Los motores de combustión interna son y seguirán siendo por los próximos años la principal forma de propulsión de los distintos tipos de vehículos, es por esto que se vienen desarrollando gran cantidad de actividades a nivel mundial con el desafío de mejorar la eficiencia, reducir las emisiones contaminantes y la adecuación de combustibles alternativos que no sean derivados del petróleo. Es en este escenario que se requiere de un adecuado entendimiento del fenómeno de combustión y con ello el modelado matemático de los procesos termodinámicos que suceden en los motores. A pesar que se han realizado estudios de los motores de combustión interna desde finales del siglo XIX, el ciclo de motor, en especial el proceso de combustión es considerado de alta complejidad, ya que conlleva la coexistencia de distintos fenómenos químicos y físicos. Estos estudios abarcan la cinética química de una gran cantidad de reacciones y distintos compuestos orgánicos, flujos multi-fásicos y turbulentos, así como las características de la velocidad y forma del frente de llama, los procesos de transferencia de calor, las características físico-químicas de los combustibles y la construcción y forma de la cámara de combustión, entre otras variables de estudio. Para poder contribuir con este tipo de estudios, a partir de la década de 1960, se comenzó a desarrollar en mayor medida modelos computacionales de simulación a partir de modelos termodinámicos que se vienen estudiando desde finales del siglo XIX. El desarrollo de estos modelos computacionales ha ayudado en el desarrollo de nuevas tecnologías en los motores, así como el estudio de la influencia en el desempeño y emisiones contaminantes con el uso de distintos tipos de combustibles, incluyendo combustibles alternativos como el etanol, o el biodiesel. El desarrollo de modelos computacionales ayudan en el desarrollo preliminar de nuevos combustibles y motores, ya que reducen de manera significativa el tiempo y dinero invertidos en ensayos experimentales, por lo que se convierten en una herramienta indispensable para el trabajo de empresas, universidades e instituciones que desarrollen este tipo de tecnología a nivel mundial. En el caso del Perú, al no ser un país con industria automotriz activa, el desarrollo de estos modelos computacionales para el desarrollo de tecnología en motores de combustión es muy escaso por lo que se puede decir que el presente trabajo pretende contribuir al cambio de ese escenario en el país. El uso de biocombustibles ha aumentado considerablemente a nivel mundial en el sector transporte, con el objetivo de reducir la dependencia de los derivados del petróleo y reducir las emisiones de CO2, principal responsable del efecto invernadero. En este contexto, el gobierno del Perú aprobó el reglamento de promoción del mercado de biocombustibles el año 2005 con el Decreto Supremo Nº 013-2005-EM, en el cual se indica que a partir del primero de enero del año 2010, se añada un porcentaje de 7,8% en volumen de etanol anhidro como mínimo a las gasolinas comercializadas a nivel nacional. / Tesis

El presente trabajo de tesis realiza un análisis del rendimiento y las emisiones de un motor de encendido por chispa Nissan GA15 trabajando con diferentes mezclas etanol-gasolina, dicho motor es carburado y está instalado en el Laboratorio de energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Asimismo, el motor fue instrumentado adecuadamente, para así, poder registrar los datos necesarios para el respectivo análisis. Los combustibles (mezclas etanolgasolina) fueron ensayados a 3 velocidades y 4 porcentajes de torque. Con los resultados obtenidos después de realizados los ensayos se puede decir que, mientras más se aumente el contenido de etanol en la mezcla, el flujo másico de combustible aumentará, ya que, el etanol tiene un menor poder calorífico que la gasolina, por lo que necesitará quemar más combustible para desarrollar una misma potencia. Por otro lado el rendimiento efectivo del motor aumenta conforme se incrementa la velocidad de giro, esto sin importar cuál sea el combustible utilizado. Con respecto a las emisiones, se observa una gran disminución en las cantidades de CO (50% en algunos casos), ya que al existir mayor cantidad de oxígeno en la composición del etanol, resultará una combustión menos incompleta dentro del cilindro, con lo que disminuye el HC y CO, y, aumentará el CO2 y el O2. / Tesis

Los motores de combustión interna son y seguirán siendo por los próximos años la principal forma de propulsión de los distintos tipos de vehículos, es por esto que se vienen desarrollando gran cantidad de actividades a nivel mundial con el desafío de mejorar la eficiencia, reducir las emisiones contaminantes y la adecuación de combustibles alternativos que no sean derivados del petróleo. Es en este escenario que se requiere de un adecuado entendimiento del fenómeno de combustión y con ello el modelado matemático de los procesos termodinámicos que suceden en los motores. A pesar que se han realizado estudios de los motores de combustión interna desde finales del siglo XIX, el ciclo de motor, en especial el proceso de combustión es considerado de alta complejidad, ya que conlleva la coexistencia de distintos fenómenos químicos y físicos. Estos estudios abarcan la cinética química de una gran cantidad de reacciones y distintos compuestos orgánicos, flujos multi-fásicos y turbulentos, así como las características de la velocidad y forma del frente de llama, los procesos de transferencia de calor, las características físico-químicas de los combustibles y la construcción y forma de la cámara de combustión, entre otras variables de estudio. Para poder contribuir con este tipo de estudios, a partir de la década de 1960, se comenzó a desarrollar en mayor medida modelos computacionales de simulación a partir de modelos termodinámicos que se vienen estudiando desde finales del siglo XIX. El desarrollo de estos modelos computacionales ha ayudado en el desarrollo de nuevas tecnologías en los motores, así como el estudio de la influencia en el desempeño y emisiones contaminantes con el uso de distintos tipos de combustibles, incluyendo combustibles alternativos como el etanol, o el biodiesel. El desarrollo de modelos computacionales ayudan en el desarrollo preliminar de nuevos combustibles y motores, ya que reducen de manera significativa el tiempo y dinero invertidos en ensayos experimentales, por lo que se convierten en una herramienta indispensable para el trabajo de empresas, universidades e instituciones que desarrollen este tipo de tecnología a nivel mundial. En el caso del Perú, al no ser un país con industria automotriz activa, el desarrollo de estos modelos computacionales para el desarrollo de tecnología en motores de combustión es muy escaso por lo que se puede decir que el presente trabajo pretende contribuir al cambio de ese escenario en el país. El uso de biocombustibles ha aumentado considerablemente a nivel mundial en el sector transporte, con el objetivo de reducir la dependencia de los derivados del petróleo y reducir las emisiones de CO2, principal responsable del efecto invernadero. En este contexto, el gobierno del Perú aprobó el reglamento de promoción del mercado de biocombustibles el año 2005 con el Decreto Supremo Nº 013-2005-EM, en el cual se indica que a partir del primero de enero del año 2010, se añada un porcentaje de 7,8% en volumen de etanol anhidro como mínimo a las gasolinas comercializadas a nivel nacional.

El presente trabajo de tesis realiza un análisis del rendimiento y las emisiones de un motor de encendido por chispa Nissan GA15 trabajando con diferentes mezclas etanol-gasolina, dicho motor es carburado y está instalado en el Laboratorio de energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Asimismo, el motor fue instrumentado adecuadamente, para así, poder registrar los datos necesarios para el respectivo análisis. Los combustibles (mezclas etanolgasolina) fueron ensayados a 3 velocidades y 4 porcentajes de torque. Con los resultados obtenidos después de realizados los ensayos se puede decir que, mientras más se aumente el contenido de etanol en la mezcla, el flujo másico de combustible aumentará, ya que, el etanol tiene un menor poder calorífico que la gasolina, por lo que necesitará quemar más combustible para desarrollar una misma potencia. Por otro lado el rendimiento efectivo del motor aumenta conforme se incrementa la velocidad de giro, esto sin importar cuál sea el combustible utilizado. Con respecto a las emisiones, se observa una gran disminución en las cantidades de CO (50% en algunos casos), ya que al existir mayor cantidad de oxígeno en la composición del etanol, resultará una combustión menos incompleta dentro del cilindro, con lo que disminuye el HC y CO, y, aumentará el CO2 y el O2.