Evaluación de la potencia de un motor de encendido por chispa convertido a gas natural para operar entre la ciudad de Lima y Canta

Abstract

La presente investigación tuvo lugar en las ciudades de Lima y Canta y fue realizada desde el 2019 a febrero del 2020. Se tuvo que acondicionar un motor de encendido por chispa que funcionaba en un grupo electrógeno y para eso se tuvo que convertir de combustible de gasolina a gas natural. El objetivo principal del presente proyecto de investigación consistió en evaluar la potencia de un motor de combustión interna MECH convertido a gas natural para operar entre la cuidad de Lima y Canta. Este proyecto de investigación se justificó por ser un tema de actualidad y se sustentó por su gran importante, porque en la medida que el gobierno central viene promoviendo el consumo del gas natural al interior de nuestro país, traerá como consecuencia la aparición de vehículos y grupos electrógenos que consuman GNC, por lo que es necesario avaluar la potencia cuando opera en zonas que se encuentran a alturas mayores a 1000 msnm, cuyo motor está instalado en un grupo electrógeno convertido a gas natural. A medida que aumenta la altura sobre el nivel del mar, la cantidad de aire atmosférico disminuye debido a la disminución de la presión atmosférica; además la composición volumétrica del oxígeno en el aire también disminuye por tener mayor peso molecular que el nitrógeno. Es decir, al incrementar la altitud se tendrá menos aire, y adicionalmente se tendrá menos oxígeno, lo que traerá como consecuencia una disminución de la potencia del motor y un aumento del consumo específico de combustible. La metodología a utilizar en la presente tesis ha sido del nivel de investigación descriptiva y cuantitativa, el diseño de investigación será experimental, y la unidad de análisis será el motor de combustión interna de encendido por chispa que se encuentra previamente acondicionada en un banco de pruebas. La técnica empleada para la recolección de datos fue experimental, tanto en la ciudad de Lima como en la ciudad de Canta que se encuentra a alturas superiores a 1000 msnm. El procesamiento de la información se realizó utilizando el Excel y el Matlab, luego se aplicaron las fórmulas correspondientes para determinar el valor de la potencia y otros parámetros, que sirvieron para obtener tablas y gráficas. Los resultados esperados será el de tener cuantificado la potencia que entrega un MECH convertido a gas natural operando entre las ciudades de Lima y Canta, y también tener la cantidad de emisiones de los gases de combustión y que estén dentro de los rangos establecidos por el MTC. A partir de los resultados obtenidos, si no cumple con las exigencias de los límites máximos permisibles, se buscará las formas de minimizar las consecuencias negativas sobre el medio ambiente, que produce la altitud en el comportamiento de un MECH convertido a gas natural

The present investigation took place in the cities of Lima and Canta and was carried out from 2019 to February 2020. A spark ignition engine that operated on a generator set had to be conditioned and for that it had to be converted from gasoline fuel to natural gas. The main objective of this research project was to evaluate the power of an MECH internal combustion engine converted to natural gas to operate between the city of Lima and Canta. This research project was justified because it is a topical issue and was sustained by its great importance, because as the central government has been promoting the consumption of natural gas within our country, it will result in the appearance of vehicles and groups CNG consuming generators, so it is necessary to assess the power when operating in areas that are higher than 1000 meters above sea level, whose engine is installed in a generator set converted to natural gas. As the height above sea level increases, the amount of atmospheric air decreases due to the decrease in atmospheric pressure; in addition, the volumetric composition of oxygen in the air also decreases because it has a higher molecular weight than nitrogen. In other words, by increasing altitude, you will have less air, and additionally you will have less oxygen, which will result in a decrease in engine power and an increase in specific fuel consumption. The methodology to be used in this thesis has been at the level of descriptive and quantitative research, the research design will be experimental, and the unit of analysis will be the spark-ignition internal combustion engine that is previously conditioned in a test bench. The technique used for data collection was experimental, both in the city of Lima and in the city of Canta, which is located at altitudes above 1000 meters above sea level. The information was processed using Excel and Matlab, then the corresponding formulas were applied to determine the power value and other parameters, which were used to obtain tables and graphs. The expected results will be to have quantified the power delivered by a MECH converted to natural gas operating between the cities of Lima and Canta, and also to have the amount of emissions of combustion gases and which are within the ranges established by the MTC. From the results obtained, if it does not meet the requirements of the maximum permissible limits, ways will be sought to minimize the negative consequences on the environment, which altitude produces in the behavior of a MECH converted to natural gas.