Investigación teórica y experimental para el diseño y escalado de un grupo electrógeno de 8 kW a 50 kW usando un motor diésel hibrido a modo encendido provocado para operación bicombustible biogás y gas natural, en la Universidad Tecnológica del Perú.

Se busca escalar un motor de encendido provocado (MEP) con alta relación de compresión (CR) diseñado para biogás, el cual obtuvo la máxima potencia de salida en condiciones de combustión estable, eficiencia térmica y bajas emisiones contaminantes. Actualmente no existen motores para biogás que estén diseñados de acuerdo a las propiedades fisicoquímicas del combustible, para el gas natural los motores usan bajas RC para evitar la detonación, pero esto termina en menores niveles de eficiencia térmica. El método de investigación consiste en convertir un motor diésel hibrido a MEP bicombustible biogás y gas natural; modificando los pistones con alta relación de compresión y para aumentar la turbulencia durante la combustión. Para el gas natural se tendrá un sistema paralelo de gases de escape. Se usará un sistema de acondicionado de la temperatura del aire de admisión. Las estrategias seleccionadas buscan aumentar las condiciones para mejorar resistencia a la detonación de la mezcla de aire y combustible. Se plantea una hipótesis explicativa, que espera que el cambio de autoencendido a encendido provocado del motor, la modificación de la geometría de los pistones, y añadido sistemas de gases recirculados (EGR) y de acondicionado de la temperatura del aire de admisión, mejorare el desempeño de un motor híbrido de 3.99 L para operación con gas natural y biogás, de esta manera se producirá la energía necesaria para el generador eléctrico a 50 KW, y así desarrollar una metodología de diseño del motor. El objetivo general es Desarrollar una metodología para diseñar y construir un grupo electrógeno de 50kW, bicombustible con biogás y gas natural más EGR, basado en el escalado de un motor diésel hibrido. Los objetivos específicos son: Optimizar el desempeño de un motor diésel hibrido en MEP de 50 kW, bicombustible con biogás y gas natural más EGR, ajustando la RC y la turbulencia que generan los pistones diseñados por CFD, basado en el escalado de un MEP de 8kWe y, Desarrollar una metodología para diseñar y escalar un motor diésel en MEP de 50 kW, a partir de un prototipo de 8kW, y basado en una metodología de estimación de exergia de combustibles gaseosos. El resultado esperado del proyecto es obtener un prototipo de motor bi-combustible para biogás y gas natural mas EGR, el cual tenga similar o mejor desempeño que el motor diésel original, además de una metodología de diseño para el escalado. El principal impacto de la investigación es Incentivar el uso del biogás, para mejorar la economía del campo y la calidad del aire, el biogás se visualiza como el combustible del futuro; es un combustible renovable con emisiones neutras, no contamina como la gasolina y el diésel, reduciendo el efecto invernadero.