DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA
PROTOTIPO DE UNA CELDA DE HIDRÓLISIS ACOPLADA A UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA PARA DISMINUIR LAS EMISIONES CONTAMINANTES
Walter David Suárez Durán Cleymer Enrique Flórez Segura
Los gases de escape producidos por motocicletas son una de las principales fuentes de contaminación ambiental en el mundo, producir hidrógeno como combustible alternativo, nos permitirá disminuir los índices de emisiones contaminantes y contribuir a mantener la estabilidad climática del planeta.
Gases contaminantes en automotores
La necesidad de encontrar estrategias, medios y herramientas que permitan la disminución del impacto negativo al medio ambiente, es cada día más apremiante, una situación latente a la que podríamos llamar un enemigo silencioso nos persigue y rodea en donde quiera que estemos; éstas son, las emisiones contaminantes generadas por fuentes móviles. De acuerdo a la Asociación Nacional de Movilidad Sostenible (ANDEMOS), en el año 2017 fueron expulsadas al medio ambiente más de sesenta y dos millones de toneladas en emisiones producidas por automotores en todas sus clasificaciones en el país, afectando gravemente la calidad del aire y contribuyendo al deterioro de la capa de ozono. (ANDEMOS, 2017). Es importante resaltar la necesidad de generar una alternativa funcional, real y asequible para producir un combustible que permita el funcionamiento de un motor de combustión interna sin afectar el medio ambiente, disminuyendo drásticamente las emisiones contaminantes.
Celda de Hidrólisis
Para que un motor de motocicleta funcione, se necesitan tres elementos fundamentales: Oxígeno (aire), Calor (Arco voltaico generado por el sistema de encendido) y combustible (gasolina); es ahí en este último donde queremos intervenir sustituyéndolo por hidrógeno, debido a que al generarse el ciclo termodinámico de la combustión, los hidrocarburos reaccionan químicamente con los componentes del aire (Nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono) creando contaminantes que luego son expulsados al medio ambiente. La generación y uso de hidrógeno como combustible, nos permitirá contribuir de manera altamente significativa a la preservación del medio ambiente y a disminuir el avance del deterioro de la capa de ozono.
El proceso de electro hidrólisis consiste en separar las moléculas de hidrógeno del oxígeno contenidas en el agua, aplicando energía eléctrica mediante una fuente externa. Esta separación permite aprovechar el hidrógeno para utilizarlo como combustible en remplazo de la gasolina. Para lograrlo, necesitamos construir una celda de un material que sea conductor eléctrico, en nuestro caso, utilizamos acero inoxidable con sus respectivos separadores para evitar cortocircuitos.
Imagen 1: Láminas de acero inoxidable con sus separadores en neopreno.
Una vez tenemos las láminas y el neopreno cortado y perforado, procedemos al acople de las partes utilizando una base de acrílico y pernos ajustados con tuercas para sujetar la estructura.
Imagen 2: Estructura de la celda ensamblada.
Cada celda debe tener una distancia, la cual es dada por el mismo separador, con el fin de que haya espacios libres para flujo de gas. Para completar el proceso, la celda debe ser conectada a una fuente eléctrica, para ello, utilizaremos una batería de 12 voltios con un amplificador de voltaje a 36 voltios.
Imagen 3: Conexión del amplificador de voltaje.
Para que el sistema sea funcional, se sumerge la celda en un recipiente con agua que debe ser completamente hermético, permitiendo la salida del hidrógeno únicamente por la línea adaptada para tal fin. Si hay algún escape de gas por la tapa del recipiente, no se puede aprovechar el gas.
Imagen 4: Estructura completa celda húmeda
Imagen 5: Electro hidrólisis
El segundo recipiente con agua lo utilizamos como una barrera anti flama, en caso de generarse ignición en el sistema, esta protección nos evita explosiones. En el siguiente link podremos observar el funcionamiento del prototipo y la generación del hidrógeno.
Una vez construida la celda, se acopla a la motocicleta con una base diseñada sobre la estructura de la moto. El ingreso del hidrógeno desde la celda al motor, se hace mediante una manguera.
Imagen 6: Celda montada en la motocicleta.
Conclusión
Luego de la construcción del prototipo y las pruebas realizadas, podemos determinar que es funcional y el proceso de electro hidrólisis nos permite aprovechar el hidrogeno que podemos utilizar como combustible; de esta manera contribuimos a la conservación del medio ambiente y cumplimos la regulación ambiental vigente para motores de combustión interna en Colombia.
Referencias:
Página web:
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ANDEMOS. (25 de enero de 2017). www.andemos.org. Obtenido de http://www.andemos.org/index.php/2017/04/19/estudio-de-emisiones-del-parque- automotor-colombia/
Artículos de internet:
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National Geographic. (5 de septiembre de 2010). www.nationalgeographic.com.es. Obtenido de https://www.bing.com/search?q=national+geographic&cvid=6fac22af94ef4c15967a31c48 7432551&pglt=547&FORM=ANNTA1&PC=U531
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Vanguardia Liberal. (2 de noviembre de 2018). www.vanguardia.com. Obtenido de https://www.vanguardia.com/santander/barrancabermeja/en-barrancabermeja-hay-seis- motos-por-cada-carro-LBVL449507
Videos:
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Euronews. (9 de febrero de 2016). www.youtube.com. Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=stTt_JLSwYY
Filiaciones institucionales de los autores
Cleymer Flórez: Instructor líder de investigación. SENA. Centro Industrial Y Del Desarrollo Tecnológico. Barrancabermeja.
Walter Suárez: Contratista de apoyo a la investigación. SENA. Centro Industrial Y Del Desarrollo Tecnológico. Barrancabermeja.
Reconocimientos especiales
Agradecemos a los instructores Ricardo Alexis Rincón y Juan Francisco Nessman por su colaboración en el diseño de los planos y corte de los materiales para la construcción del prototipo.