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Índice
Presentación
1. GENERALIDADES DE COMBUSTIBLES
2. COMBUSTIBLES CONVENCIONALES
3. COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS
3.1 Biodiésel
3.2 Bioetanol
3.3 Gas natural
3.4 Gas licuado de petróleo
3.5 Electricidad
3.6 Dimetiléter
3.7 Hidrógeno
4. COMBUSTIBLES EMERGENTES
4.1 Biobutanol
4.2 Series pentano
4.3 Biometano
4.4 Combustibles sintéticos para transporte
5. ENERGÍA Y POTENCIA
5.1 Energía mecánica
5.2 Energía eléctrica
5.3 Energía térmica
5.4 Diferentes tipos de potencia
6. TECNOLOGÍA AUTOMOTRIZ
6.1 Generalidades de los motores de combustión interna y combustibles
6.2 Principio de funcionamiento de un motor de combustión interna
6.3 Consumo de combustible y consumo específico de combustible
6.4 Cálculo de la eficiencia de los motores
RESUMEN Y CONCLUSIONES
1. BIOCOMBUSTIBLES E INSUMOS DE PRIMERA GENERACIÓN
1.1 Biodiésel
1.1.1 Aceite de palma
1.1.2 Aceite de soya
1.2 Bioetanol
1.2.1 Cultivos ricos en almidón
1.2.2 Melazas de caña
1.2.3 Alcoholes residuales de origen vinícola (sur de Perú)
1.3 Biogás
2. PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES DE PRIMERA GENERACIÓn
2.1 Biodiésel por transesterificación
2.2 Bioetanol. 2.2.1 Tecnologías basadas en el uso de cereales
2.2.2 Tecnologías basadas en el uso de jugos azucarados
2.2.3 Tecnologías basadas en destilación de residuales vínicos
2.3 Biogás y transformaciones bioquímicas
3. BIOCOMBUSTIBLES E INSUMOS DE SEGUNDA GENERACIÓN
3.1 Algas para la obtención de biodiésel y bioetanol
3.2 Biomasa lignocelulósica para obtener bioetanol
4. PRODUCCIÓN DE SEGUNDA GENERACIÓN DE COMBUSTIBLES
4.1 Biodiésel a partir de especies no alimentarias
4.2 Bioetanol a partir de productos lignocelulósicos
4.3 Dimetiléter a partir del metanol y del gas de síntesis
4.4 Obtención del hidrógeno
4.5 Biocombustibles Fischer-Tropsch
5. BIORREFINACIÓN
RESUMEN Y CONCLUSIONES
1. CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES PARA AUTOMÓVILES
2. MOTORES SEGÚN EL CICLO TERMODINÚMICO OTTO
2.1 Partes principales del motor Otto
2.2 Funcionamiento del motor de cuatro tiempos
2.3 Parámetros de funcionamiento del motor de encendido por chispa
2.4 Diagrama cerrado de los motores de encendido por chispa
2.5 Diagrama abierto de los motores de encendido por chispa
2.6 Detonación y octanaje en motores de encendido por chispa. 2.6.1 Detonación de los motores
2.6.2 Octanaje de los combustibles
3. MOTORES SEGÚN EL CICLO TERMODINÁMICO DIÉSEL
3.1 Parámetros del motor Diésel
3.1.1 Relación de compresión
3.2 Diagrama cerrado del ciclo termodinámico Diésel
3.3 Diagrama abierto presión versus ángulo de rotación del cigüeñal en los motores de petróleo
3.4 Sistema de inyección de petróleo
3.5 Turbocompresor e intercooler
4. CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
4.1 Curva potencia efectiva versus presión de admisión y temperatura de admisión
4.2 Curva potencia efectiva y torque versus velocidad angular del cigüeñal
4.3 Curva eficiencia total versus relación de compresión, presión de admisión y presión de escape
4.4 Comparación de las curvas características
RESUMEN Y CONCLUSIONES
1. COMBUSTIBLES CONVENCIONALES Y BALANCE ENERGÉTICO
2. COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS Y ELECTRICIDAD. 2.1 Rendimiento y uso del biodiésel
2.2 Rendimiento y uso del bioetanol
2.3 Rendimiento y uso del gas natural
2.4 Rendimiento y uso del gas licuado de petróleo
2.5 Rendimiento y uso de la electricidad
2.5.1 Accionamiento de vehículos con motores eléctricos
2.5.2 Vehículos eléctricos, vehículos eléctricos híbridos y vehículos eléctricos híbridos conectables
2.6 Rendimiento y uso del dimetiléter
2.7 Rendimiento y uso del hidrógeno
2.7.1 Celdas de combustible
3. UTILIZACIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES EN MOTORES DE VEHÍCULOS Y MÁQUINAS INDUSTRIALES
3.1 Utilización de biodiésel en motores
3.1.1 Utilización en vehículos Diésel
3.1.2 Cogeneración y usos térmicos
3.2 Utilización de bioetanol en motores
3.2.1 Utilización del bioetanol en vehículos flexibles
3.3 Utilización de biogás en motores
3.3.1 Utilización en vehículos
3.3.2 Cogeneración y usos térmicos de biogás
3.4 Comparación de uso de mezclas gasolina-bioetanol y diéselbiodiésel. 3.4.1 Mezclas con bioetanol
3.4.2 Mezclas con biodiésel
4. USO DE BIOCOMBUSTIBLES EN DIVERSOS TIPOS DE MOTORES
4.1 Biocombustibles en motores de aviones
4.2 Biocombustibles en motores de trenes y barcos
4.3 Biocombustibles en motores de transporte terrestre. 4.3.1 Transporte terrestre con combustión interna
4.3.2 Transporte sin combustión directa (trenes eléctricos)
4.4 Uso de biocombustibles en motores Diésel
4.4.1 Antecedentes
4.4.1.1 Antecedentes en general
4.4.1.2 Antecedentes usando el proceso Fischer-Tropsch
4.4.1.3 Antecedentes sobre querosenos parafínicos sintéticos bioderivados (Bío-SPK)
4.4.2 Biocombustibles para uso en aviación comercial
4.4.3 Biocombustibles sostenibles para la aviación
4.4.3.1 Microalgas: la nueva generación de biocombustibles
4.5 Combustibles para mezclas con biodiésel
4.6 Biodiésel para uso en buses y camiones
4.7 Casos de uso militar de biocombustibles en barcos y aviones
4.8 Uso de biogás purificado en motores de combustión
4.8.1 Limitaciones del uso del biogás en vehículos
RESUMEN Y CONCLUSIONES
1. SEGURIDAD ENERGÉTICA Y ASPECTOS AMBIENTALES DE LOS COMBUSTIBLES
1.1 Seguridad en combustibles convencionales
1.2 Seguridad en biocombustibles y en electricidad. 1.2.1 Seguridad y aspectos ambientales del biodiésel
1.2.2 Seguridad y aspectos ambientales del bioetanol
1.2.3 Seguridad y aspectos ambientales del gas natural
1.2.4 Seguridad y aspectos ambientales del gas licuado de petróleo
1.2.5 Seguridad y aspectos ambientales de la electricidad
1.2.6 Seguridad y aspectos ambientales del dimetiléter
1.2.7 Seguridad y aspectos ambientales del hidrógeno
2. SEGURIDAD ENERGÉTICA EN GENERAL: INFORMACIÓN ESTADÍSTICA
2.1 Producción de petróleo, gas natural y productos derivados
2.2 Reservas de petróleo y gas natural en el Perú
2.3 Exportación e importación de hidrocarburos y aditivos
2.4 Reservas, demanda y oferta de hidrocarburos en el Perú y el mundo
3. ASPECTOS AMBIENTALES
3.1 Consumo de energía
3.2 Emisión de gases y partículas
3.3 Balance de energía eléctrica
1. SELECCIÓN DE COMBUSTIBLES COMPRENDIDOS EN LA INVESTIGACIÓN
1.1 Mezclas de gasolina y alcohol carburante
1.2 Mezclas diésel-biodiésel
2. MEZCLAS DE COMBUSTIBLES Y BIOCOMBUSTIBLES A PARTIR DE LOS COMBUSTIBLES BASE. 2.1 Lineamientos de verificación de las mezclas de combustibles ensayados
2.2 Contenido de alcohol carburante y otros componentes
3. PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS COMBUSTIBLES. 3.1 Poder calorífico y densidad energético-volumétrica
3.1.1 Poder calorífico de los combustibles
3.2 Propiedades térmicas de los combustibles en general
4. NORMALIZACIÓN COMERCIAL Y TÉCNICA
4.1 Normalización para alcohol carburante NTP 321.126 - 2011
4.2 Normalización para biodiésel NTP 321.125 - 2008
4.3 Normalización para gasolina NTP 321.102 - 2002
4.4 Normalización para diésel NTP 321.003 - 2005
4.5 Normalización para gas licuado de petróleo NTP 321.116 - 2004
4.6 Normalización para diésel marino NTP 321.139 - 2003
4.7 Normalización para motores de combustión interna. Definiciones NTP 383.066 - 1989 (2012)
4.7.1 Requisitos
4.7.2 Métodos de ensayo
5. SEGURIDAD EN TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLES
5.1 Seguridad y riesgos del diésel B5 S-50
5.1.1 Características físico-químicas
5.1.2 Riesgos
5.1.2.1 Salud
5.1.2.2 Inflamabilidad
5.1.2.3 Reactividad
5.1.3 Procedimiento en caso de derrame
5.1.4 Manipuleo y almacenamiento
5.1.5 Transporte
5.1.6 Legislación
5.1.7 Información adicional
5.2 Seguridad y riesgos del gasohol 95 plus*
5.2.1 Características físico-químicas
5.2.2 Riesgos
5.2.2.1 Salud
5.2.2.2 Inflamabilidad
5.2.2.3 Reactividad
5.2.3 Procedimiento en caso de derrame
5.2.4 Manipuleo y almacenamiento
5.2.5 Transporte
5.2.6 Legislación
RESUMEN Y CONCLUSIONES
1. PRUEBAS DE POTENCIA Y TORQUE EN MOTORES DE ENCENDIDO POR CHISPA
2. PRUEBAS DE POTENCIA Y TORQUE EN MOTORES DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN
3. DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS DE ENSAYO
3.1 Freno dinamométrico de corrientes parásitas
3.2 Medidor del consumo de combustible
3.3 Tablero de control
3.4 Software de medición de parámetros
3.5 Medición del consumo de aire
3.6 Motor Ford a gasolina
3.7 Motor Volkswagen Diésel
4. CURVAS DE COMPORTAMIENTO CON LAS DIFERENTES MEZCLAS ENSAYADAS
4.1 Curvas de mezclas G95 E7.8
4.2 Curvas de mezclas G95 E10
4.3 Curvas de mezclas G95 E12
4.4 Curvas de mezclas DB2
4.5 Curvas de mezclas DB5 S-50
4.6 Curvas de mezclas DB10 S-50
4.7 Curvas de mezclas DB12 S-50
4.8 Ángulo de adelanto de chispa
5. COMPONENTES TÓXICOS DE LOS GASES DE ESCAPE
6. CONCLUSIONES DE LOS ENSAYOS
7. CUADROS COMPARATIVOS Y CONCLUSIONES GENERALES REFERIDAS A LAS MEZCLAS RECOMENDADAS. RAZONES PARA SU USO EN EL MERCADO NACIONAL. 7.1 Mezclas de combustibles disponibles actualmente en el mercado y componentes base
7.2 Mezclas de combustibles de origen fósil y biocombustibles, probadas en el banco de motores. 7.2.1 Lineamientos de verificación de las mezclas de combustibles ensayados
7.2.2 Contenido de alcohol carburante y otros componentes en las mezclas probadas
7.3 Caracterización técnica y comercial
7.4 Información para la seguridad en transporte y almacenamiento de combustibles
7.5 Relación combustible, seguridad energética y servicio de motor
7.6 Producción de gases de efecto invernadero
7.7 Conclusiones generales
Referencias bibliográficas
Anexos
ANEXO 1. CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES ENSAYADOS. Curvas de mezclas de gasohol G95 E7.8
Curvas de mezclas de gasohol G95 E10
Curvas de mezclas de gasohol G95 E12
Curvas de mezclas de DB2
Curvas de mezclas de DB5 S-50
Curvas de mezclas de DB10
Curvas de mezclas de DB12
ANEXO 2. SIMBOLOGÍA. Abreviaturas y unidades
Simbología griega
ANEXO 3. PROPUESTA DE ENSAYO DE LABORATORIO DE MOTORES A GASOLINA Y DIÉSEL. 1. OBJETIVO DEL ENSAYO
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
Torque y potencia
Eficiencia del motor
3. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO. Consideraciones previas a todo ensayo con el banco de pruebas
Presentación del banco de pruebas
Trazado de las curvas de potencia y torque versus rpm del motor según las especificaciones técnicas
Motor a gasolina
Motor Diésel
4. AJUSTE PREVIO DE LA BALANZA
5. MEDICIÓN DE TORQUE CON EL DINAMÓMETRO CT-400
6. REGISTRO DE DATOS
Medición de parámetros del motor a gasolina o Diésel, para calcular la eficiencia total a media carga
Cálculo de la eficiencia
MANUAL DE COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS Y TECNOLOGÍA AUTOMOTRIZ
Juan Carlos Goñi Delión • Mario Rojas Delgado
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4.3 Normalización para gasolina NTP 321.102 - 2002
4.4 Normalización para diésel NTP 321.003 - 2005
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