Diseño y construcción del sistema de alimentación de combustible con regulación automática del caudal de biogás para un grupo electrógeno de 2,5 Kw

Abstract

Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador eléctrico accionado por un motor de combustión interna. Una de sus utilidades más comunes en nuestro país es la generación de energía eléctrica en lugares que no cuentan con acceso al sistema eléctrico interconectado nacional (SEIN); nos referimos, en general, a zonas apartadas de poca infraestructura y población. También se utilizan en lugares públicos de alta concurrencia como hospitales, fábricas, empresas, etc., que a falta de suministro eléctrico de la red utilizan fuentes de energía alterna para abastecerse. Los grupos electrógenos requieren de fuentes de energía fósil para su funcionamiento, siendo la gasolina el combustible más utilizado en el caso de los grupos pequeños que cuentan generalmente con motores de encendido por chispa. Sin embargo, los productos de la combustión de estos fósiles son los principales responsables de la contaminación ambiental, tema de suma preocupación actual, razón por la cual se están buscando fuentes de energía alterna cuyo efecto sobre el medio ambiente no sea tan perjudicial.

Este trabajo se presenta como una mejora de trabajos anteriormente realizados, principalmente en la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Ingeniería, y que estuvieron abocados a la adaptación de estos motores para su funcionamiento con biogás. Las metas de estos trabajos fueron producir componentes de fácil implementación a motores existentes en el mercado, de tal manera que estos permitan la utilización de los motores con este combustible alternativo. Dichos componentes fueron diseñados para el arranque en frío del motor; para la operación en ralentí y normal funcionamiento del motor con biogás; y para efectuar la transición de biogás a gasolina cuando sea necesario, esto último para mejorar la confiabilidad del sistema. Para tal fin se adquirió un grupo electrógeno de 2,5 kW al cual se le adaptó los nuevos componentes diseñados. Posteriormente, el motor fue sometido a pruebas experimentales a fines de obtener indicadores de su comportamiento con este nuevo sistema de alimentación de biogás.

La mejora que se propone en este trabajo es el desarrollo de un sistema de alimentación de biogás confiable, sencillo y, sobre todo, económico, con regulación automática de la alimentación de biogás en motores de combustión interna, para grupos electrógenos de baja potencia (menor de 5 kW). Con el objeto de ahorrar tiempo y recursos materiales y humanos se emplearán modelos matemáticos desarrollados para mezcladores y reguladores-dosificadores de flujo de biogás para un grupo electrógeno de 2,5 kW, los cuales se compararán finalmente con los resultados experimentales, obtenidos con la finalidad de validar el modelo y hacer las correcciones necesarias para su mejor precisión.