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RESUMEN EJECUTIVO

Proyecto de investigación Protocolo E20

EFECTO DE LA MEZCLA DE COMBUSTIBLE E20

(ETANOL 20% – GASOLINA 80%) EN EL PARQUE AUTOMOTOR

COLOMBIANO.

26 de Octubre de 2012

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1. INTRODUCCIÓN

La tendencia mundial hacia el uso de combustibles alternativos y renovables en los

sistemas de transporte se convierte en una salida real a la problemática del cambio

climático asociado con las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Así mismo, Las

reservas de petróleo son limitadas y están concentradas en pocas regiones del mundo.

El escenario energético mundial ha estimulado el interés por la investigación en

combustibles renovables y de bajo impacto ambiental.

En Colombia, la ley 693 del 2001 dispuso el uso de la mezcla gasolina-etanol al 10 %

(E10) en volumen a partir del mes de septiembre del año 2005, con el propósito de

reducir las emisiones vehiculares contaminantes al ambiente, mitigar la dependencia

actual de los combustibles fósiles y promover el uso energético de los recursos

renovables disponibles en el país.

Desde el año 2005, la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP) en asocio con el

Ministerio de Minas y Energía (MME) y la empresa ECOPETROL S.A. unieron esfuerzos

para implementar el proyecto de investigación en biocombustibles PROTOCOLO E20 y

determinar el impacto producido por el uso de mezcla de gasolina 80% - etanol 20%

(E20) en los vehículos carburados e inyectados que circulan actualmente en el país.

El objetivo central del proyecto fue estudiar el impacto de la mezcla E20 en los vehículos

de prueba escogidos, analizando variables asociadas al rendimiento mecánico, las

emisiones vehiculares y el efecto sobre las autopartes del vehículo.

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Vehículos inyectadosVehículos carburados

Pruebas realizadas

Metodología: Vehículos gemelos

Rendimiento Potencia, par torsor y

aceleración. Relación aire-

combustible, avance de encendido, temperatura de gases de escape, de aceite

y de refrigerante, presiones de aceite, de

combustible y de múltiple de admisión.

Consumo específico de combustible (g/kWh) y

rendimiento de combustible (km/galón).

Pruebas de arranque en frío.

Emisiones

CO, HC, CO2 , O2, NOx y aldehídos.

Mediciones en g/km y % v/v

Aplicación de ciclos de Manejo. (NEDC).

Materiales

Caracterización inicial y final de autopartes.

Corrosión por autoclave dinámica.

Análisis de filtros y aceites.

Análisis metalográfico y espectroscopía de emisión óptica de las autopartes.

Pruebas sobre mangueras.

PROTOCOLO E20

Objetivo: Estudiar el impacto del uso de la mezcla E20 en el parque automotor colombiano

Figura 1. Diagrama de la metodología empleada

2. MÉTODO EXPERIMENTAL

Para ello se planteó una metodología de pruebas denominada vehículos gemelos, la cual

comparó el comportamiento entre dos vehículos, uno de ellos usando mezcla E10 y el

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otro usando mezcla E20. Esta metodología se aplicó a dos vehículos de naturaleza

carburada y a dos vehículos con inyección electrónica de combustible.

El uso de las mezclas E10 y E20 en los respectivos vehículos fue permanente, así

mismo, todas las pruebas de desempeño mecánico y emisiones, desplazamientos en

rutas nacionales y regionales, acumulación de kilómetros, entre otros modos de

operación del vehículo, se realizaron en igual proporción y tiempo en ambos vehículos,

garantizando de esta manera un objetivo comparativo entre el vehículo que operó de

forma dedicada con mezcla E20 respecto al que operó de forma dedicada con mezcla

E10.

Las evaluaciones de desempeño mecánico se hicieron mediantes las siguientes pruebas:

arranque bajo condiciones de motor en frío, potencia, par torsor, relación aire-

combustible y consumo específico de combustible. Las pruebas de arranque bajo

condiciones de motor frío se realizaron en diferentes lugares de la geografía nacional,

esto con el propósito de evaluar el efecto sobre el arranque del motor con mezcla E10 y

E20 teniendo en cuenta diferentes alturas sobre el nivel del mar, así como diferentes

valores de la presión atmosférica. Las condiciones de prueba geográficas y ambientales

bajo las cuales se desarrollaron los ensayos se presentan a continuación:

Condiciones de las pruebas de arranque en frío

Ciudad Altura

[msnm] Temperatura

[°C] Presión atmosférica

[kPa] Humedad relativa

[%]

Cartagena 0 28,4 100,6 71,9

Puerto Gaitán

220 27,7 94,8 68,4

Cali 950 24,9 90,4 67,2

Medellín 1.500 20,9 84,3 66,1

Bogotá 2.450 19,5 75,5 59,4

Nevado del Ruíz

3.730 2 64,0 80,9

Tabla 1. Condiciones de prueba de arranque en frio

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El objetivo planteado en las pruebas de arranque del motor fue determinar el grado de

afectación del arranque al operar con combustible E20 en diferentes condiciones de

altura, presión atmosférica, temperatura y humedad. Las propiedades físico-químicas de

la mezcla E20 respecto a las mezcla E10 varían en función del contenido de etanol por

ende el arranque podría verse afectado, así mismo este combustible se evaluó en

diferentes condiciones del territorio nacional.

Las evaluaciones de emisiones se realizaron mediante pruebas estáticas y pruebas

dinámicas de emisiones reguladas y no reguladas, en donde se midieron los siguientes

gases contaminantes: el dióxido de carbono (CO2), el monóxido de carbono (CO),

hidrocarburos no quemados (HC), óxidos de nitrógeno (NOx) y oxígeno libre (O2). Así

mismo en el Instituto Colombiano del Petróleo de ECOPETROL se adelantaron pruebas

dinámicas de emisiones en donde adicionalmente se realizaron mediciones de aldehídos

y formaldehidos con ambas porcentajes de mezcla. El ciclo de manejo escogido para la

realización de las pruebas dinámicas de emisiones fue el New European Driving Cycle

(NEDC), el cual tiene una duración de 1180 segundos y una distancia aproximada de 11

kilómetros. Por otra parte las pruebas enfocadas a evaluar los materiales metálicos de

las autopartes del vehículo se hicieron mediante análisis metalográfico, dureza,

composición química y corrosión gravimétrica. El análisis de las propiedades mecánicas

de las materiales poliméricos de las mangueras se adelantó a través de ensayos de

dureza, presión de rotura y tensión. Adicionalmente se realizaron análisis periódicos de

aceites lubricantes y de la calidad de los combustibles de pruebas.

Con el objetivo de obtener un desgaste representativo y apreciable sobre los motores

para los análisis de desgaste de las autopartes, se optó por realizar una acumulación de

100 mil kilómetros sobre cada vehículo, esta acumulación se realizó 40% en laboratorio

y 60% en ruta. La acumulación en ruta incluyó recorridos por todo el territorio nacional,

mientas que la acumulación en laboratorio se realizó bajo dos metodologías: el ciclo SAE

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J1082 suburbano desarrollado en dinamómetro de rodillos y la acumulación en

dinamómetro de cubos a una velocidad constante de 80 km/h.

Las pruebas de desempeño mecánico y emisiones se realizaron en diferentes puntos

del proceso de acumulación de los 100 mil km, lo cual permitió obtener un

comportamiento de estas variables en función del tiempo y del kilometraje recorrido; el

objetivo principal de estas pruebas de seguimiento fue poder evidenciar alguna

variación significativa del desempeño o de las emisiones producto de la combustión

asociando este cambio al desgaste de algunas de las autopartes del vehículo. Los datos

recopilados a partir de las pruebas de desempeño mecánico y emisiones fueron objeto

de un procedimiento de tratamiento estadístico, para estos efectos se utilizó una

distribución t – student, con un nivel de confianza del 95%. Por cada una de las

pruebas ejecutadas se realizaron 6 repeticiones con el propósito de establecer un rango

mínimo y máximo reportado en la prueba.

Así mismo se realizó una comparación estadística entre los valores promedio calculados

a partir de los resultados obtenidos con mezclas E20 y E10 con el objetivo de establecer

si existe diferencia estadística entre el comportamiento de las mezclas evaluadas. Las

pruebas realizadas en el proyecto, así como su frecuencia de aplicación se resumen en

la tabla 2.

La instrumentación de los vehículos se realizó a través de la implementación de dos

sistemas, uno de monitoreo y otro de adquisición de las variables más importantes de

funcionamiento de la planta motriz.

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Área Prueba Frecuencia de

aplicación

Número de

pruebas

Desempeño

mecánico y

emisiones

Potencia (kW), par torsor (Nm) y relación aire-combustible

7.000 km 8 pruebas

Prueba de arranque (rpm vs. Tiempo) 7.000 km 8 pruebas

Consumo específico de combustible (g/kWh)

7.000 km 8 pruebas

Prueba estática (%v/v):

Dióxido de carbono – CO2 Monóxido de carbono – CO Hidrocarburos no quemados – HC Oxígeno libre – O2 Prueba dinámica (g/km):

Dióxido de carbono – CO2 Monóxido de carbono – CO Hidrocarburos no quemados – HC Óxidos de nitrógeno - NOx

7.000 km 8 pruebas

Rendimiento de combustible (km/galón) 7.000 km 8 pruebas

Autopartes

metálicas y poliméricas

Metálicos:

Pruebas de inspección Visual. Análisis Metalográfico. Microdureza Vickers. Análisis composición química. Corrosión por técnica

gravimétrica.

Corrosión en tanques.

0 km

100.000 km

2 ciclos de

pruebas

Poliméricos:

Inspección visual. Dureza Shore. Tensión elongación. Rotura con presión

hidrostática.

100.000 km 1 ciclo de

pruebas

Análisis de

lubricantes

Monitoreo de las características fisicoquímicas.

Análisis de elementos metálicos presentes en los lubricantes por desgaste.

Variación en los aditivos. Elementos contaminantes.

5.000 km 80 pruebas

Calidad de los

combustibles

Certificado de calidad del etanol anhidro.

Contenido de etanol.

Trimestral 12 pruebas

Tabla 2. Pruebas realizadas

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El primer sistema se instaló con el fin de visualizar y controlar las variables de

funcionamiento, monitoreando las posibles fallas que pudieran presentarse en los

procesos de acumulación y pruebas, tanto en ruta como en el laboratorio. De igual

manera el sistema de adquisición de las variables de la planta motriz fue indispensable

para la realización de pruebas como las de arranque en frio. Este sistema registra

automáticamente las variables, para luego ser evaluadas. Las variables intervenidas a

través de ambos sistemas fueron: el régimen de giro, la relación aire-combustible, la

aceleración, la temperatura de gases de escape, la temperatura de refrigerante, la

temperatura de aceite, la presión de aceite, la presión de combustible y la presión del

múltiple de admisión.

En la figura 2 se muestra un cronograma de las principales actividades desarrolladas en

la ejecución del proyecto.

Figura 2. Cronograma de actividades del proyecto.

3. RESULTADOS

Este trabajo demostró que técnicamente fue posible pasar del uso de la mezcla E20 en

los 2 vehículos de pruebas seleccionados para el estudio, los cuales se consideran como

Mar/09 Aug/09 Jan/10 Jun/10 Dec/10 May/11 Oct/11 Mar/12 Sep/12

Estudio, selección y reparación de vehículos de pruebas

Diseño y construcción del laboratorio

Compra e instalación de equipos de laboratorio

Pruebas iniciales sobre los materiales de las autopartes

Instrumentación de vehículos de pruebas

Pruebas de ruta y laboratorio

Pruebas de desempeño mecánico y emisiones

Pruebas de calidad de combustible y lubricantes

Desarme de vehículos de prueba

Pruebas finales sobre los materiales de las autopartes

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representativos del parque automotor colombiano, ya que durante 100 mil km de

prueba a los que fue sometido cada vehículo no se evidenció ningún cambio negativo en

el comportamiento de los materiales que componen las autopartes, ni en el desempeño

mecánico ni en las emisiones generadas. Con el propósito de monitorear el

comportamiento de los vehículos que operaron con mezcla E20 respecto a los que

operaron con E10 se plantearon pruebas periódicas que permitieron realizar un

seguimiento durante los 100 mil kilómetros. Los resultados de estas pruebas de

seguimiento se presentan a continuación.

3.1 Pruebas de arranque en frío

Con respecto a las pruebas de arranque en frío realizadas se puede concluir que los

vehículos de tecnología carburada e inyectada que operan con combustible E20 no

presentan diferencias significativas con respecto a los vehículos que operan con E10, en

la evolución del régimen del motor durante los primeros segundos después del

encendido en frio a las diferentes alturas sobre el nivel del mar donde los vehículos

fueron probados. Tanto los vehículos operados con combustible E10 como los operados

con E20 encendieron en el primer intento en todas las condiciones de prueba evaluadas.

3.2 Desempeño mecánico

En las pruebas de potencia realizadas se evidenció que la potencia máxima obtenida en

los dos vehículos carburados y los dos inyectados con combustible E20, respecto a la

obtenida con combustible E10, es mayor entre el 1% y el 3%. El tratamiento estadístico

de los resultados de las pruebas realizadas, muestra que no existe una diferencia

estadísticamente significativa en la potencia generada cuando el vehículo opera con

combustible E10 o con E20 a regímenes parciales.

10

Las mediciones de par torsor máximo en 3 de los 4 vehículos de prueba aumentaron

entre 0,3% y el 2,2% con el uso del combustible E20, con respecto al uso del E10. El

otro vehículo, alimentado con carburador, presentó una disminución en el par torsor del

2,8%. En todos los casos la diferencia está dentro de un rango de variación aceptable

de la prueba. Se pudo apreciar que la relación aire-combustible obtenida en los 4

vehículos de prueba usando combustible E20, respecto a la obtenida usando

combustible E10, es mayor debido al aumento de oxígeno presente en la mezcla por

cuenta del etanol. Esto significa que el motor funciona con una mezcla más pobre de

combustible. Los niveles obtenidos en la relación aire-combustible están dentro del

rango de operación para los motores evaluados.

Para los vehículos inyectados las pruebas de consumo específico de combustible [g/kW-

h] realizadas mostraron que en los vehículos de tecnología de inyección electrónica de

combustible la mezcla de combustible E20 presenta hasta un 8% de mayor consumo

específico en regímenes bajos y medios (menores a 5 500 rpm), con respecto al

registrado con combustible E10. Para regímenes altos el fenómeno es inverso y

presenta una disminución del 1,5% a 6 000 rpm. Por otro lado en los vehículos de

alimentación por carburador el consumo específico de combustible presentó una

disminución de hasta el 5% cuando se usó combustible E20 en vez de combustible E10,

en regímenes hasta de 3 500 rpm. Mientras en regímenes altos se apreció un aumento

de alrededor del 5% al usar combustible E20 en vez de combustible E10.

3.3 Materiales metálicos y poliméricos

En los materiales metálicos de la culata del vehículo inyectado (aluminio), del tanque del

vehículo a carburador (acero de bajo carbono) y de los ductos de combustible (acero al

carbono ANSI SAE 1020) a los que se realizaron pruebas de corrosión por técnica

gravimétrica, sometidos a exposición con combustibles E10 y E20, se obtuvieron

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velocidades de corrosión inferiores a 25 µm/año, denominadas bajas. Dichos resultados

demostraron que no existe diferencia en las velocidades de corrosión en los materiales

que se someten a pruebas con combustible E10 o combustible E20.

El resultado asociado a la variación en las propiedades mecánicas de las autopartes

poliméricas concluyó que con combustible E20 se generó un aumento de la dureza del

polímero con el cual se construyó la manguera probada en los vehículos carburados, con

respecto a la muestra que fue ensayada con E10. Un factor importante que influye en

este resultado es que para este vehículo se emplean mangueras construidas con

polímeros elastómeros que normalmente son inicialmente de baja dureza y al ser

sometidos a trabajos bajo condiciones de calor y posible ataque químico, presentan

endurecimiento como reacción normal ante estos medios. Por otro lado, se aprecia un

incremento en la resistencia a la rotura cercano al 10% de la manguera que operó con

E20, respecto a la que funcionó durante 100 mil km con combustible E10 en el vehículo

inyectado, las presiones de rotura registradas fueron muy superiores a las normales de

trabajo. Respecto a las pruebas de tensión registradas se pudo observar que las

mangueras utilizadas en los vehículos de tecnología carburada presentaron una

disminución a la resistencia a la tracción cercana al 35% en E20 y del 10% para el E10.

Para las mangueras analizadas se aprecia una deformación netamente elástica hasta el

momento de la rotura sin entrar en zona de deformación plástica, exhibiendo cierta

rigidez en las mangueras, factor que aumentó con el E20 más que con el E10.

3.4 Emisiones y rendimiento de combustible

Las pruebas dinámicas de emisiones mostraron que en los vehículos inyectados los

resultados obtenidos para las emisiones de gases de escape tales como: CO2, CO, HC,

O2 y NOx, usando mezcla E10 respecto a los resultados obtenidos con mezcla E20 no

presentaron diferencias estadísticamente significativas. En los vehículos carburados los

12

resultados obtenidos de monóxido de carbón CO cuando se operó con mezcla E20

respecto a la operación con mezcla E10, presentaron diferencias estadísticamente

significativas. A partir de lo cual se estableció una reducción en el índice de emisión

[g/km] cuando se usó mezcla E20. Por otro lado se pudo establecer que los índices de

emisión de CO2, HC, O2 y NOx no presentaron diferencias estadísticamente significativas

cuando se operó con mezcla E10 respecto a los resultados con mezcla E20.

Las pruebas estáticas de emisiones evidenciaron que el nivel de concentración de CO en

los vehículos carburados se redujo cuando se operó el vehículo con combustible E20

respecto a la operación con combustible E10. A partir de los resultados obtenidos se

pudieron establecer diferencias estadísticamente significativas entre ambas mezclas. De

manera contraria las otras emisiones de escape estudiadas (CO2, HC y O2) no

presentaron diferencias significativas cuando se compararon estadísticamente los

resultados obtenidos de las pruebas con ambos tipos de mezcla. En el caso de los

vehículos inyectados, las emisiones de gases de escape tales como: CO2, HC, O2 y CO,

generadas bajo prueba estática con combustible E20 respecto a las registradas con

combustible E10 no presentaron diferencias estadísticamente significativas.

De las pruebas de rendimiento de combustible [km/galón] se deduce que tanto para

vehículos inyectados como carburados no existen diferencias significativas entre el

comportamiento de la mezcla E10 y la mezcla E20.

Finalmente, los registros de temperatura de gases de escape monitoreados durante los

ciclos de manejo no registraron diferencias estadísticamente significativas entre la

mezcla E10 y E20.

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4. CONCLUSIONES GENERALES

La ejecución del proyecto Protocolo E20 permitió determinar el efecto que tendría, sobre

los vehículos de prueba, el uso de la mezcla E20 en comparación con la mezcla E10.

Dicho estudio se realizó en dos vehículos con carburador y dos con inyección

electrónica. Los resultados de este proyecto servirán como sustento técnico para

incrementos futuros del porcentaje de etanol en la gasolina.

Para cumplir con este propósito se valoró el impacto sobre el rendimiento mecánico, las

emisiones y la afectación de las autopartes en contacto con la mezcla E20. Se realizaron

pruebas comparativas para determinar los posibles cambios en el desempeño de la

potencia, el par torsor, el consumo de combustible y las emisiones contaminantes en

pruebas de laboratorio y ruta, para los vehículos de prueba durante la acumulación de

los 100 mil km.

Para determinar el efecto sobre los materiales de las autopartes se llevaron a cabo

pruebas metalográficas, pruebas de velocidad de corrosión y desgaste, comparando las

piezas nuevas y las mismas después de un recorrido de 100 mil kilómetros.

Este proyecto fue ejecutado mediante un convenio de cooperación tecnológica entre el

Ministerio de Minas y Energía de la República de Colombia (MME), ECOPETROL y la

Universidad Tecnológica de Pereira (UTP). Esta experiencia satisfactoria demuestra que

en Colombia es posible el trabajo de investigación de forma conjunta entre la academia

la industria y el gobierno nacional. Adicionalmente durante la ejecución del proyecto se

contó con el acompañamiento técnico internacional de la Fundación para la

Investigación en Energía y Transporte (CIDAUT-Valladolid, España), quienes validaron la

metodología experimental, las instalaciones experimentales, la revisión bibliográfica y los

análisis de los resultados obtenidos en la investigación.

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De las pruebas realizadas en los vehículos que se consideraron como representativos del

parque automotor colombiano se deduce que la utilización de la mezcla E20 no supone

ningún problema para los mismos por el contrario tiene ventajas desde el punto de vista

de la independencia energética, así como medioambientales.

5. CONCLUSIONES ESPECÍFICAS

5.1 CONCLUSIONES: DESEMPEÑO MECÁNICO

Los vehículos que operan con combustible E20 no presentan diferencias significativas

con respecto a los que operan con E10, en la evolución del régimen del motor durante

los primeros segundos después del encendido en frio a las diferentes alturas sobre el

nivel del mar donde los vehículos fueron probados.

Tanto los vehículos operados con combustible E10 como los operados con E20

encendieron en el primer intento en todas las condiciones probadas.

La potencia máxima obtenida en los dos vehículos carburados y los dos inyectados con

combustible E20, respecto a la obtenida con combustible E10, es mayor entre el 1% y el

3%.

Las pruebas realizadas muestran que no existe una diferencia estadísticamente

significativa en la potencia generada cuando el vehículo opera con combustible E10 o

con E20 a regímenes parciales.

La evolución de la potencia en todo el rango de regímenes del motor es similar con los

combustibles E10 y E20, y se comporta de acuerdo a lo establecido por el fabricante del

vehículo.

El par torsor máximo en 3 de los 4 vehículos de prueba aumentó entre 0,3% y el 2,2%

con el uso del combustible E20, con respecto al uso del E10. El otro vehículo,

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alimentado con carburador, presentó una disminución en el par torsor del 2,8%. En

todos los casos la diferencia está dentro de la variabilidad de la prueba.

Se puede apreciar que la relación aire-combustible obtenida en los 4 vehículos de

prueba usando combustible E20, respecto a la obtenida usando combustible E10, es

mayor debido al aumento de oxígeno presente en la mezcla por cuenta del etanol. Esto

significa que el motor funciona con una mezcla más pobre de combustible. Los niveles

obtenidos en la relación aire-combustible están dentro del rango de operación para los

motores evaluados.

En los vehículos de tecnología de inyección electrónica de combustible la mezcla E20

presenta hasta un 8% de mayor consumo específico en regímenes bajos y medios

(menores a 5 500 rpm), con respecto al registrado con combustible E10. Para

regímenes altos el fenómeno es inverso y presenta una disminución del 1,5% a 6 000

rpm.

En los vehículos de alimentación por carburador el consumo específico de combustible

presenta una disminución de hasta el 5% cuando se usa combustible E20 en vez de

combustible E10, en regímenes hasta de 3 500 rpm. Mientras en regímenes altos se

aprecia un aumento de alrededor del 5% al usar combustible E20 en vez de combustible

E10.

Los técnicos que operaron los vehículos durante los 400 mil km de pruebas coinciden en

opinar que no percibieron ninguna diferencia en la sensación de manejo de un vehículo

operando con E10 respecto de uno operando con E20.

5.2 CONCLUSIONES: IMPACTO SOBRE LOS MATERIALES

Se analizaron tres materiales: aluminio de la culata del vehículo inyectado, acero de

bajo carbono del tanque del vehículo a carburador y acero al carbono ANSI SAE 1020

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que se utiliza en la construcción de tanques y ductos de combustible. En las pruebas de

corrosión realizadas por técnica gravimétrica a dichos materiales, sometidos a

exposición con combustibles E10 y E20, se obtuvieron velocidades de corrosión

inferiores a 25 µm/año, denominadas bajas. Incluso se presentaron velocidades de

corrosión menores a 2,5 µm/año. Dichos resultados demuestran que no existe diferencia

en las velocidades de corrosión en los materiales que se someten a pruebas con

combustible E10 o combustible E20.

Los materiales ensayados, de los vehículos de prueba no presentan fenómenos

relevantes de desgaste después de la operación de 100 mil km de recorrido de los

vehículos indiferentemente del combustible usado.

Los sistemas carburados que operaron con las mezclas E10 y E20 presentan una mayor

cantidad de acumulación de depósitos internos en las culatas, válvulas y pistones, que

los vehículos con sistema de inyección, probablemente debido al sistema de combustión

interna de los motores de los vehículos con sistema de carburador.

Los materiales de los componentes internos de los motores (culata, pistón y válvulas),

no presentan degradación microestructural producto de la operación con las mezclas de

biocombustibles E10 y E20 para los sistemas de inyección y carburador.

Los componentes externos de los motores (Riel de inyectores, inyectores, carburador,

múltiple de escape), no presentan diferencias relevantes en el deterioro relevante por la

operación de los vehículos con las mezclas de combustibles utilizados.

Los componentes de escape de gases (silenciadores) de los vehículos de sistemas

carburados presentan acumulación de depósitos en mayor proporción que los sistemas

de inyección.

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5.3 CONCLUSIONES: EMISIONES

En los vehículos inyectados los resultados obtenidos para las emisiones de gases de

escape tales como: CO2, CO, HC, O2 y NOx, usando mezcla E10 respecto a los resultados

obtenidos con mezcla E20 no presentaron diferencias estadísticamente significativas.

En los vehículos carburados los resultados obtenidos de monóxido de carbono cuando

se operó con mezcla E20 respecto a la operación con mezcla E10, presentó diferencias

estadísticamente significativas. A partir de lo cual se estableció una reducción en el

índice de emisión cuando se usó mezcla E20. Por otro lado se pudo establecer que los

índice de emisión de CO2, HC, O2 y NOx no presentaron diferencias estadísticamente

significativas cuando se operó con mezcla E10 respecto a los resultados con mezcla E20.

El nivel de concentración de monóxido de carbono en los vehículos carburados se redujo

cuando se operó el vehículo con combustible E20 respecto a la operación con

combustible E10. A partir de los resultados obtenidos se establecieron diferencias

estadísticamente significativas entre ambas mezclas. De manera contraria las otras

emisiones de escape estudiadas (CO2, HC y O2) no presentaron diferencias significativas

cuando se compararon estadísticamente los resultados obtenidos de las pruebas con

ambos tipos de mezcla.

Para los vehículos inyectados, las emisiones de gases de escape tales como: CO2, HC, O2

y CO, generadas bajo prueba estática con combustible E20 respecto a las registradas

con combustible E10 no presentaron diferencias estadísticamente significativas.

Tanto para vehículos inyectados como carburados, se compararon estadísticamente los

promedios obtenidos a partir de las 8 pruebas realizadas con ambas mezclas. De esta

prueba estadística se observó que no existieron diferencias significativas entre el

comportamiento de la mezcla E10 y la mezcla E20.

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Los registros de temperatura de gases de escape monitoreados durante los ciclos de

manejo no registraron diferencias estadísticamente significativa entre la mezcla E10 y

E20.

6. RECOMENDACIONES

Los resultados obtenidos en el desarrollo de este proyecto sirven como herramienta de

decisión para un aumento futuro del contenido de etanol en la gasolina, no sin antes

realizar una serie de pruebas de validación en una muestra de vehículos más grande

que represente de forma más amplia el parque automotor colombiano.

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GRUPO DE TRABAJO

Ministerio de Minas y Energía

Martha Liliana Amaya Parra. Directora de Hidrocarburos.

Martha Ligia Vides Lozano. Coordinadora de Proyectos Especiales Dirección de

Hidrocarburos.

Roger Ricardo Rivera Parra. Profesional Dirección de Hidrocarburos

Julio Cesar Vera Díaz. Director de Hidrocarburos (2000 – 2012).

ECOPETROL S.A.

Hans Ronald Moreno Muñoz. Jefe del Departamento de Biocombustibles de la

Vicepresidencia de Suministros y Mercadeo.

Jorge Alberto Gaviria Chicuasuque. Profesional 1A del Departamento de Biocombustibles

de la Vicepresidencia de Suministros y Mercadeo.

Edgar Fernando Castillo Monroy. Especialista en Diversificación Energética. Ecopetrol –

Instituto Colombiano del Petróleo.

Julia Raquel Acero Reyes. Profesional 1A. Ecopetrol - Instituto Colombiano del Petróleo.

Jaime Augusto Torres Novoa. Asesor Externo

José Luis Sarmiento Vesga. Líder Laboratorio de Motores. Ecopetrol - Instituto

Colombiano del Petróleo.

José Martín Lizcano. Líder del laboratorio de Ingeniería de Materiales. Ecopetrol -

Instituto Colombiano del Petróleo.

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Universidad Tecnológica de Pereira

Luis Carlos Ríos Quiroga. M.Sc. Profesor asociado – Facultad de Ingeniería Mecánica -

Director del proyecto 2009–2011.

Luis Felipe Quirama Londoño. M.Sc. – Investigador del proyecto.

Sebastián Ospina Castro. IM – Investigador del proyecto.

Luis Guillermo Gaviria Arboleda. IM – Investigador del proyecto.

Juan Esteban Tibaquirá Giraldo. Ph.D. Profesor titular – Facultad de Ingeniería

Mecánica.