¿Qué es un combustible alternativo para automóviles?

El motor de combustión interna de gasolina ha revolucionado el desarrollo de vehículos autopropulsados. Con el tiempo, los autos han pasado del lujo a la necesidad.

El consumo moderno de recursos naturales ha aumentado tanto que las existencias no tienen tiempo para reponerse. Esto obliga a la humanidad a desarrollar combustibles alternativos. En esta revisión, consideraremos desarrollos prefabricados que se utilizan en muchos vehículos.

Combustibles alternativos

Además de la disminución de las reservas de petróleo, el desarrollo de combustibles alternativos tiene varias otras razones.

Uno de ellos es la contaminación ambiental. Durante la combustión, la gasolina y el combustible diesel emiten sustancias nocivas que destruyen la capa de ozono y pueden causar enfermedades respiratorias. Por esta razón, los científicos todavía están trabajando para crear una fuente de energía limpia que tenga un impacto mínimo en el medio ambiente, tanto en la etapa de extracción como durante la operación del motor.

La segunda razón es la independencia energética del estado. Todos saben que las reservas de petróleo son solo algunos estados subterráneos. Todos los demás tienen que soportar la política de precios que establecen los monopolistas. El uso de combustibles alternativos ayudará a salir de la opresión económica de tales poderes.

Según la Ley de Política Energética de los Estados Unidos, los combustibles alternativos son:

• Gas natural;
• Biocombustible;
• Etanol;
• Biodiésel;
• Hidrógeno;
• Electricidad;
• Instalación híbrida

Por supuesto, cada tipo de combustible tiene sus factores positivos y negativos. Según esta información, será más fácil para el automovilista navegar, en el que puede comprometerse adquiriendo un vehículo único.

Gas natural

La gasificación ubicua ha llevado a los ingenieros a pensar si se puede usar como combustible alternativo. Resultó que este recurso natural se quema por completo y no emite las mismas sustancias nocivas que la gasolina o el diesel.

En el territorio del espacio postsoviético, un motor convertido a gas se ha convertido en un fenómeno familiar. Algunos incluso compran un automóvil económico, hacen la pregunta: ¿hay algún punto en traducirlo a gasolina?

Recientemente, algunos fabricantes de la fábrica equipan los automóviles con equipos de gas. Un ejemplo de esto es el Skoda Kamiq G-Tec. El fabricante completa el modelo ICE a base de metano. Las ventajas y desventajas del propano y el metano se describen en otro articulo. Y tambien en una reseña habla sobre varias modificaciones de equipos de gas.

Biocombustible

Esta categoría de combustible alternativo aparece como resultado del procesamiento de cultivos. A diferencia de la gasolina, el gas y el combustible diesel, el biocombustible no emite dióxido de carbono, que anteriormente estaba en las entrañas de la tierra, durante la combustión. En este caso, se utiliza el carbono que absorbieron las plantas.

Debido a esto, los gases de efecto invernadero no exceden la cantidad que se libera durante la vida de todos los organismos vivos. Las ventajas de dicho combustible incluyen la posibilidad de repostar en estaciones de servicio ordinarias.

El combustible en cuestión es una categoría más que un combustible separado. Por ejemplo, en el procesamiento de desechos animales y vegetales, se forman metano y etanol. A pesar del bajo costo y la facilidad de preparación (no se necesitan plataformas petroleras con equipos de procesamiento sofisticados), este combustible tiene sus inconvenientes.

Uno de los inconvenientes importantes es que para producir una cantidad suficiente de combustible, se requieren grandes plantaciones donde se puedan cultivar plantas especiales que contengan un alto porcentaje de sustancias adecuadas. Tales cultivos agotan el suelo, lo que lo hace incapaz de dar un cultivo de calidad a otras plantas cultivadas.

etanol

Al desarrollar motores de combustión interna, los diseñadores probaron diferentes sustancias, sobre la base de las cuales la unidad podría funcionar. Y el alcohol no es el último en la lista de tales sustancias.

La ventaja del etanol es que puede obtenerse sin agotar las reservas naturales de la tierra. Por ejemplo, se puede obtener de plantas con un alto contenido de azúcar y almidón. Dichos cultivos incluyen:

• Caña de azúcar;
• Trigo;
• Maíz
• Patata (usada con menos frecuencia que las anteriores).

El etanol puede tomar legítimamente uno de los primeros lugares en el ranking de combustibles alternativos baratos. Por ejemplo, Brasil tiene experiencia en la fabricación de este tipo de alcohol. Gracias a esto, un país puede tener independencia energética de los estados en cuyo territorio se extrae gas natural o petróleo.

Para operar con alcohol, el motor debe estar hecho de metales resistentes a esta sustancia. Y este es uno de los inconvenientes significativos. Algunos fabricantes de automóviles crean motores que pueden funcionar tanto con gasolina como con etanol.

Dichas modificaciones se llaman FlexFuel. Una característica de tales unidades de potencia es que el contenido de etanol en la gasolina puede variar del 5 al 95 por ciento. La designación de dichos vehículos utiliza la letra E y el porcentaje máximo permitido de alcohol en el combustible.

Este combustible está ganando popularidad debido al endurecimiento de los ésteres de gasolina. Una de las desventajas de la sustancia es la formación de agua condensada. Además, durante la combustión, emiten menos energía térmica, lo que reduce significativamente la potencia del motor si funciona con gasolina.

Biodiésel

Hoy este tipo de combustible alternativo es uno de los prometedores. El biodiesel está hecho de plantas. A veces este combustible se llama metil éter. La principal materia prima utilizada para la fabricación de combustible es la colza. Sin embargo, esta no es la única cultura que es un recurso para crear biodiesel. Se puede hacer de aceites de las siguientes culturas:

• Soja;
• Girasol;
• Palmeras

Los ésteres de aceites, como los alcoholes, tienen un efecto devastador en los materiales de los que están hechos los motores comunes. Por esta razón, no todos los fabricantes desean adaptar sus productos a este combustible (poco interés en tales automóviles, lo que reduce la razón de crear un lote grande y producir versiones limitadas de combustible alternativo no es rentable).

Recientemente, algunos fabricantes le permiten mezclar productos derivados del petróleo con biocombustibles. Se cree que un contenido de éster graso del 5 por ciento no dañará el motor.

El desarrollo de residuos agrícolas tiene un inconveniente significativo. En aras de los beneficios económicos, muchos agricultores pueden volver a capacitar sus tierras para cultivar exclusivamente aquellos cultivos de los que se hacen biocombustibles. Esto puede contribuir a un aumento significativo en los precios de los alimentos.

hidrógeno

También intentan usar hidrógeno como combustible barato. Si bien tales desarrollos son demasiado caros para el usuario promedio, parece que tales desarrollos tienen un futuro.

Tal elemento es de interés porque es el más accesible del planeta. El único desperdicio después de la combustión es el agua, que, después de una simple limpieza, incluso se puede beber. En teoría, la combustión de dicho combustible no forma gases de efecto invernadero y sustancias que destruyen la capa de ozono.

Sin embargo, esto sigue siendo una teoría. La práctica muestra que el uso de hidrógeno es mucho más dañino que la gasolina en un automóvil sin catalizador. El problema es que una mezcla de aire no puro e hidrógeno se quema en los cilindros. En la cámara de trabajo del cilindro hay una mezcla de aire con nitrógeno. Y este elemento durante la oxidación forma una de las sustancias más dañinas: NOx (óxido nítrico).

BMW X-5 en un motor de hidrógeno

Otro problema en el uso de hidrógeno es su almacenamiento. Para usar gas en un automóvil, el tanque debe fabricarse en forma de cámara criogénica (-253 grados para que el gas no se encienda espontáneamente) o un cilindro diseñado para una presión de 350 atm.

Otra advertencia es la producción de hidrógeno. A pesar del hecho de que hay mucho de este gas en la naturaleza, pero en su mayor parte se encuentra en algún tipo de compuesto. En el proceso de producción de hidrógeno, se libera una cantidad suficientemente grande de dióxido de carbono a la atmósfera (cuando se combinan agua y metano, esta es la forma más fácil de producir hidrógeno).

Dados los factores anteriores, los motores de hidrógeno siguen siendo las modificaciones más costosas que funcionan con combustible alternativo.

Electricidad

Los más populares son los autos eléctricos. No contaminan el medio ambiente, ya que el motor eléctrico no tiene escape en absoluto. Estos autos son silenciosos, muy cómodos y lo suficientemente potentes (por ejemplo, Nio EP9 acelera a cientos en 2,7 segundos, y la velocidad máxima es de 313 km / h).

Gracias a las características del motor eléctrico, el automóvil eléctrico no necesita una caja de cambios, lo que reduce el tiempo de aceleración y facilita el proceso de conducción. Parece que tales vehículos solo tienen ventajas. Pero, de hecho, tales autos no están exentos de aspectos negativos, por lo que están por debajo de los autos clásicos.

Uno de los inconvenientes importantes es la capacidad de la batería. Una carga en el rendimiento de la más alta calidad dura un máximo de 300 km. Para "repostar", incluso utilizando una carga rápida, debe pasar varias horas.

Cuanto mayor sea la capacidad de la batería, más pesado será el automóvil. En comparación con un modelo convencional, un análogo eléctrico puede pesar 400 kilogramos más.

Para aumentar la distancia de conducción sin recargar, los fabricantes están desarrollando sofisticados sistemas de recuperación que recolectan pequeñas cantidades de energía (por ejemplo, al descender de una colina o al frenar). Sin embargo, estos sistemas son extremadamente caros y su rendimiento no es tan notable.

La única opción que te permite recargar la batería mientras conduces es instalar un generador alimentado por el mismo motor de gasolina. Sí, esto le permite ahorrar significativamente en combustible, pero para que el sistema funcione, aún debe recurrir al combustible clásico. Un ejemplo de un automóvil de este tipo es el Chevrolet Volt. Se considera un vehículo eléctrico en toda regla, pero con un generador de gasolina.

Instalaciones Híbridas

Como compromiso que minimiza el consumo de combustible clásico, los fabricantes equipan la unidad de potencia con unidades híbridas. Puede ser un sistema híbrido suave o completo.

La unidad de potencia principal en tales modelos es un motor de gasolina. Además, se utilizan un motor de baja potencia (o varios) y una batería separada. El sistema puede ayudar al motor principal en el arranque a minimizar la carga y, como resultado, la cantidad de sustancias nocivas en el escape.

Otras modificaciones de los automóviles híbridos pueden recorrer cierta distancia exclusivamente con tracción eléctrica. Esto puede ser útil si el conductor no ha calculado la distancia a la estación de servicio.

Las desventajas de los híbridos incluyen la imposibilidad de recuperación de energía mientras el automóvil está en el tráfico. Para ahorrar electricidad, puede apagar el sistema (se inicia muy rápidamente), pero esto afecta negativamente las juntas de expansión del motor.

A pesar de las deficiencias, las versiones híbridas de automóviles famosos están ganando gran popularidad. Por ejemplo, Toyota Corolla. La versión de gasolina en el ciclo combinado consume 6,6 litros por cada 100 km. El análogo híbrido es dos veces más económico: 3,3 litros. Pero al mismo tiempo, es casi 2,5 mil dólares más caro. Si se compra un automóvil de este tipo para ahorrar combustible, se debe usar de manera muy activa. Y luego, tal compra dará sus frutos solo después de unos años.

Como puede ver, la búsqueda de combustibles alternativos da sus resultados. Pero debido al alto costo de desarrollo o extracción de recursos, este tipo de transportadores de energía siguen siendo varios puestos más bajos que los combustibles convencionales.

Preguntas y respuestas

¿Qué combustibles se clasifican como combustibles alternativos? Se consideran combustibles alternativos: gas natural, electricidad, biocombustibles, propano, hidrógeno, etanol, metanol. Todo depende del motor que se utilice en el coche.

¿En qué año apareció la gasolina? La producción de gasolina comenzó en la década de 1910. Inicialmente, era un subproducto de la destilación del aceite, cuando se creó el queroseno para las lámparas de queroseno.

¿Se puede sintetizar el aceite? El aceite sintético se puede obtener agregando catalizadores a base de hidrógeno al carbón y a una presión de aproximadamente 50 atmósferas. Los métodos de extracción de carbón relativamente baratos generan tecnología que ahorra energía.