Estudio paramétrico y comparativo del desempeño y la combustión de un motor de combustión interna alimentado a hidrógeno y a gasolina

PEDREIRA PATRICIO; GULICH IVAN; ORBAIZ PEDRO; NIGRO NORBERTO

Resistencia

Congreso; 6to Congreso Argentino de Ingenieria; 2022

UTN Fac. Regional Resistencia y UNNE

La transición a esquemas de producción de energía y transporte limpios requerirá laimplementación de diversas tecnologías de nula y/o reducida huella de carbono. La producción dehidrógeno por electrólisis a partir de fuentes renovables se presenta como una posible solución alos problemas de intermitencia y despachabilidad de estas fuentes, a su vez que habilita laproducción de un combustible apto la generación de energía y transporte. En los sectores detransporte de difícil electrificación, por limitaciones de autonomía y costos, la utilización dehidrógeno como combustible puede constituirse en una solución atractiva debido a la posibilidad deoperar con nulas o casi nulas emisiones de gases nocivos para el ambiente y la salud. En estecontexto, es necesario notar que los modelos de transferencia de calor de amplia utilización para lapredicción de los flujos de calor en motores operados con gasolina, fallan al ser aplicados paraoperación con hidrógeno. Esto significa una dificultad en la estimación de emisiones, eficiencias ypresiones de operación. Por lo tanto, es necesario profundizar en las diferencias en la combustiónde ambos combustibles, identificando aquellas características relevantes para la transferencia decalor. En este trabajo se presenta un estudio comparativo del desempeño de hidrógeno y gasolina,comprendiendo la literatura existente sobre el tema y complementada por medicionesexperimentales realizadas por los autores en un motor instrumentado en la cámara de combustión.El estudio muestra que las mezclas de hidrógeno-aire tienen características diferentes a las degasolina-aire como la estabilidad del frente de llama, la distancia de extinción de llama y lainteracción del frente con las estructuras turbulentas. Estas diferencias resultan en tiempos decombustión más cortos y presiones de operación más altas, que son verificadas por los resultadosexperimentales.