Investigadores de la University of Central Florida – UCF trabajan para desarrollar combustibles renovables y de combustión más limpia

febrero 14, 2020

Hay más de 10,000 candidatos potenciales para biocombustibles, y el grupo de investigación de Vasu (Profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF) se encargó de probar cinco de los más prometedores

EEUU

Los biocombustibles ofrecen beneficios potenciales como combustibles renovables con emisiones más limpias, pero con miles de tipos de biocombustibles para elegir, dificulta que el sector energético se concentre en unos pocos para un mayor desarrollo.



Es por eso que los investigadores de la Universidad de Florida Central están trabajando para reducir el campo de los biocombustibles potenciales como parte de una iniciativa del Departamento de Energía, conocida como Co-Optimización de Combustibles y Motores.

En algunas de sus últimas investigaciones, que se publicaron en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores determinaron que el etanol es el mejor biocombustible cuando se trata de producir la menor cantidad de hollín, un subproducto mortal de la combustión.

La exposición al hollín está directamente relacionada con enfermedades respiratorias, cáncer y problemas cardíacos.

“Hay más de 10,000 candidatos potenciales para biocombustibles”, dice Subith Vasu, Profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF, y como parte de este estudio, su grupo de investigación tuvo la tarea de probar los cinco que el Departamento de Energía considera como mas prometedores.

«Hay muchos esfuerzos dentro del Departamento de Energía y otras agencias para producir biocombustibles más económicos y de mejor rendimiento», dice Vasu.

El hallazgo refuerza el uso de etanol como biocombustible. El equipo de otros biocombustibles que probó Vasu incluyó acetato de metilo, que se encuentra en manzanas, uvas, plátanos y algunas otras frutas, y metil-furano, que se encuentra naturalmente en mirto y lavanda holandesa.

El etanol, que se encuentra en la mayoría del gas vendido en los EE. UU., Ya tiene una ventaja sobre otros biocombustibles debido a la infraestructura existente para su fabricación, su uso en motores actuales y su bajo costo. En los Estados Unidos, a menudo se produce a partir del maíz.

Samuel Barak, graduado del programa de doctorado del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y ahora ingeniero de propulsión de cohetes en el programa espacial de Boeing, fue el autor principal del estudio y el principal experimentalista.

«Estos biocombustibles son ventajosos porque provienen de materias primas existentes, como los cultivos, y son neutros en carbono», dice Barak. “Cuando se utilizan, el carbono se reintroduce en la atmósfera. Los combustibles fósiles, por otro lado, eliminan el carbono subterráneo almacenado y lo colocan en nuestra atmósfera cuando se quema «.

Barak dijo que a pesar de los avances, como los vehículos que funcionan con baterías, todavía hay mil millones de automóviles circulando por el planeta, y mezclar biocombustibles con gas es una forma de obtener emisiones más limpias de esta flota.

«La belleza de esta iniciativa es determinar qué biocombustible y listo para usar se puede agregar a nuestras corrientes de combustible tan pronto como sea posible y así aumentar el rendimiento, reducir las emisiones de carbono y tener el menor impacto en los sistemas existentes», dice Barak.

En los primeros experimentos de su tipo, los investigadores determinaron la cantidad de hollín producida por los biocombustibles al exponerlos a temperaturas de alrededor de 3.000 grados Fahrenheit en un tubo de descarga, una instalación cilíndrica larga que permite experimentos de combustión controlada. Utilizaron un láser para medir el hollín producido durante las pruebas.

También identificaron las vías químicas involucradas en las reacciones de combustión, información que se puede utilizar para seguir investigando para reducir la producción de hollín. Los datos de su investigación ya se están implementando en modelos informáticos nacionales (US) de reacciones de combustión.

El estudio comenzó en 2017 y continuará hasta 2021 a medida que los investigadores continúen generando datos para mejorar los modelos de combustión. La investigación está financiada por la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU.

Los coautores del estudio del grupo de Vasu también incluyeron candidatos doctorales actuales en ingeniería mecánica Ramees Rahman, Erik Ninnemann, Farhan Arafin y Andrew Laich; Sneha Neupane, recién graduada del programa de doctorado del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y ahora asociada de investigación en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge; y Anthony C. Terracciano, graduado del programa de doctorado del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y facultad de investigación en el laboratorio de Vasu.

Vasu recibió su doctorado en ingeniería mecánica de la Universidad de Stanford y se unió al Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF, parte de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la UCF, en 2012. Es miembro del grupo de Energía Renovable y Transformación Química de la UCF y del Centro de Avanzado de la UCF Turbomachinery e Investigación Energética.

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