Vehículo de hidrógeno

  

VEHICULO DE HIDRÓGENO

Un vehículo de hidrógeno o vehículo impulsado por hidrógeno es un vehículo de combustible alternativo que utiliza hidrógeno diatómico como su fuente primaria de energía para propulsarse.
Estos vehículos utilizan generalmente el hidrógeno en uno de estos dos métodos: combustión o conversión de pila de combustible. En la combustión, el hidrógeno se quema en un motor de explosión, de la misma forma que la gasolina. En la conversión de pila de combustible, el hidrógeno se convierte en electricidad a través de pilas de combustible que mueven motores eléctricos  de esta manera, la pila de combustible funciona como una especie de batería.
El objetivo para la fabricación de este tipo de vehículo es eliminar la contaminación producida por los gases (CO2) que expulsan normalmente los motores de combustión y prevenir el efecto invernadero, ya que este es un vehículo de cero emisiones porque el único subproducto del hidrógeno consumido es el agua.
PROCESO
VEHÍCULO UTILIZANDO EL HIDRÓGENO POR CONVERSIÓN DE PILA

1) Sustituimos el depósito de gasolina por los depósitos de hidrógeno de alta presión, en nuestro caso utilizaremos el gas de hidrógeno comprimido. Como sabemos el gas de hidrógeno comprimido tiene una presión cien veces superior a la atmosférica, por lo tanto utilizaremos depósitos de fibra de carbono que pueden almacenar hidrógeno a una presión de hasta 680 atmósferas, sin que el peso del vehículo se altere.

 2) Instalamos la pila de combustible en la parte delantera del vehículo, esta pila toma el hidrógeno del depósito y lo mezcla con el oxigeno. Al mezclarse se produce una reacción que produce electricidad, parte de la electricidad  se almacena en una batería y otra parte va al motor eléctrico. A parte de producir electricidad se produce vapor que en nuestro motor vendría a ser los gases quemados.
3) El motor eléctrico toma la electricidad producida por la pila de combustible para su funcionamiento, este motor funciona como el motor de combustión en los automóviles ordinario haciendo mover las ruedas motrices del vehículo.
4) Se instala una batería, en donde se almacenara la electricidad extra que se utilizará para los demás dispositivos que necesiten de electricidad para su funcionamiento como las luces, audio, etc.

Partes de un motor de hidrógeno

Funcionamiento de la pila de combustible

Están formadas por un cátodo y un ánodo, separadas por una membrana central. Es en el momento en que el hidrógeno llega a la membrana cuando se produce una reacción química. Cuando se produce esta reacción química el hidrógeno se divide en electrones cargados negativamente y en iones de hidrógeno con carga positiva. Es entonces cuando los iones positivos se desplazan por la membrana y los electrones también lo hacen, lo que propicia una corriente eléctrica que hace que el motor se mueva. Los iones de hidrógeno al combinarse con el oxigeno acaban por formar el agua que sale por el tubo de escape.

ABASTECIMIENTO DE HIDRÓGENO

Este es el principal problema para el funcionamiento del vehículo de hidrógeno ya que no existen redes de abastecimiento. Una forma de producir hidrógeno es utilizarán el exceso de energía eólica para separar las moléculas de agua y producir hidrógeno. Esta son solamente posibilidades

COSTOS

·         HIDROGENO

Para alimentar la pila de hidrógeno hemos de tener hidrógeno.

El hidrógeno es el elemento químico más abundante del universo.

El hidrógeno representa más del 73% de la materia visible del universo. Pero hay un problema, y no es una tontería. El hidrógeno no se encuentra en la tierra de manera libre y natural. Vamos, que no está disperso por el cielo, o escondido en un pozo.

La mayor parte del hidrógeno que tenemos en la tierra está asociado al oxígeno formando agua, por ejemplo la de los océanos y mares que cubren la mayor parte de la tierra. Pero hay que separarlo del oxígeno para poder usarlo como alimento para la pila de combustible.

Hay otras maneras más sencillas de obtener hidrógeno, pero la mayor parte de ellas no son renovables, ya que tratan de aprovechar el hidrógeno contenido en otros combustibles fósiles, por lo que estaríamos alargando el mismo problema del petróleo como tal.

Así que el hidrógeno para nuestra pila de combustible ha de salir del agua si hemos de considerarlo como la solución a nuestra movilidad sostenible a largo plazo.

HIDROGENO $2.47 (1.57€)

1 kg de hidrógeno no corresponde con un litro de gasolina ya que un coche de hidrógeno puede recorrer más de 400 kilómetros (autonomía) con 4 kg de hidrógeno. Esto significa que llenaríamos el depósito con algo más de 6€

La autonomía de los vehículos con pila de combustible de hidrógenos es de alrededor de 500 kilómetros por 'tanqueada' lo cual se convierte en su principal argumento de ventas.

·         ESTRUCTURA DEL GENERADOR

PRECIO  KIT COMPLETO --- $ 500.00

Los Economizadores de combustibles para vehículos, motores en general y calderas sean estas domesticas o industriales. Este dispositivo tan revolucionario, tiene la capacidad de reducir el consumo de cualquier motor, o caldera hasta un 50% y más.

El sistema, es capaz de disminuir el suministro de combustible del vehículo, tanto gasolina como diésel, para empezar a administrar nuestro combustible.

El combustible se genera dentro de su vehículo, en la cantidad que es demandada por su motor en cada situación.

Por supuesto que no. Lo que hace nuestro sistema es producir hidrógeno puro y oxigeno (Gas HHO), solo partiendo de un depósito de agua, (agua destilada) y un GENERADOR de alta eficiencia basado en la electrolisis.

·         ESTRUCTURA DEL VEHÍCULO

Corresponde reducir el costo de esta tecnología con precios inferiores a los 80.000 € y muy seguramente amparados en subsidios estatales de promoción. Y es que en la actualidad, el promedio del costo de los vehículos que se mueven con hidrógeno supera los 100 mil euros, lo cual hace que su venta, por no hablar de las escasas redes de estaciones, hace inviable su comercialización.

·         PAGO DEL OBREROS

Participación  de  trabajadores  en utilidades de la empresa.-  El empleador o empresa reconocerá en beneficio de sus trabajadores el quince por ciento (15%) de las utilidades líquidas.”

·         COSTO  DEL AUTOMOVIL: De 50 mil dólares a 100 mil dólares.   

PERSONAL:

·         DIRECTOR INVESTIGADOR DEL PROYECTO: es la persona líder, con conocimiento, responsabilidad y experiencia del personal que se va a encargar del proyecto (1 persona).

·         JEFE DE PERSONAL DE APOYO: es la persona con capacidad, honradez, experiencia y confiabilidad en su función quien incorpora a su equipo de trabajo (1 persona).

·         PERSONAL DE APOYO: son las personas que se encargan de diseñar la puesta a punto del proyecto y son especialistas en diversos campos automotrices y electrónicos (4 personas).

LOCAL:

·         DIMENSIONES DE LAS PREMISAS DE TRABAJO: es el espacio para el desempeño de cada uno de los trabajadores:

-          Cada persona dispone de  

-          Herramientas

-          Maquinaria y equipos

-          Lugar de trabajo colectivo

·         NÚMERO DE PERSONAL: (6 personas).

·         LAS CONDICIONES TERMICAS DEL LUGAR DE TRABAJO:

1.      TEMPERATURA ATMOSFERICA: se debe mantener una temperatura adecuada de acuerdo a la intensidad del trabajo.

2.      HUMEDAD: se debe mantener una adecuada limpieza para prevenir la humedad del lugar de trabajo.

3.      PROPIEDADES DE LA VESTIMENTA: utilizar vestimenta cómoda y adaptable a las condiciones térmicas.

·         LA ILUMINACION: se debe mantener una optima iluminación para mantener una seguridad y salud del trabajador.

http://youtu.be/9M1H96Y-GCE

Resumen

Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. Se emplean motores de combustión interna de cuatro tipos:

El motor cíclico Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica.

El motor diesel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumirgasóleo

El motor rotatorio.

La turbina de combustión.

Casi todos los automóviles de hoy utilizan lo que es llamado un ciclo de combustión de cuatro tiempos para convertir gasolina a movimiento. El ciclo de cuatro tiempos también es conocido como ciclo de OTTO, en honor a Nikolaus Otto. Estos son:

1. Admisión: El pistón baja en el momento en que la válvula de admisión se abre, permitiendo el ingreso de la mezcla aire/gasolina.

2. Compresión: El pistón sube comprimiendo la mezcla aire/gasolina, las dos válvulas están cerradas.

3. Explosión: El pistón llega al máximo de su recorrido TDC , la bujía entrega la chispa, se produce la explosión y el pistón es impulsado hacia abajo.

4. Escape: El pistón sube nuevamente, pero esta vez la válvula de escape se encuentra abierta permitiendo la salida de los gases quemados.

Estos motores pueden ser, básicamente, atmosféricos o sobrealimentados por medio de un turbo. Todos ellos con inyección electrónica. Aunque también funcionaban mediante un sistema de carburación este tipo de ingreso de combustible ya ha quedado rezagado.

Antecedentes

Desde su presencia en la Tierra, el hombre se ha movido por la superficie del planeta, primero como un nómada y después, ya establecido, para comunicarse con otros asentamientos humanos.

Los caminos y las rutas comerciales empezaron a surcar el mundo las caravanas con productos a la espalda de porteadores y a lomo de animal dejaron su huella durante muchos años. Después, con la invención de la rueda y el carro, aquellos caminos se ensancharon grandes volúmenes de mercancías comenzaron a fluir a la velocidad permitida por la tracción animal y esta historia se prolongó también por muchos años... hasta la invención de l a máquina de vapor y su aplicación a la locomotora. Como ya sabemos, la máquina de vapor consistía básicamente en una caldera con agua a la que se le aplicaba el calor producido por un fogón en la parte exterior. El vapor generado por la ebullición del agua se conducía a unos grandes émbolos y sufuerza expansiva movía las ruedas de la locomotora que arrastraba así grandes convoyes. La máquina de vapor era pues, un motor de combustión externa que rápidamente evolucionó y logró ser aplicado en los primeros intentos por sustituir al caballo en la tracción de carros. Sin embargo, no fue sino hasta el desarrollo del motor de combustión interna, que se logró integrar el concepto moderno de automóvil; un vehículo que se mueve por sí mismo, impulsado por la fuerza generada al quemar su combustible dentro del motor.

Los motores hidráulicos son los más antiguos conocidos (Herón de Alejandría, S. I a. J.C.), utilizaban como fuerza motriz la energía de una masa de agua que cae desde cierta altura, llamada salto. Esta energía se transforma en trabajo útil disponible en el eje de la máquina, que antaño era la rueda hidráulica, actualmente la turbina. El motor nace por la necesidad de trabajos que, bien por duración, intensidad, manejabilidad o mantenimiento, no puede ser realizado por animales. El motor de combustión interna ha conservado hasta la fecha sus características fundamentales, si bien ha sufrido en los últimos años modificaciones y refinamientos que lo han convertido en una máquina altamente sofisticada que incorpora los más avanzados sistemas de control electrónico, la mayoría de los cuales tiene por objeto el máximo aprovechamiento del combustible y la reducción consecuente de las emisiones contaminantes.

Investigación

Diagrama de flujo funcional del Motor de combustión interna del motor tipo Otto

Propiedades termodinámicas de la gasolina: Puesto que la investigación se hará para los motores de combustión interna del motor tipo Otto, lainvestigación de propiedades es para su combustible, en este caso, la gasolina. La gasolina tiene cuatro propiedades principales:

Octanaje

Propiedad principal de la gasolina ya que está altamente relacionada al rendimiento del motor del vehículo. El octanaje se refiere a la medida de laresistencia de la gasolina a ser comprimida en el motor. Esta se mide como el golpeteo o detonación que produce la gasolina comparada con los patrones de referencia conocidos de iso -octano y N-heptano, cuyos números de octano son 100 y cero respectivamente.

Curva de destilación:

Esta propiedad se relaciona con la composición de la gasolina, su volatilidad y su presión de vapor. Indica la temperatura a la cual se evapora un porcentaje determinado de gasolina, tomando una muestra de referencia.

Volatilidad:

La volatilidad es una propiedad la cual se mida al igual que la presión de vapor. Esta registra de manera indirecta el contenido de los componentes volátiles que brinden la seguridad del producto durante su transporte y almacenamiento. Esta propiedad debe a su vez estar en relación con las características del ambiente de altura, temperatura y humedad, para el diseño del almacenamiento del producto.

Contenido de azufre:

Esta propiedad se encuentra altamente relacionada con la cantidad poseída de azufre (S) presente en el producto. Dentro de la cantidad, se encuentran determinados promedios y estadísticas en la cual en producto no puede sobrepasar o resaltar, ya que si esto sucede la gasolina puede tener efectos corrosivos sobre las partes metál icas del motor y sobre los tubos de escape. A su vez, al salir del caño de escape, esta produce un alto grado decontaminación en el ambiente, produciendo a su vez las conocidas lluvias ácidas.

Norma SAE

La norma, o más bien la clasificación SAE aplica para los lubricantes, clasifica a los aceites de acuerdo a la viscosidad del lubricante y los divide en: monogrados (a estos se les asigna un número el cual es indicativo de su viscosidad) y multigrados (se les asigna dos números y entre ellos se coloca la letra W de Winter que significa invierno en inglés).

Los aceites monogrados tienen la característica de que su viscosidad cambia de manera importante con la temperatura, cuando ésta baja, su viscosidad se incrementa y cuando aumenta su viscosidad disminuye. Entre los aceites monogrados se tienen:

• SAE40 Usado en motores de trabajo pesado y en tiempo de mucho calor (verano)

• SAE30 Sirve para motores de automóviles en climas cálidos

• SAE20 Empleado en climas templados o en lugares con temperaturas inferiores a 0°C, antiguamente se utilizaba para asentamiento en motores nuevos. Actualmente esto no se recomienda

• SAE10 Empleado en climas con temperaturas menores de 0°C.

Clasificación api para servicio de los aceites

El Instituto Americano del Petróleo clasifica a los aceites de acuerdo al tipo de motor en el cual será utilizado, los divide en aceites para motores a gasolina o para diesel y les asigna dos letras: la primera indica el tipo de motor; si es de gasolina, esta letra es una "S" del inglés spark (chispa) si la letra es una "C" (del inglés compression) el aceite es para un motor a diesel. La segunda letra que forma la pareja indica la calidad del aceite.

Debido a que se eligieron motores de gasolina, se utilizara la siguiente clasificación:

•SA Típico para motores en condiciones ideales en donde son adecuados los aceites minerales simples (obsoleto)

• SB Para motores cuyo funcionamiento se asemeja al anterior, para motores que necesitan un aceite que les brinde protección contra rayaduras, resistencia a la oxidación y a la corrosión (obsoleto)

•SC Para vehículos de 1964 a 1967, incluye aditivos detergentes y dispersantes a la vez ofrecen protección contra el desgaste, la herrumbre y la corrosión • SD Para motores a partir de 1968 ofrecen mayor protección contra el desgaste, la herrumbre y la corrosión

• SE Para motores modelo 1972 y posteriores, ofrecen mayor protección contra corrosión, los depósitos por alta temperatura (lodos) y la oxidación del aceite

• SF Para motores a partir de 1980, efectúa protección contra oxidación del aceite, formación de depósitos, herrumbe y corrosión

• SG Adecuado para motores modelo 1989, se recomienda usar en motores recién reparados

• SH Adecuado para motores modelo 1993 de inyección electrónica de combustible, turbocargados o supercargados

• SJ Adecuado para motores modelo 1996 turbocargados, supercargados o de inyección electrónica, especialmente preparado para reducir el desgaste durante el arranque y reducir el consumo de combustible

Viabilidad del motor de combustión interna en México

El motor de combustión interna ha sido muy viable en este país, debido a que la manufactura es muy económica, sin embargo las tendencias que han surgido en estos últimos años motiva realizar cambios importantes, el principal de ellos es el cuidado del medio ambiente, ya que los productos de la combustión, resultan muy dañino para el ecosistema, por otra parte, la carencia de combustibles que se ha suscitado, es otro motivo por el cual deben de postularse cambios alrededor del funcionamiento de este, sin embargo, esos cambios se han visto demasiado tardíos, por varias situaciones que no analizaremos en estos momentos, por lo que podemos decir que las mejoras tendrán que esperar al menos ahora que es viable, seguramente veremos cambios hasta que sea completamente inviable

Rápida descripción sobre los motores de combustión interna

Un motor de combustión interna tipo Otto es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte prin cipal de un motor.

Perspectivas y análisis

Podemos decir que los motores de combustión interna han sido un invento que revoluciono la forma de vida del humano, sin embargo los cambios que han surgido recientemente han creado nuevas necesidades, en las cuales sea más eficiente y menos contamínate, aunado a la carencia de combustible para este, a pesar de que las soluciones a estos problemas se han visto ralentizadas por diversas circunstancias si han surgido avances, cabe mencionar que el principio de cómo funciona este motor, se ha preservado en las diversas soluciones, tal y como el biodiesel o el de quema de hidrogeno y aunque en cuestión de eficiencia deja mucho que desear sin él sería difícil que hubiéramos tenido tantos avances. Podemos concluir diciendo que a pesar de las desventajas este motor persistirá y lo seguiremos viendo y utilizando en el futuro.