Simulación del performance de motores de combustióninterna con mezcla gasolina-etanol en el contexto boliviano

Simulation of the performance of internal combustion engines with gasoline-ethanol blends inthe Bolivian

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.70598/vbvr3010ei12t

Palabras clave:

Etanol , Combustion interna, Gasohol, Potencia efectiva, Modelacion Matematica

Resumen

El estudio, analizó los efectos del uso de las mezclas de gasolina y etanol en motores de combustión interna (MCI), enfocándose en la potencia efectiva, el consumo específico de combustible, a partir de la relación estequiométrica( λ) y el poder calorífico, para lo cual se desarrolló una ecuación que permite determinar la relación estequiométrica para diferentes proporciones de mezcla. Se utilizaron tres motores: Toyota 1AZ-FSE (inyección directa, 2000cc), Nissan HR15 (inyección convencional, 1500cc), Toyota 5E-FE este último para la
modelación matemática. Para pruebas de funcionamiento los combustibles evaluados fueron gasolina pura y una mezcla de gasolina con 12% de etanol (E12). Los resultados de la modelación matemática muestran que, a mayor contenido de etanol, disminuye la relación estequiométrica, lo que implica menor necesidad de aire para la combustión y mayor consumo de combustible para mantener el rendimiento volumétrico. En cuanto a la potencia efectiva, el motor 5E-FE alcanzó 68 kW con gasolina y 65 kW con E12 a 5500rpm respectivamente. El consumo específico aumentó de 190 g/kW·h con gasolina pura a 200 g/kW·h con E12. Además, el poder
calorífico del gasohol (42243 kJ/kg) fue inferior al de la gasolina (43950 kJ/kg), lo que reduce la eficiencia energética. Estos resultados, sugieren que el aumento de etanol afecta negativamente la potencia y eficiencia del motor, destacando la necesidad de optimizar la proporción de etanol en la mezcla y la gestión electrónica para mejorar el rendimiento de los MCI en Bolivia.

Referencias

Agarwal, A. K. (2007). Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines. Progress in Energy and Combustion Science, 33, 233–271. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2006.08.003

Ahlawat, A. (2024). Emission and pollutants analysis using ethanol-gasoline blends for single cylinder four stroke petrol engines. En Proceedings - 2024 3rd International Conference on Computational Modelling, Simulation and Optimization, ICCMSO 2024 (pp. 377–379). Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. https://doi.org/10.1109/ICCMSO61761.2024.00080

Al-Hasan, M. (2003). Effect of ethanol unleaded gasoline blends on engine performance and exhaust emission. Energy Conversion and Management, 44, 1547–1561. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(02)00166-8

Allmägi, R., et al. (2023). Ethanol utilization in spark-ignition engines and emission characteristics. En Green Energy and Technology (pp. 255–277). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-36542-3_10

Alsiyabi, A., Stroh, S., & Saha, R. (2021). Investigating the effect of E30 fuel on long term vehicle performance, adaptability, and economic feasibility. Fuel, 306, 121629. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121629

Bawase, M., & Saraf, M. R. (2017). Systematic evaluation of 20% ethanol gasoline blend (E20) as a potential alternate fuel. SAE Technical Papers. https://doi.org/10.4271/2017-26-0072

Gaceta Oficial del Estado Plurinacional de Bolivia. (2024). Decreto Supremo 3672 (50ª ed.). La Paz: Latinas.

García, C., Manzini, F., & Islas, J. (2010). Air emissions scenarios from ethanol as a gasoline oxygenate in Mexico City Metropolitan Area. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 3032–3040. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.07.011

García Mariaca, E. D., Cendales Ladino, A. F., & Eslava Sarmiento (2016). Motores de combustión interna (MCI) operando con mezclas de etanol gasolina: revisión. Ciencia e Ingeniería Neogranadina, 26(1), 75–96. https://doi.org/10.18359/rcin.1626

Lloyd, P. J. (2005). Carbon dioxide emissions from vehicles fuelled with ethanol mixtures. Journal of Energy in Southern Africa, 16(3), 137–138. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-28744442027

Manzetti, S., & Andersen, O. (2015). A review of emission products from bioethanol and its blends with gasoline. Fuel, 140, 293–301. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.09.101

Mourad, M., & Mahmoud, K. (2019). Investigation into SI engine performance characteristics and emissions fuelled with ethanol/butanol-gasoline blends. Renewable Energy, 143, 762–771. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.05.064

Pourkhesalian, A., Shamekhi, A., & Salimi, F. (2010). Alternative fuel and gasoline in an SI engine: A comparative study of performance and emissions characteristics. Fuel, 89, 1056–1063. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.11.025

Rosdi, S. M., Ghazali, M. F., & Mamat, R. (2025). Evaluation of engine performance and emissions using blends of gasoline, ethanol, and fusel oil. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 11, 101065. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.101065

Sadeghinezhad, E., Kazi, S. N., Sadeghinejad, F., Badarudin, A., Mehrali, M., Sadri, R., & Reza, M. (2014). A comprehensive literature review of biofuel performance in internal combustion engine and relevant costs involvement. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, 29–44. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.09.022

Santana, C., Barros, J., & de Almeida Junior, H. (2022). Comparative analysis of the internal combustion engine block vibration with gasoline and ethanol fuel. SAE Technical Paper 2021-36-0010. https://doi.org/10.4271/2021-36-0010

Stein, R. A., Anderson, J. E., & Wallington, T. J. (2013). An overview of the effects of ethanol-gasoline blends on SI engine performance, fuel efficiency, and emissions. SAE International Journal of Engines, 6(1), 470–487. https://doi.org/10.4271/2013-01-1635

Tibaquirá, J. E., et al. (2018). The effect of using ethanol-gasoline blends on the mechanical, energy and environmental performance of in-use vehicles. Energies, 11(1), 221. https://doi.org/10.3390/en11010221

United Nations Framework Convention on Climate Change. (2023, noviembre 9). Manual del observador para la COP 28. https://unfccc.int/sites/default/files/resource/Observer%20Handbook%20for%20COP%2028-Spanish.pdf

Varde, K. S., & Manoharan, N. K. (2009). Characterization of exhaust emissions in a SI engine using E85 and cooled EGR. SAE Technical Papers. https://doi.org/10.4271/2009-01-1952

Walls, W. D., Rusco, F., & Kendix, M. (2011). Biofuels policy and the US market for motor fuels: Empirical analysis of ethanol splashing. Energy Policy, 39(7), 3999–4006. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2010.12.045

Yao, Y.-C., Tsai, J.-H., & Chou, H.-H. (2011). Air pollutant emission abatement using application of various ethanol-gasoline blends in high-mileage vehicles. Aerosol and Air Quality Research, 11(5), 547–559. https://doi.org/10.4209/aaqr.2011.04.0044

Yüksel, F., & Yüksel, B. (2004). The use of ethanol–gasoline blend as a fuel in an SI engine. Renewable Energy, 29, 1181–1191. https://doi.org/10.1016/j.renene.2003.11.012

Potencia_Efectiva

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Publicado

2025-06-30

Cómo citar

Quispe Condori, B., Murillo Coca, G., Terán Ballesteros, R. U. ., Guerreros Colque, J. ., & Chungara Santillán, H. . (2025). Simulación del performance de motores de combustióninterna con mezcla gasolina-etanol en el contexto boliviano: Simulation of the performance of internal combustion engines with gasoline-ethanol blends inthe Bolivian. Revista Ciencia, Tecnología & Sociedad, 3(1), 15-26. https://doi.org/10.70598/vbvr3010ei12t