17 de abril de 2017

CARACTERIZACIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES

Por ANDRÉS FUENTES
Académico del Departamento de Industrias - Energy Conversion & Combustion Group (EC2G)
Universidad Técnica Federico Santa María

Iniciativa está orientada a estudiar los productos de combustión provenientes de estos combustibles alternativos para así conocer su nivel de emisión de partículas contaminantes, las que afectan directamente al  medio ambiente.

Comprender e investigar la propensión del hollín, tanto en sus procesos de formación como de oxidación, en la utilización de biocombustibles líquidos para así conocer sus supuestas manifestaciones contaminantes, son los principales objetivos de un Proyecto Fondecyt que actualmente está desarrollando el equipo del Energy Conversion & Combustion Group (EC2G) perteneciente al Departamento de Industrias de la Universidad Técnica Federico Santa María.

La investigación, titulada “Hacia una combustión más limpia: Caracterización de las deposiciones del hollín en biocombustibles”, trabaja en base a los peligrosos efectos que conlleva actualmente la combustión generada por la emisión de partículas ultrafinas a nivel mundial, en donde las partículas de hollín figuran como el segundo mayor contribuyente al cambio climático, justo después del dióxido de carbono (CO2).

Para dar respuesta a esta problemática, se han planteado diversas soluciones que integran la instauración de fuentes de energía alternativas y renovables (solar, eólica, geotérmica, entre otras) para mitigar estos efectos. Una de estas fuentes, es la generación de biocombustibles, los que prometen ser una solución eficaz para resolver parte de estos problemas. Sin embargo, esta alternativa expone una amplia gama de sistemas (equipos) de combustión y de emisiones de gases producto de esta reacción.

Hasta ahora, el estado del arte y la literatura especializada ofrece muy pocos trabajos referidos a la medición de emisiones contaminantes en biocombustibles. Algunas de estas investigaciones miden las emisiones una vez que las partículas ya salen de la chimenea, carburador o el sistema que sea, demostrando el impacto del hollín en el medio ambiente.

El proyecto desarrollado por el Dr. Fuentes y su equipo, en cambio, pretende saber qué es lo que pasa con estas partículas al interior de la llama (combustión), proporcionando de esta manera información adicional a la búsqueda de nuevas estrategias más eficaces y amigables a la hora de disminuir las emisiones del hollín o carbón negro, como también se le conoce.

En este contexto, todavía existen muchas brechas respecto del conocimiento o comprensión acerca de la propensión del hollín, tanto en sus procesos de formación como de oxidación, de los biocombustibles líquidos, y sobre cómo controlar eficazmente los procesos que permiten formar estas partículas.

En años anteriores, el equipo del EC2G, ya se había adjudicado dos Proyectos Fondecyt en donde se logró comprender en primera instancia la formación del hollín en quemadores alimentados con hidrocarburos gaseosos convencionales. En base a esta investigación, a la adquisición de equipo e instrumentos especializados y a la experiencia adquirida, se construyó una sólida base para el proyecto en que actualmente se trabaja, cuyo objetivo principal es investigar la formación del hollín en una llama laminar de difusión, alimentada con hidrocarburos estructuralmente más complejos de biocombustibles particularmente en fase líquida, situación que comúnmente existe en la práctica.

Asimismo, se eligió trabajar con el quemador Gülder (quemador de difusión laminar) debido a las similitudes de los procesos que ocurren en la fase gaseosa entre las llamas turbulentas y las laminares. En la práctica, se medirán diferentes condiciones de operación, las cuales permitirán validar los modelos numéricos que actualmente desarrolla el EC2G, para luego diagnosticar situaciones reales de biocombustibles quemándose en sistemas comerciales, industriales y/o domésticos.

Por otro lado, estos experimentos realizados en biocombustibles son muy importantes también, para diseñar sistemas de combustión que puedan ser utilizados de manera más limpia, eficiente y, por cierto, sustentable.

Cabe destacar que, para sustituir el estado líquido de los biocombustibles y transformarlo en fase gaseosa, se utilizará un Módulo de Vaporización, para posteriormente introducir el combustible gasificado a un rack experimental y así analizar las partículas contaminantes con métodos ópticos no intrusivos desde la llama y comprobar si efectivamente existe una disminución en las emisiones contaminantes provenientes de estos combustibles alternativos.

También participan de esta investigación, el staff de investigadores del EC2G, conformado por académicos, investigadores (asistentes y asociados), estudiantes de pre y postgrado, y colaboradores internacionales de Francia, Brasil, Canadá, EEUU y Chile.

Si quieres conocer más acerca del trabajo del Energy Conversion & Combustion Group puedes entrar al siguiente enlace.

  • D39A7342
  • D39A7349
  • D39A7491
  • D39A7526
  • D39A7488
  • D39A7514
  • D39A7495
  • D39A7532
  • D39A7476

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