Utilización de biogás para operar motores a gasolina y diesel

• Difundir la producción de biogás a partir de desechos orgánicos, mediante el biodigestor de polietileno de bajo costo y la utilización de este biogás para la generación de energía eléctrica en las zonas rurales de América Tropical.
• Definir la metodología para la adaptación de motores de gasolina de cuatro tiempos o diesel al uso de biogás.

Metodología

Motor de gasolina:

La metodología para la adaptación del motor de gasolina consistió en la elaboración de una pieza que permitiera la introducción de una mezcla de biogás -aire al cilindro del motor (Figura 2), para lo cual se utilizaron materiales de PVC en su mayoría, ya que estos son de fácil obtención y de bajo costo.
Para la realización de la prueba del uso de biogás en el motor de gasolina de cuatro tiempos, se utilizó un motor marca Honda de 5 HP (3,7 kwh), modelo GX 140 MAX, de 144 cm³ (Figura 2).


1).Tubo de entrada de biogás
2).Válvula de admisión de aire
3).Tubo de entrada de aire
4).Válvula de admisión de biogás
5).Entrada al motor de la mezcla aire – biogás

Figura 2:

a)  Pieza para adaptar un motor de gasolina de cuatro tiempos al uso de biogás,
b)  Motor de gasolina de uatro tiempos con pieza conectada en la posición del purificador de aire

Motor Diesel:

La metodología para la adaptación del motor diesel de cuatro tiempos al uso de combustible mixto (diesel-biogás-aire) fue similar a la utilizada en el motor de gasolina de cuatro tiempos. En las pruebas se utilizó un motor de tractor marca Lamborghini de 35 hp, modelo Runner K4F-D, de 350 cm3 (Figura 3).


1).Entrada de biogás
2).Entrada de aire
3).Entrada al motor de la mezcla aire – biogás
4).Válvula reguladora de entrada de biogás

Figura 3:

a)  Pieza de adaptación para el uso de biogás en motor diesel
b) Tractor con motor diesel con pieza incorporada

Resultados

Motor de Gasolina:

Se puede observar el tipo y cantidad de materiales utilizados y la disposición de cada uno de ellos en la pieza elaborada para la introducción de la mezcla aire-biogás a través del purificador de aire de cada tipo de motor. De acuerdo con esta figura, se puede notar que el principio fundamental de la pieza lo representa la T de PVC, la cual sirve de mezclador de biogás-aire (Figuras 2 y 3).  

Con la utilización de biogás, se logró sustituir el 100 % del combustible gasolina, por lo cual, de acuerdo con el Cuadro 1, cada hora de uso del motor con biogás, permite ahorrar 2.213,59 ml de gasolina. El consumo de biogás fue de 0,55 m3/hora, lo que significa, que con este tipo de motor, 1 m3 de biogás equivale a 4,025 litros de gasolina.

Cuadro 1. Datos de consumo de combustible del motor de gasolina de cuatro tiempos

Motor Diesel

En el Cuadro 2 se puede notar que la mayor sustitución de combustible diesel por biogás, se obtuvo cuando el motor trabajó en la velocidad mínima (74,07 % y 70,37 %, Cuadro 2). En cambio, cuando el motor diesel se trabajó con 1.500 RPM se sustituyeron cantidades menores de combustible diesel (64,96 % y 64,23).

Cuadro 2. Datos de consumo y sustitución de combustible por biogás en el motor diesel.

En el funcionamiento de motores de gasolina de cuatro tiempos, el carburador funciona como conductor de la mezcla aire-biogás, pero a la vez permite la utilización exclusiva de cualquiera de los dos combustibles (gasolina o biogás), de acuerdo a la necesidad y disponibilidad.
En el caso de los motores diesel, el principio de adaptación al biogás, es similar al del motor de gasolina de cuatro tiempos, con la única diferencia de que en los motores diesel no es necesario encontrar una mezcla adecuada de biogás-aire, debido a que en estos motores se trabaja con una mezcla de diesel-biogás-aire. En la medida que aumenta el consumo de biogás, el consumo de la mezcla aire - diesel disminuye.