1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y DE ENERGÍA
ESCUELA DE INGENIERIA DE ENERGIA
CONSUMO HISTORICO DE DIESEL V5
CURSO: TERMODINAMICA
DOCENTE: ING. DARÍO VÁSQUEZ ALVA
INTEGRANTES:
Zavaleta bautista John A 1817210082
Callao 2022
Perú
2. Contenido
1. RESUMEN:.............................................................................................................................. 3
2. INTRODUCCIÓN...................................................................................................................... 4
3. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 5
4. MARCO TEORICO.................................................................................................................... 5
CARACTERISTICAS TECNICAS ...................................................................................................... 5
USOS.......................................................................................................................................... 6
BIODIESEL B(100) ....................................................................................................................... 6
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL DIESEL 𝑵𝟎𝟐........................................................................... 7
FICHA DE DATOS DE SEGURIDAD DEL DIESEL 𝑵𝟎𝟐...................................................................... 8
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL DIESEL B5 ............................................................................ 10
FICHA DE DATOS DE SEGURIDAD DIESEL B5.............................................................................. 11
VENTA DE COMBUSTIBLES, 2013-2020 AL MERCADO INTERNO DE DIESEL B5........................... 12
PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLE EN REFINERÍA ........................................................................ 14
EMISIONES CONTAMINANTES EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ................................. 15
FORMACIÓN DE LOS CONTAMINANTES EN MOTORES DIESEL................................................... 16
5. CONCLUSIONES.................................................................................................................... 18
Bibliografía .................................................................................................................................. 20
3. 1. RESUMEN:
El diésel es un refinado del petróleo que tiene propiedades muy buenas para mejorar el
rendimiento de su respectivo motor de diésel y tener un mejor rendimiento que un motor
de gasolina y funciona mejor a temperaturas bajas.
El diésel o gasóleo derivado del petróleo está compuesto aproximadamente de un 75 %
de hidrocarburossaturados (principalmente parafinas incluyendo isoparafinas y
cicloparafinas) y un 25 % de hidrocarburos
aromáticos (incluyendo naftalenos y alcalobencenos).5
La fórmula química general del
gasóleo común es C12H26, incluyendo cantidades pequeñas de otros hidrocarburos cuyas
fórmulas van desde C10H22 a C15H32.
4. 2. INTRODUCCIÓN
El combustible diésel se originó a partir de experimentos realizados por el científico e
inventor alemán Rudolf Diesel para su motor de encendido por compresión que inventó en
1892.
El motor diésel se rige mediante el ciclo termodinámico del mismo nombre, que está
constituido por una compresión adiabática, una expansión isóbara, una expansión
adiabática y una descompresión isocora.
En 1933 Citroën creó el primer vehículo diésel para su venta comercial. Compró la
licencia de diésel y empezó a fabricar y vender motores en Norteamérica. Al principio era
vehículos muy contaminantes y generaban mucho humo.
Las regulaciones impuestas a las emisiones a la atmósfera por los gobiernos desde los
años 1960 han modificado considerablemente la tecnología de los motores diésel.
En 2010 la densidad del diésel o gasóleo obtenido del petróleo era aproximadamente de
0, 832 kg/l un 12% más que la gasolina que tiene la densidad de 0,745kg/l.
Aproximadamente el 86,1% del diésel es carbono, y cuando se quema se obtiene un
poder calorífico de 43,10MJ/kg contra la 43,20MJ/kg de la gasolina. Sin embargo
debido a la mayor densidad, el diésel ofrece una densidad volumétrica energética de
35,86MJ/L contra 32,18MJ/L de la gasolina, lo que supone un 11%más, que podría
considerarse notable cuando se compara la eficiencia del motor diésel frente al del ciclo
otto. Las emisiones de 𝐶𝑂2 del diésel son de 73,25 g/MJ solo ligeramente más bajas que
la gasolina, con 73,38 g/MJ. El diésel a la ves tiene derivados pero en está ocasión
estudiaremos al diésel B5.
El diésel B5 es un combustible constituido por una mezcla de Diésel 𝑁0
2 y 5% en
volumen de biodiésel (B100).
El diésel B5 usa B100 con propiedades más exigentes, que garantiza una adecuada
operación del motor frío y mantiene la bondad del producto. En la refinería la pampilla se
exige otras especificaciones adicionales a la norma en el B100 se adquiere con un valor
de -2 𝑐0
sin aditivos, también contiene Ester 96,5Min% masa (para garantizar la pureza
del biodiesel B100 y detectar cualquier tipo de adulteración o contaminación).
5. 3. OBJETIVOS
-Entender cómo funciona el B5 y cuál es su utilidad principal actualmente.
-Describir el Diesel B5 para conocer sus características principales
-Conocer la historia del Diesel B5 en el Perú
4. MARCO TEORICO
CARACTERISTICAS TECNICAS
Su elevado índice de cetano asegura una excelente calidad de ignición, arranque rápido y
menor ruido del motor.
Su menor contenido de azufre asegura una protección efectiva contra el desgaste.
Excelente lubricidad y reducción de emisiones contaminantes (al incrementarse el
porcentaje de biodiésel de 2% a 5%).
Elevado poder calorífico que garantiza una eficiente combustión.
Contiene un paquete de aditivos de última generación que le otorgan las siguientes
ventajas:
Limpia los inyectores para una óptima pulverización y consecuente mejora de la
combustión.
Protege la bomba de inyección de combustible.
Protege contra la corrosión.
Separa de forma óptima el agua, pues contiene un demulsificante.
Mejora el rendimiento.
Disminuye los gastos por mantenimiento.
Prolonga la vida útil del motor.
Controla la espuma durante el abastecimiento de combustible, lo que ofrece mayor
comodidad y rapidez en el llenado.
Protege el ambiente, pues reduce la emisión de gases contaminantes e hidrocarburos no
quemados.
6. USOS
En motores diésel de vehículos para el transporte terrestre (automóviles, camiones,
ómnibus, entre otros).
En plantas de generación eléctrica.
En equipos para la industria en general (minería, pesquería, construcción, sector agrícola,
entre otras).
En el Perú, el Diésel B5 es comercializado en los departamentos de Amazonas, Loreto,
Piura, San Martín, Tumbes y Ucayali.
BIODIESEL B(100)
El biodiésel (biocombustible) es un líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales
como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo,1 mediante procesos
industriales de esterificación y transesterificación y que se aplica en la preparación de
sustitutos totales o parciales del petrodiésel o gasóleo obtenido del petróleo. El biodiésel
puede mezclarse con gasóleo procedente de la refinación del petróleo en diferentes
cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de
biodiésel en la mezcla: B100 en caso de utilizar solo biodiésel, u otras notaciones
como B5, B15, B30 o B50, donde la numeración indica el porcentaje por volumen de
biodiésel en la mezcla.
El aceite vegetal, cuyas propiedades para la impulsión de motores se conocen desde la
invención del motor diésel gracias a los trabajos de Rudolf Diesel, ya se destinaba a la
combustión en motores de ciclo diésel convencionales o adaptados. A principios del siglo
XXI, en el contexto de búsqueda de nuevas fuentes de energía renovables, se impulsó su
desarrollo para su utilización en automóviles como combustible alternativo a los derivados
del petróleo.
Ofrecemos un BioDiesel calidad ASTM en donde hacemos las pruebas pertinentes en
nuestros laboratorios para ofrecer un BioDiesel de la máxima calidad y seguridad para
cualquier tipo de motor impulsado por Diésel
12. VENTA DE COMBUSTIBLES, 2013-2020 AL MERCADO INTERNO DE DIESEL B5
Año Cantidad (miles
de barriles)
2013 18,289.94
2014 17,773.96
2015 18,774.01
2016 13,634.78
2017 5,789.11
2018 3,783.06
2019 3,877.48
2020 1,888.84
Tabla 1: Se observa como varía la cantidad
de compra de barriles de diésel B5
14. PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLE EN REFINERÍA
refinería Cantidad(miles
de barriles)
talara 484,87
iquitos 782,36
conchan
pampilla
pucallpa
total 1267,23
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Talara Iquitos Conchan Pampilla Pucallpa
PRODUCCIÓN
EN
BARRILES
POR
MILLON
REFINERIAS
Gráfica de la tabla 2
Serie 1 Columna1 Columna2
Tabla 2: Se observa la producción de diesel
B5 en las refinerías.
15. EMISIONES CONTAMINANTES EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Los vehículos producen tres tipos de emisiones de gases contaminantes: emisiones
evaporativas, emisiones por el tubo de escape y emisiones de partículas por el desgaste,
tanto de los frenos como de las llantas.
En un motor de combustión interna se generan una serie de contaminantes que son
emitidos por el tubo de escape, independientemente de si son de encendido por
compresión o encendido por chispa, debido a que el proceso de combustión no se realiza
de manera completa en ninguna de las condiciones de funcionamiento del motor. Las
emisiones emitidas por el tubo de escape de los vehículos son producto del proceso de
combustión que ocurre dentro motor y comprenden una serie de contaminantes tales
como: CO, CO2, HC, NOx, SO2, y PM. Además, ciertos contaminantes presentes en el
combustible, tal como el azufre, se liberan al ambiente también como producto del
proceso de combustión. Los vehículos con motores más potentes tienden a generar
mayores emisiones contaminantes y estas emisiones emitidas por el tubo de escape no
solo dependen de la temperatura a la que se realiza la combustión, la presión, la
homogeneidad de la mezcla, las características constructivas de los motores y su sistema
de control de emisiones, sino también del estado de mantenimiento del vehículo y los
factores de operación tales como la velocidad, carga y la frecuencia e intensidad de las
aceleraciones y desaceleraciones
16. FORMACIÓN DE LOS CONTAMINANTES EN MOTORES DIESEL
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
En 1946, Zeldovich asentó y describió las bases del mecanismo de formación de
las moléculas de NO al que hoy se conoce como mecanismo de Zeldovich y que
en la actualidad se utiliza como un modelo válido para explicar la formación de
óxidos de nitrógeno en los motores Diesel. Estos estudios dieron a conocer las
dependencias de las emisiones NOx con la temperatura de combustión y la
relación de aire – combustible. A través de este mecanismo se comprendió la
relación que existe entre las emisiones de NOx y la formación de smog
fotoquímico en la atmosfera siendo los vehículos la fuente más grande que
contribuye a las emisiones de NOx a la atmósfera.
Monóxido de carbono (CO)
El mecanismo de formación del CO es un paso intermedio fundamental en la
oxidación de un hidrocarburo y está íntimamente ligado con el dosado. El
monóxido de carbono se genera a partir de la combustión incompleta del diesel, es
decir, es un producto intermedio del proceso de combustión. Es por esto que sus
emisiones dependen considerablemente de la relación aire/combustible al interior
17. de la cámara de combustión. La combustión de un hidrocarburo puede
descomponerse en dos etapas: la primera supone la ruptura de las moléculas de
combustible para formar CO (reacción rápida) mientras que la segunda es la
oxidación del CO a CO2 .
Hidrocarburos no quemados (HC)
Según la referencia los hidrocarburos no quemados (HC), o más apropiadamente
llamados, emisiones orgánicas, son consecuencia de la combustión incompleta del
combustible. La composición del combustible afecta significativamente a la
composición y magnitud de las emisiones orgánicas. Los combustibles que
contienen altas proporciones de compuestos aromáticos y olefinas producen
concentraciones relativamente altas de hidrocarburos reactivos. Sin embargo,
muchos de los compuestos orgánicos que se encuentran en los gases de escape
no están presentes en el combustible, lo que indica que la pirolisis y la síntesis
significativas se producen durante el proceso de combustión. El combustible diesel
contiene compuestos de hidrocarburos con puntos de ebullición más altos, y por lo
tanto mayores pesos moleculares, que la gasolina. Por lo tanto, la composición de
los hidrocarburos no quemados en los gases de escape de motores diesel es
mucho más compleja que la de motores de encendido por chispa. (ARENAS,
2016)
Material Particulado
Según la referencia se considera partícula a cualquiera materia, en estado líquido
o sólido, presente en los gases de escape que se encuentre en condiciones
aproximadamente ambientales. Las partículas Diesel están compuestas por dos
fracciones fácilmente separables mediante un proceso de extracción química: una
18. fracción insoluble y otra fracción soluble La fracción insoluble puede tener
compuestos orgánicos e inorgánicos denominada comúnmente ISF, en la que
prevalece principalmente el carbono (hollín), acompañado por otros compuestos
tales como sulfatos, sales, agua y materiales inorgánicos. La fracción orgánica
soluble (SOF), denominada así por su solubilidad en el disolvente orgánico
empleado en la extracción está compuesta por hidrocarburos y otros compuestos
orgánicos procedentes directamente del combustible, y del aceite lubricante, o
bien de reacciones en el interior de la cámara de combustión en el caso del
combustible inyectado
5. CONCLUSIONES
-Para el presente trabajo se realizó una amplia revisión de la literatura relacionada
a la utilización de mezclas diésel con biodiesel logrando evaluar y comparar las
propiedades más representativas, de ambos combustibles, que afectan
directamente sobre el desempeño mecánico y las emisiones contaminantes en un
motor de encendido por compresión. Además, en las investigaciones realizadas
por otros autores, referidas a este tema, se pudo constatar que los parámetros
efectivos calculados en el presente trabajo tales como potencia efectiva,
rendimiento efectivo y consumo específico de combustible; y las emisiones
medidas de CO2, CO y NOx son las que guardan mayor implicancia a la hora de
realizar una evaluación experimental de la utilización de mezclas diésel con
biodiesel.
- En términos de desempeño mecánico del motor, se calculó la potencia efectiva,
el consumo específico de combustible y el rendimiento efectivo para las 3 mezclas
utilizadas: DB5, DB7,5 y DB10. Para el primer parámetro se constató que este
aumenta conforme se incrementa le velocidad de giro y carga del motor. Debido a
que la potencia efectiva está relacionada directamente con la velocidad y carga del
motor, y ambos fueron establecidos como datos de entrada en los ensayos, los
19. resultados obtenidos fueron similares para las 3 mezclas de combustible
ensayadas. (ARENAS, 2016)
6. RECOMENDACIONES
Aumentar el nivel de carga aplicada al motor Diesel, con el objetivo de tener resultados
más amplios sobre los efectos del biodiesel en el desempeño y emisiones. En el presente
trabajo, las cargas fueron limitadas por la capacidad del freno.
Se recomienda continuar con las investigaciones respecto a la utilización de mezclas
diésel y biodiesel, en donde se pueda evaluar el efecto de las condiciones climáticas
típicas de altitud.
Como se aprecia en los experimentos realizados en el presente trabajo, el biodiesel tiene
efectos positivos en la mayoría de las emisiones contaminantes, sin embargo los óxidos
de nitrógeno tienden a aumentar conforme se incrementa el porcentaje de biodiesel. Estos
pueden ser disminuidos utilizando otras técnicas como modificar el tiempo de inyección o
instalar un sistema de recirculación de gases (EGR). Por esto se recomienda realizar
futuras investigaciones en donde se implementen dichas modificaciones y se evalué la
utilización de este biocombustible. (ARENAS, 2016)
20. 7. BIBLIOGRAFIA
ARENAS, LUIS MAURICIO SANTIVAÑEZ. 2016. EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DEL CONSUMO DE
COMBUSTIBLE Y LAS EMISIONES GASEOSAS DE UN MOTOR DIESEL UTILIZANDO 3 MEZCLAS DE
DIESEL Y BIODIESEL DB5, DB7,5 Y DB10 . LIMA : PUCP, 2016.
ECOILSA. ECOILSA. [En línea] https://ecoilsa.com/producto/biodiesel-b100.
Petroperu. 2019. Ficha de Datos de Seguridad. [En línea] 01 de 04 de 2019.
https://www.petroperu.com.pe/Docs/spa/files/productos/fds-db5.pdf.
—. 2019. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PETROPERÚ. [En línea] 01 de 2019.
Petroperú. Petroperú. [En línea]
https://www.petroperu.com.pe/productos/combustibles/biodiesel/.
