Diseño de un sistema de sustitución parcial de combustible diésel por hidrógeno en el motor del vehículo minero Komatsu 930E mediante la producción de hidrógeno a través energía producida durante el frenado

El vehículo Komatsu 930E transporta enormes cantidades de carbón desde el fondo de la mina de cielo abierto hasta la superficie donde son descargados. Estos camiones operan en un recorrido repetitivo donde desciende al fondo de la mina para recibir el carbón y posteriormente volverlo a subir a la superficie. Cuando el vehículo desciende al fondo de la mina en una pendiente donde va la mayor parte del tiempo frenado para reducir la inercia de la bajada con el fin de disminuir la velocidad, se genera una gran cantidad de energía eléctrica debido a los motores generadores que se encuentran en las ruedas. Durante el descenso es grande la cantidad de energía que se produce, pero actualmente esta energía no tiene una utilidad en el funcionamiento del vehículo por lo que se disipa a través de unas grillas de resistencias eléctricas en forma de calor. Por el contrario, en la etapa de ascenso cuando recibe el carbón y es llevado a la superficie sufre las condiciones de máxima exigencia, donde se produce el mayor consumo de combustible. Debido a esto, este vehículo representa altos costos para la empresa en términos de consumo de combustible. Por lo cual, este proyecto consiste en el uso de la energía producida durante el frenado en los camiones Komatsu 930E para producir hidrógeno y posteriormente pueda ser sustituido en el motor de combustión del vehículo con el fin de reducir costos debido al uso de combustibles y disminuir las emisiones de gases contaminantes al ambiente. En el proyecto se estudia la cantidad de diésel que puede ser sustituida por hidrógeno como combustible, mediante el análisis del ciclo de operación de un camión minero estándar. Adicionalmente, se presentan las consideraciones y los análisis realizados para cuatro alternativas de solución propuestas, y los criterios de la alternativa seleccionada. Por último, se muestra el diseño detallado del mezclador aire con hidrógeno, uno de los componentes contemplado en la alternativa seleccionada.

• Autores: Pacheco Castillo, Sergio Andrés; Norwood Miranda, Emmanuelle David; Barragán Zabala, Juan Andrés; Bolaño Castillo, Andrés Camilo
• Fecha de publicación: 2021
• Institución: Universidad del Norte
• Repositorio: Repositorio Uninorte
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/9530
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10584/9530
• Palabra clave: hidrógeno, diésel, combustible, ciclo, sustitución, ahorro, diseño.; hydrogen, diesel, fuel, cycle, substitution, savings, design.
• License: Universidad del Norte