2/2,5 Poder calorífico 18.500 17.900 (BTU/LB) Densidad (G/ML) 0,84/0,865 0,85/0,86 Viscosidad 2/3,2 3/3,5 FUENTE: Southwest Research Institute 10
  11. 11. VENTAJAS • Competitivo frente a otras tecnologías que reducen la contaminación • Complementa todas las nuevas tecnologías de diesel para reducción de gases contaminantes • Rendimiento similar al del combustible diesel • No requiere nueva infraestructura ni adiestramiento • No es necesario cambiar o convertir motores • No altera el equipo de mantenimiento • No altera el tiempo de recarga de combustibles • No altera el torque • No altera el consumo 11
  12. 12. VENTAJAS • Mejora notablemente la lubricación en el circuito y en la bomba de inyección • Mejora las condiciones de funcionamiento invernal • Mejora las condiciones anti-explosión e incendio • La mezcla se puede hacer en el momento de carga o previamente • La mezcla es estable y no se separa en fases • Los esteres de soja se guardan en tanques similares a los de diesel, no son tóxicos y no forman mezclas explosivas con el aire. EN LA COMBUSTIÓN SE REDUCE: 80% de anhídrido carbónico. 100% de dióxido de azufre. 90% de hidrocarburos totales no quemados. 75 – 90% de hidrocarburos aromáticos. 12
  13. 13. LIMITACIONES SU COMBUSTIÓN PUEDE ACARREAR UN CIERTO INCREMENTO DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO. PRESENTA PROBLEMAS EN SU ALMACENAMIENTO EN PERIODOS SUPERIORES A LOS 6 MESES. SU PODER SOLVENTE ES MUY SUPERIOR A LA DEL DIESEL. 13
  14. 14. CARACTERÍSTICAS DEL BIODIESEL (B-50) EN COMPARACIÓN CON EL DIESEL BIODIESEL DIESEL B-50 Punto de ignición 65 52 Azufre % máximo 0,02 0,05 Número de Cetano 50 42 Aromáticos Mucho menor Oxígeno Mucho mayor Punto Nube (ºC) - 13.33 - 14.44 Punto de - 17.77 - 20.55 Fluidificación (ºC) Biodegradabilidad (%) 38 26 Lubricidad (BOCLE, 5.000 4.000 gramos) 14
  15. 15. DURACIÓN DEL MOTOR CON BIODIESEL PRUEBAS REALIZADAS POR VOLKSWAGEN BRASIL VEHÍCULO PASSAT CON 1.6 CC. INYECCIÓN INDIRECTA TIEMPO DE PRUEBA 1300 HORAS. 100 Hrs. A MÁXIMA POTENCIA. 300 Hrs. A MÁXIMO TORQUE. 15
  16. 16. DESARROLLO OBTENCION DEL BIODIESEL. OBTENCION DEL MOTOR MONTAJE DEL MOTOR EN UN DINAMÓMETRO OBTENCION DE LA POTENCIA, PAR TORSOR Y CONSUMO DE COMBUSTIBLE. COMPARACION CUALITATIVA DE LA EMISIÓN DE GASES 16
  17. 17. DESARROLLO EXPERIMENTAL ANÁLISIS DEL COMBUSTIBLE OBTENIDO 17
  18. 18. DATOS OBTENIDOS DEL ANÁLISIS BIODIESEL OBTENIDO Vs. BIODIESEL REQUERIDO EN MOTORES CAT DENSIDAD A 15 °C 0.8766 g/cm3 DENSIDAD A 15oC 0.86 - 0.90 g/cm3 TEMPERATURA DE TEMPERATURA DE 158 °C 100°C Mínimo INFLAMACIÓN INFLAMACIÓN VISCOSIDAD A 40 °C 4.46 cSt. VISCOSIDAD A 40°C 4.0 – 6.0 cSt 18
  19. 19. MOTOR MONTADO EN EL DINAMÓMETRO 19
  20. 20. TABLERO DE CONTROL DEL DINAMÓMETRO PRESIÓN DE MEDIDOR DE ACEITE MEDIDOR DEL PAR REVOLUCIONES REGULACIÓN TEMPERATURA TEMPERATUR REGULACIÓN DE DEL MOTOR DEL A DEL ACEITE CARGA 20 REFRIGERANTE
  21. 21. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL MOTOR UTILIZADO EN EL ENSAYO MARCA TOYOTA MODELOS DE VEHICULOS HILUX, CARAVAN, DINA MODELO DE MOTOR 3L N° DE CILINDROS 4 CILINDROS EN LINEA CILINDRADA 3000 C.C. CAMARA DE COMBUSTIÓN PRE CAMARA DE COMBUSTIÓN REVOLUCIONES DEL MOTOR 750 – 6800 r.p.m. POTENCIA Hp (r.p.m) 75 (6800) TIPO DE BOMBA DISTRIBUIDOR ASPIRACIÓN DEL MOTOR SIMPLE 21
  22. 22. CONDICIONES DE ENSAYO CON EL MOTOR UTILIZANDO COMBUSTIBLE DIESEL TEMPERATURA AMBIENTE DE 15 A 17 °C. TEMPERATURA DEL LÍQUIDO REFRIGERANTE DEL MOTOR DE 78 A 82 °C. MEDIDA DE COMBUSTIBLE UTILIZANDO UNA PROBETA DE 500 ml. 22
  23. 23. RESULTADOS OBTENIDOS DEL ENSAYO CON EL MOTOR UTILIZANDO DIESEL CONSUMO DE PORCENTAJE DE PAR MOTOR COMBUSTIBLE ACELERACIÓN Nm ml/min 25 16 27 50 47 50 75 67 50 100 67 50 23
  24. 24. ENSAYO CON EL MOTOR UTILIZANDO BIODIESEL 100% COMO COMBUSTIBLE CONDICIONES DE TRABAJO SIMILARES AL DEL ENSAYO ANTERIOR 24
  25. 25. RESULTADOS OBTENIDOS DEL ENSAYO UTILIZANDO BIODIESEL COMO COMBUSTIBLE CONSUMO DE PORCENTAJE DE PAR MOTOR COMBUSTIBLE ACELERACIÓN Nm ml/min 25 15 26 50 47 50 75 68 50 100 68 49 25
  26. 26. DATOS OBTENIDOS DEL ENSAYO UTILIZANDO COMBUSTIBLES AL 50% CONSUMO DE PORCENTAJE DE PAR MOTOR COMBUSTIBLE ACELERACIÓN Nm ml/min 25 16 26 50 46 50 75 67 50 100 68 50 26
  27. 27. COMPARACIÓN DE DATOS OBTENIDOS CON DIESEL, BIODIESEL Y MEZCLAS AL 50% COMPARACIÓN DEL PAR MOTOR DIESEL BIODIESEL 50% - 50% PORCENTAJE DE PAR MOTOR PAR MOTOR PAR MOTOR ACELERACIÓN Nm Nm Nm 25 16 15 16 50 47 47 46 75 67 68 67 100 67 68 68 27
  28. 28. COMPARACIÓN DE CURVAS DEL PAR MOTOR 80 70 60 50 PAR TO RSO R Nm 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 PORCENTAJE DE ACELERACIÓN PAR TORSOR DIESEL PAR TORSOR BIODIESEL PAR TORSOR AL 50% 28
  29. 29. COMPARACIÓN DEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE DIESEL BIODIESEL 50% - 50% PORCENTAJE DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE (ml/min) ACELERACIÓN 25 27 26 26 50 50 50 50 75 50 50 50 100 50 49 50 29
  30. 30. COMPARACIÓN DE CURVAS DEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE 60 C O N SU M O D E C O M B U STIB LE m l/min. 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 PORCENTAJE DE ACELERACIÓN CONSUMO DE COMBUSTIBLE DIESEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE BIODIESEL CONSUMO DE COMBUSTIBLE AL 50% 30
  31. 31. POTENCIA OBTENIDA CON COMBUSTIBLE DIESEL. POTENCIA DEL MOTOR EN VELOCIDAD Hp 2500 r.p.m - 25% aceleración 5.12 3750 r.p.m. - 50% aceleración 25.09 5250 r.p.m. - 75% aceleración 50.09 6800 r.p.m. - 100% aceleración 64.88 POTENCIA OBTENIDA CON COMBUSTIBLE BIODIESEL. VELOCIDAD POTENCIA DEL MOTOR EN Hp 2500 r.p.m - 25% aceleración 4.80 3750 r.p.m. - 50% aceleración 25.09 5250 r.p.m. - 75% aceleración 50.83 6800 r.p.m. - 100% aceleración 65.84 31
  32. 32. POTENCIA OBTENIDA CON COMBUSTIBLES AL 50%. VELOCIDAD POTENCIA DEL MOTOR EN Hp 2500 r.p.m - 25% aceleración 5.12 3750 r.p.m. - 50% aceleración 24.56 5250 r.p.m. - 75% aceleración 50.09 6800 r.p.m. - 100% aceleración 65.84 32
  33. 33. PRODUCCIÓN DE BIODIESEL EN BOLIVIA (SEGÚN GRUTASOL). PRODUCCIÓN AÑO PRODUCCIÓN MES PRODUCCIÓN DÍA BBL BBL BBL 754,777 62,898 2,029 PRECIO ESTIMADO DEL BIODIESEL PARA EL CONSUMO (SEGÚN GRUTASOL NOVIEMBRE 2003). 3.12 Bs./Litro 33
  34. 34. CONCLUSIONES • Como se demostró en los ensayos realizados, los valores obtenidos de par torsor, potencia y consumo de combustible utilizando ambos tipos de combustible, no presentan variaciones significativas, por lo cual queda comprobado las ventajas en cuanto a prestaciones del motor que ofrece el uso de biodiesel. 34
  35. 35. CONCLUSIONES • Realizando una comparación subjetiva de los gases emitidos por el motor utilizando biodiesel, se pudo observar la disminución de los mismos, basándose en color de los gases de combustión tipo de referencia utilizada en muchos ensayos realizados fuera del país. • Otro aspecto positivo que se pudo demostrar es el hecho de que no se requiere realizar ningún trabajo de reingeniería, en los componentes del sistema de alimentación de combustible del motor, aspecto que es preponderante para la vialidad del consumo de este tipo de combustible. 35
  36. 36. CONCLUSIONES El costo de venta del biodiesel según GRUTASOL, será similar que el combustible Diesel, pero en este caso con tendencia a disminuir, aspecto positivo para lograr su consumo con mayor facilidad. 36
  37. 37. TRABAJOS FUTUROS REALIZAR ENSAYOS EN DIVERSOS MOTORES. REALIZAR PRUEBAS DE DESGASTES EN MOTORES, CON KILÓMETROS DE RECORRIDO UTILIZANDO EL COMBUSTIBLE BIODIESEL. 37
  38. 38. MUCHAS GRACIAS 38

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