Inspección del uso de la exergía en el marco de la sostenibilidad: Un caso aplicado a la combustión interna

Resumen

Debido a la crisis climática que se vive hoy en día a nivel mundial y con el objetivo de proponer sistemas más eficientes y sostenibles que contribuyan al cumplimiento de los ODS planteados por la ONU, este artículo busca proponer un marco de referencia basado en análisis exergéticos para evaluar la eficiencia y nivel de sostenibilidad de un sistema, específicamente el caso de motores de combustión interna (MCI). A modo de contexto, se provee un estado del arte sobre la exergía y principales aportes recientes para el mejoramiento de los MCI basados en exergía. Se definen las ecuaciones necesarias para realizar un análisis exergético para el caso de un ciclo Diesel, considerando los procesos de combustión y transferencia de calor como fuentes de generación de entropía. De igual manera, se estableció un indicador de sostenibilidad a partir del balance exergético para un sistema. Se aplicaron estas ecuaciones para un caso de estudio de un MCI y se realizaron pruebas con varios tipos de combustibles a modo de comparar su eficiencia, de los cuales el etano (C₂H₆) resultó ser el combustible más eficiente y con mayor nivel de sostenibilidad comparado con los demás. Sin embargo, se obtuvo que las reacciones químicas en general, representan un gran porcentaje de pérdidas en la calidad, así como una amenaza a la sostenibilidad del sistema.