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Hidrógeno mejora rendimiento de motores de combustión interna

La unión entre este elemento químico y el oxígeno genera agua, lo que reduce pérdidas térmicas (calor) en los motores de combustión interna que utilizan los carros y motos, al tiempo que se optimiza el combustible.

Por disminuir la generación de gases efecto invernadero, el hidrógeno se convierte en una alternativa ambiental con la ventaja adicional de ser menos costoso que los combustibles fósiles como la gasolina y el ACPM. 

Su uso aumenta la eficiencia en el rendimiento de los combustibles para motores de este tipo, porque este elemento tiene una cantidad mayor de octano (130) que la gasolina (87). 

El número de octano es la capacidad antidetonante del carburante que tiene un combustible cuando se utiliza en un motor de combustión interna. 

Es así como Santiago Trejos Velandia, estudiante de Ingeniería Eléctrica; Angélica María Suárez Lagos y Daniela Mendieta Osorio, de Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales, diseñaron un generador de hidrógeno de celda seca para motores de combustión interna. 

Dicha celda está compuesta por placas neutras, positivas y negativas, construidas en acero inoxidable y separadas entre sí con unos cauchos (orris). Además, cuenta con láminas aislantes de acrílico perforadas y atravesadas por unos tornillos que se encargan de sujetarla y sellarla. 

El sistema funciona bajo el principio de electrólisis de agua, que consiste en la descomposición de este líquido en los gases oxígeno e hidrógeno, por medio de una corriente eléctrica continua suministrada por una fuente de alimentación, que puede ser una batería o una pila, la cual se conecta mediante electrodos al agua.

“El consumo de combustibles fósiles es una de las problemáticas actuales, ya que estas fuentes de energía están alterando en alto grado las condiciones climáticas del mundo, debido a las emisiones de gases efecto invernadero que se derivan de la combustión de gasolina en el motor”, explica el estudiante investigador Trejos Velandia. 

Cómo opera 

La fuente del sistema es la batería del carro o de una moto, que pasa a una celda seca de hidrógeno, donde se hace la separación de las moléculas de hidrógeno y de oxígeno. Después, el hidrógeno se pasa por un burbujeador, inyectándose por último al dispositivo o al motor de combustión interna que se va a utilizar.

“El burbujeador se encarga de aislar el gas en distintas etapas, permitiendo que en caso de una ignición (inicio de la combustión) no se dañe la celda”, dijo la estudiante Angélica María Suárez Lagos. 

Las celdas de hidrógeno pueden funcionar en distintos tipo de motor; de estos, los de cuatro tiempos fueron los escogidos para este estudio, ya que se han convertido en los más utilizados en el mercado global. 

Al motor le llega una mezcla de gas compuesta por hidrógeno y oxígeno en estado gaseoso, el cual entrará a ser parte significativa de la energía para su funcionamiento. 

El generador de hidrógeno debe estar en un lugar de fácil acceso y bien fijado hacia el chasis del vehículo; además, no debe estar en lugares demasiado calientes, ya que puede afectar la producción de este gas. 

“La ventaja de utilizar este tipo de celda es su facilidad de construcción y que los materiales se encuentran disponibles en el mercado, por tal motivo se convierte en una solución económica para la producción de hidrogeno”, concluyó Daniela Mendieta Osorio. 

El hidrógeno, por su gran cantidad de energía específica de combustión, se puede convertir  en el combustible del futuro, porque también es uno de los elementos que más se encuentran en el planeta.

Este trabajo contó con la participación del grupo de investigación en Recursos Energéticos (GIRE) del profesor Nicolás Toro. Además, el sistema se presentó en la exposición que lidera el profesor José Fernando Correa Meza, de la asignatura Gestión de Proyectos, de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la U.N. Sede Manizales.

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