COMBUSTION DE GRASAS Y ACEITES.(ES2173753)

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ES 2 173 753 T3
Con el propósito de confirmar que se podía quemar con eficacia el sebo en un motor de encendido
por compresión, con la ayuda de una atmósfera enriquecida en oxígeno en la cámara de combustión, se
llevaron a cabo ensayos prácticos en el laboratorio. Se utilizó, como motor de ensayo, un motor diesel
de cuatro tiempos Lister-Peter de dos cilindros con inyección directa de combustible y una capacidad
nominal de un litro.
Se hizo funcionar el motor a su punto máximo de eficiencia térmica, que es cuando se obtiene la
máxima Presión Media Efectiva de Frenado (BMEP) en todo el intervalo de revoluciones del motor. Se
encontró que la mejor BMEP se produce a una velocidad de 2300 rpm y que ésta correspondía a la
velocidad óptima recomendada por el fabricante del motor para el funcionamiento continuo utilizando
combustible diesel. El motor se hizo funcionar en un equipo de prueba especial, en el que la carga
mecánica consistía en un motor de corriente directa de alta potencia con una tensión de campo variable.
El motor se hizo funcionar a incrementos de carga de aproximadamente 1 kWe, en condiciones de funcionamiento
continuo, desde la mínima carga estable a la máxima carga sostenible, sobre la base de la
temperatura de escape y el nivel de emisión de monóxido de carbono, y mientras se mantenía dentro de
las restricciones térmicas recomendadas del motor. El fabricante del motor recomendaba que la potencia
de salida más favorable para funcionamiento continuo a 2300 rpm, utilizando combustible diesel, fuera
de 9 kWe. Se recomendaba que la máxima potencia de salida limitada por el humo, funcionando a una
velocidad de 2300 rpm, fuera de 11 kWe.
Para establecer los parámetros de funcionamiento normal del motor, se hizo funcionar el motor inicialmente
bajo aspiración natural (21 % de oxígeno, 79 % de nitrógeno) utilizando combustible diesel común
como combustible. A cada incremento de potencia diferente, se registró el consumo de combustible, las
emisiones de escape de monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno, la temperatura de escape, la presión
pico de cilindros y la opacidad del humo.
La presencia de monóxido de carbono en el gas de escape constituye un signo de combustión incompleta
y el nivel de monóxido de carbono aporta una buena indicación de la eficiencia operativa del motor.
La Figura 1 ilustra gráficamente la concentración medida de monóxido de carbono en el gas de escape,
a las potencias de salida más elevadas, cuando se utiliza combustible diesel como combustible y en
condiciones de combustión aspirada de manera natural (21 % de oxígeno).
El nivel mínimo de emisiones de monóxido de carbono se obtuvo a una potencia de salida de alrededor
de 8 kWe. Se determinó que la potencia de salida mínima estable era de aproximadamente 5 kWe. Entre
5 kWe y 9 kWe, el nivel de monóxido de carbono en el escape era relativamente constante y dentro de un
intervalo de 250 a 350 ppm. Sin embargo, superando los 9 kWe, el nivel de monóxido de carbono en el
gas de escape comenzaba a aumentar, y más allá de10kWeelnivelseincrementabadrásticamente. A
unapotenciadesalidacontinuade11kWe,laconcentración de monóxido de carbono era superior a 4000
ppm y el gas de escape tenía un perfil de humo negro indeseable, lo que sugería que el motor no era capaz
de quemar por completo el combustible. Los resultados obtenidos a una potencia de salida de 11 kWe
estuvieron en línea con las recomendaciones efectuadas por el fabricante del motor y confirmaron que
éste era probablemente el valor máximo limitado por el humo para el motor funcionando con combustible
diesel.
A continuación se utilizó sebo previamente filtrado, calentado a 50 ◦ C, para alimentar el motor. En
primer lugar se hizo funcionar el motor con un nivel de enriquecimiento en oxígeno 20 % superior al normal
(41 % de oxígeno, 59 % de nitrógeno), con cada incremento de potencia, y luego con concentraciones
de oxígeno decrecientes, que se redujeron inicialmente en escalones de 2 % y después en escalones de 1 % a
las concentraciones menores, hasta alcanzar las condiciones de aspiración normal (21 % de oxígeno, 79 %
de nitrógeno). Una vez más, se registró el consumo de combustible, los niveles de emisiones de escape,
la temperatura de escape, la presión pico de cilindros y la opacidad del humo en cada etapa operativa e
incremento de potencia.
Si bien fue posible dar comienzo al funcionamiento del motor utilizando sebo en condiciones de combustión
aspirada de manera natural, los perfiles de emisiones fueron deficientes y era poco probable que
se pudiera obtener una operación continua y sostenida del motor.
Los resultados demostraron que se podía conseguir la combustión eficiente del sebo a niveles de enriquecimiento
en oxígeno de entre 3 y 6 % por encima de lo normal (es decir, entre 24 y 27 % de oxígeno).
Se determinó que las condiciones de enriquecimiento en oxígeno óptimas preferidas para producir una
combustión eficiente, con un coste económico de oxígeno, eran de 4 % a 5 % superiores a lo normal (es
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