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Una experiencia en la utilización de B-100 en
motores. Estudios en un grupo electrógeno
funcionando con B-100. José Hernández
Grau Universidad Politécnica de
Cartagena Departamento de Ingeniería Térmica y de
Fluidos Tfno 34 968 325 988 - Fax 34 968
325 999 e-mail jh.grau_at_upct.es
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GRUPO DE TRABAJO Universidad Politécnica de
Cartagena (UPCT) Departamento de Ingeniería
Térmica y de Fluidos José Hernández Grau,
Francisco Solano Martos, Departamento de
Ingeniería Mecánica Gregorio Munuera
Saura HIMOINSA Departamento de Expansión Modesto
Allepuz Servicio Post-Venta Nicolás
Garnés Departamento Prototipos Samuel Espinar
Agencia de Gestión de Energía de la Región de
Murcia (ARGEM) José Pablo Delgado Marín y
Francisco J. Ayala Schraemli
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Antecedentes
Los generadores eléctricos con motor diesel son
la mejor opción, atendiendo a criterios de
funcionalidad y económicos en la prestación del
servicio, en el suministro eléctrico sin conexión
a la red de establecimientos de temporada. Si es
requisito que el combustible sea biodegradable y
de baja eco-toxicidad, y además hay interés en
que la instalación sea ejemplar en la
contribución al desarrollo sostenible, el grupo
generador debería funcionar con biodiesel 100
(B100). La Administración regional, a través de
la Agencia de Gestión de la Energía (ARGEM)
suscribió un Convenio de colaboración con el
Ayuntamiento de Cartagena, para estudiar la
aplicación de grupos electrógenos en el
suministro eléctrico autónomo a los chiringuitos
de playa que gestiona. La ARGEM ha financiado un
proyecto piloto para disponer de un generador que
consuma B100 pueda ser empleado en el suministro
eléctrico a los chiringuito de playa. Este
proyecto ha sido una colaboración entre la
entidad gestora (ARGEM), usuario (Ayuntamiento
Montice S.L.), suministrador del grupo
electrógeno (HIMOINSA), suministrador del
combustible (DIESEL MEDITERRANEO) y el
responsable del estudio (UPCT).
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Problemática
Las gestiones de la ARGEM resolvieron la
problemática de la disponibilidad de B100
conforme a las especificaciones de la norma EN
14214, con lo cual se dispondría de un
combustible de origen renovable y que es
biodegradable (98,3 en 21 días). Actualmente la
mayoría de los fabricantes de los motores que
llevan los grupos electrógenos diesel empiezan a
garantizar sus motores para uso de mezclas de
gasóleo y biodiesel de hasta un 20 (B20) y en
pocos casos hasta el 100 (B100). Prácticamente
no existen experiencias sobre el uso continuado
de B100. Se necesita garantizar que el uso del
B100 no afectará a la vida útil de los
motores. Es necesario realizar estudios que
permita disponer de información sobre la
fiabilidad y necesidades de mantenimiento de la
instalación, la emisión sonora y de gases
contaminantes, la eficiencia energética y
reducción en la emisión de CO2, y los costes
económico de inversión y funcionamiento.
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Pruebas del grupo electrógeno

1. Preparar una especificación al suministrador del
   grupo generador necesario, y las adaptaciones
   necesarias, para cumplir con los requisitos sobre
   emisión sonora y funcionar con B100 con ciertas
   garantías. Se van a seguir las recomendaciones
   del fabricante del motor en cuanto a
   modificaciones y cambios de aceite y de filtros.
2. Realización de ensayos del grupo previo a su
   utilización con gasóleo y B100, a desarrollar por
   la UPCT, con objeto de comparar prestaciones y
   emisiones, y referentes a potencia, consumo de
   combustible, emisiones en el escape
3. Supervisión de la condición del motor y registro
   de fallos durante el funcionamiento del grupo
   operando con B100 en el chiringuito. Durante
   estos ensayos de larga duración se tomará una
   muestra de lubricante cada 220 horas para evaluar
   el estado del lubricante y el contenido de
   elementos que aportan información sobre el
   desgaste, y una muestra de cada partida de
   combustible.
4. Ensayo de nuevo en la UPCT del grupo para
   determinar prestaciones y emisiones tras la
   temporada de utilización en el chiringuito.
5. Identificar los deterioros en el motor que puede
   conllevar el uso prolongado del B100 en el motor
   tras la temporada de utilización en el
   chiringuito.

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Grupo electrógeno HIMOINSA Motor YANMAR
3TNV88-GGE(3 cilindros en línea y refrigerado con
agua)
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Ensayos realizados

• Ensayos en banco previos a aplicación.
• Gasóleo A
• B100
• B20
• Funcionamiento en aplicación.
• Ensayos en banco posteriores a aplicación
• Gasóleo A
• B100 (usado en ensayos previos)
• B100 (usado en chiringuito)

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Resultados en pruebas en banco de ensayos
La reducción de potencia al funcionar con B100
respecto al funcionamiento con Gasóleo A es
inferior a 1 kW (Criterio mínima frecuencia de
generación 49, 5 Hz)
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Resultados en pruebas en banco de ensayos
El consumo en litros/kWh prácticamente es el
mismo funcionando con GOA que funcionando con
B100. Se observa una ligera disminución en el
consumo después de uso del motor en el
chiringuito motivado porque el ensayo inicial se
realizó con el motor sin rodaje.
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Resultados en pruebas en banco de ensayos
La emisión de CO2 utilizando GOA se duplica con
respecto a utilizar la energía eléctrica. La
emisión de CO2 no neutral utilizando B100 se
reduce en más de 6 veces con respecto a la
utilización de la energía eléctrica.
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Resultados en pruebas en banco de ensayos
Emisión de partículas (PM) se reduce a la mitad
consumiendo B100 con respecto al consumo de GOA.
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Resultados en pruebas en banco de ensayos
La emisión regulada NOxHC desciende 1,5 g/kWh
para el caso del B100 con respecto a la
utilización de GOA. Aunque la emisión de NOx se
incrementa ligeramente al funcionar con B100
también se da un descenso en la emisión de HC lo
que en conjunto provoca una reducción en la
emisión NOxHC.
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Resultados en pruebas en banco de ensayos
La opacidad en arranque en frío del gasóleo A es
mucho más elevada que en B100 llegando casi a
duplicarse y alcanzando valores de 0,55 m-1 en
índice de absorción.
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Resultados pruebas en el chiringuito
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Resultados pruebas en el chiringuito
Curva de demanda de potencia diaria en kW
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Resultados pruebas en el chiringuito
Curva de demanda de potencia diaria en kVAr
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Resultados pruebas en el chiringuito
COMBUSTIBLE SUMINISTRADO
24-jul-2007 / Primer suministro al chiringuito
El B100 suministrado es el mismo que el utilizado en los ensayos en banco de la UPCT (B100 de referencia) El B100 es producido por BIONOR TRANSFORMACIÓN S.A. en su fábrica de Álava y siendo la materia prima aceite reciclado. Contenido en gasóleo del 2.
7-ago-2007 / Segundo suministro al chiringuito
El B100 suministrado igual que el suministrado el 24-jul-2007.
22-ago-2007 / 1er. Suministro al chiringuito
El B100 suministrado procede de materia prima aceite de soja y contaminado con un 2 de gasóleo.
6-sept-2007 / 2do. Suministro al chiringuito
El B100 suministrado es similar al suministrado el 22-ago-2007.
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Resultados pruebas en el chiringuito
PÉRDIDA EN LA MÁXIMA POTENCIA GENERADA POR EL
GRUPO Se observa una reducción de la potencia
máxima en algo menos de 1 kW para GOA y de 0,5 kW
para B100 después del funcionamiento en el
chiringuito. Debido a una reducción en el caudal
de inyección de combustible.
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Estudios de la condición del motor
FILTROS Y ELEMENTOS DEL CIRCUITO DE
COMBUSTIBLE Sin fugas y un estado
correcto. DESGASTE Y DEPÓSITOS EN ELEMENTOS
VITALES DEL MOTOR Menor que él que cabría esperar
en el funcionamiento con Gasóleo. CULATA,
CILINDROS Y PISTONES Presión de compresión
correcta. Se mantienen los reglajes de fábrica en
válvulas.
Depósitos en toberas de inyección
Cilindro y pistón
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Conclusiones

• Uso de B100 frente a GA.
• Reducción radical de las emisiones de CO2.
• Mejora del rendimiento energético del motor.
• Reducción de emisión de partículas.
• Igual consumo específico en litros.
• Menor potencia máxima.
• Menor intervalo en cambio de aceite y filtros.
• Uso de micro-generador en chiringuito.
• Correcta condición del motor después de casi 1400
  horas de funcionamiento con B-100 comerciales.
• Económicamente es competitivo con el suministro
  eléctrico teniendo en cuenta que esta aplicación
  cada temporada hay que instalar y desinstalar la
  infraestructura se suministro eléctrico.
• Emisión sonora pero dentro de los límites
  establecidos por las ordenanzas municipales.