Análisis del impacto de la inyección de hidrógeno en el motor de un vehículo: Evaluación del consumo de combustible y emisiones mediante el enfoque de mapa motor

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo analizar el impacto de la inyección de hidrógeno en el múltiple de admisión de un vehículo, evaluando su influencia sobre el consumo de combustible y las emisiones mediante el enfoque de mapa de motor. Para ello, se realizó una revisión bibliográfica en la que se identificó la celda de electrólisis tipo húmeda como uno de los métodos más utilizados para generar hidrógeno y mejorar el proceso de combustión. La campaña experimental se llevó a cabo en Riobamba, provincia de Chimborazo. Se usó una ruta RDE bajo dos condiciones operativas comparables: funcionamiento convencional y funcionamiento con inyección de hidrógeno en el sistema de admisión. Los parámetros cinemáticos y de operación del motor se registraron con un ELM327 y la interfaz Torque Pro. Las emisiones se monitorearon con el equipo iPEMS 3DATX. Ambos sistemas trabajaron a una frecuencia de 1 Hz. Los datos obtenidos se sincronizaron y procesaron en R Studio para crear los mapas de motor. Los resultados mostraron que, con hidrógeno, las zonas de consumo se concentraron entre 2 y 6 L/h. Las regiones de mayor eficiencia térmica se ubicaron entre 1000 y 3000 RPM con cargas medias. El consumo de combustible presentó una leve reducción del 3,3 %; sin embargo, las emisiones de CO2, CO y HC aumentaron, mientras que el NOx registró una ligera disminución. De igual manera, se registró una reducción de temperatura aproximada de 21,3 °C en el convertidor catalítico bajo carga. Esta caída de temperatura, junto con las mezclas pobres registradas durante el recorrido, limitó la capacidad del catalizador para transformar los contaminantes generados. Por tanto, aunque la incorporación de hidrógeno redujo ligeramente el consumo de combustible, no produjo una mejora en las emisiones del vehículo durante la conducción real.