Celda de hidrógeno (página 2)

3.3 Operacionalización de
variables.

Tabla 2. Variable independiente:
Celda electrolítica

Fuente (Elaborado por Fernando Sánchez.
2014)

Variable dependiente

Tabla 3. Variable dependiente:
Producción de Hidrogeno a partir del agua

Fuente (Elaborado por Fernando Sánchez.
2014)

3.4 Materiales y métodos:

Los materiales a emplearse estarán
bajo norma Anexo 4 (Selección de materiales para el
sistema generador de hidrógeno)

3.4. 1 Población y
muestra.

Se aplicará un muestreo no probabilístico:
basado en el conocimiento y criterio del investigador. La
implementación del dispositivo generador de
hidrógeno se lo realizará en un vehículo con
una cilindrada de 2200 cm3 de propiedad del
investigador.

El hidrogeno generado por la celda electrolítica
no deberá superar un consumo de 25 amperios, se utilizara
agua como electrolito y se probará con la adición
de hidróxido de potasio en una muestra patrón de un
litro

3.4.2 Material experimental

• Plancha de acero inox 304

• Agua desmineralizada (sin
  dureza)

3.4.3. Herramientas a utilizar:

• Taladro.

• Suelda eléctrica.

• Alicates.

• Pinza.

• Multímetro.

• Plasma

• Torno

3.4.4 equipos de medición

• Sensor de hidrogeno para equipo control de proceso
  marca AAB

• Caudalimetro de gases marca AGA

• Medidor laser de temperatura marca Fluke

• Manómetro 0 90 PSI marca Wika

3.4.5 Laboratorios

CORPAIRE QUITO: Revisión Técnica
Vehicular, emisiones contaminantes.

CCICE: Centro De Transferencia Tecnológica Para
La Capacitación En Control De Emisiones Vehiculares
Escuela Politécnica Nacional

UTA: Laboratorio de Electrónica Universidad
Técnica Ambato

3.4.6 Materiales de oficina

Computadora

Impresora

Cuaderno de apuntes

Esferos

Flash memory

Cámara fotográfica

3.5 Métodos

3.5.1 Factores de estudio

La combustión debe estar dentro de un factor
lambda que son de 14,7 partes de aire en peso, por cada 1 parte
de gasolina; es lo que se llama "mezcla estequiométrica"
La relación de aire–combustible  es
determinante en el funcionamiento del motor.

Nuestro propósito será mantener el
suministro de combustible (gasolina e hidrogeno) al carburador
equilibrando el consumo de aire.

A través de este análisis se
buscará la mejor electrolito como primer paso, con el cual
se trabajará en los resultados de análisis en el
laboratorio de la CORPAIRE (análisis de gases y potencia
del motor) con los cuales se definiría el rendimiento y
disminución de la contaminación
ambiental.

Cuadro N° 1 Factores en estudio

Fuente (Elaborado por Fernando Sánchez.
2014)

El volumen generado de hidrogeno se determinaron de
acuerdo a un ensayo preliminar y no se deberá sobrecargar
al alternador que en nuestro vehículo es de 840 watts (70
amperios)

Cuadro N° 2 Tratamientos en
estudio

Fuente (Elaborado por Fernando Sánchez.
2014)

3.5.2 DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO
EXPERIMENTAL

Para realizar la evaluación del hidrógeno
producido a diferente corriente continua generada por el sistema
eléctrico del automóvil utilizare un diseño
completo al azar con arreglo factorial A x B con dos
réplicas el mismo que responde al siguiente modelo
matemático:

3.5.3 Características del
experimento

Número de réplicas 2

Número de tratamientos 24

Número de unidades experimentales 48

3.5.4 Unidad experimental

El tamaño de la muestra experimental (UE)
será en 1 litro de materia prima

La UE (unidad experimental), por las 2 réplicas y
la combinación de los 24 tratamientos nos dará como
resultado 48 unidades experimentales.

3.5.5 Análisis
Estadístico

Análisis de la varianza (ANOVA)

• Prueba de Tukey al 5 % para la comparación de
  las medidas

Utilizando 24 tratamientos y 2 réplicas los
resultados se analizarán aplicando un análisis de
varianza (ANOVA) y la comparación de medidas se
realizará según la prueba se significancia de Tukey
al 5%

• Una vez elegido el mejor tratamiento se
  aplicará el análisis de contaminación
  ambiental en la COORPAIRE Anexo 3 y 4

• Determinación de costo/ beneficio para el
  mejor tratamiento

El análisis de varianza se realizara de acuerdo
al siguiente cuadro:

Cuadro N° 3 Análisis de
varianza

Fuente (Elaborado por Fernando Sánchez.
2014)

Para la determinación del mejor tratamiento se
realizara la prueba de comparación de medias.

3.5.6 Medición
experimental

Materia prima agua

• PH del Agua

• Dureza del agua < a 5ppm

Producto terminado

• Cantidad de Hidrógeno generado (litros por
  minuto)

Mejor tratamiento

• Volumen de hidrogeno por minuto y potencia empleada
  en la celda.

3.5.7 Manejo especifico de la
investigación

Diagrama de flujo de implementación
de celda electrolítica en un motor Mitsubishi 2,2
litros

3.5.8 Diagrama de flujo
implementación de la celda de hidrógeno

Fuente (Elaborado por Fernando Sánchez.
2014)

3.6 Proceso de
implementación

• a) La celda electrolítica será
  construida en acero inox 304 con un área que no supere
  la corriente de 25 amperios de acuerdo a la teoría
  ítem 2.5.2 la cual será de tipo seca. La cual
  constara con sus respectivas conexiones y terminales
  eléctricos y gaseosos.

• b) La implementación de la celda en el
  vehículo se lo realizará con la
  adaptación de la celda electrolítica en la
  parte más baja del vehículo y el recipiente que
  contenga el electrolito se lo pondrá en la parte
  más alta, se le acondicionará un circuito
  electrónico el cual estará en función de
  la aceleración el mismo que gobernara la corriente del
  sistema alternador – batería

• c) Una vez que se instale el equipo se
  deberá considerar la ficha técnica y hoja de
  seguridad del hidrógeno se realizara las pruebas de
  funcionamiento con el personal competente.

• d) Serializará los análisis con
  el mejor tratamiento seleccionado de hidróxido de
  potasio y pruebas con agua como electrolito se debe tener
  como horizonte la norma INEN 2 204:2002 (límites
  permitidos por emisiones por fuentes móviles). Norma
  INEN 2 203:2000 (Emisiones de escape en relanti)

• e) Finalmente se realizara el análisis
  de gases y torque en la CORPAIRE Quito que con datos de
  nuestro vehículo de RPM Y Velocidad en Km/h se
  realizara las conclusiones y recomendaciones y sobre todo se
  ratificara la hipótesis alternativa. Anexo 3 y
  4

CAPÍTULO IV

Presupuesto

El presupuesto total del proyecto es 32148
USD que serán efectuados con recursos propios

4.1 Recursos

4.2 Cronograma

• Programación de actividades
  básicas en el tiempo

Bibliografía

Cengel Yunes A (2012):
Termodinámica. pág. Nº 86. séptima.
México DF: Mc Graw Hill.

Darío Bernal (2011): Carros, los que
más contaminan. Available online at
http://www.hoy.com.ec/noticias–ecuador/carros-los-que-mas-contaminan-496818.html.

GAVIDIA, TANIA; PRONCZUK, JENNY; SLY, PETER
D.: Impactos ambientales sobre la salud respiratoria de los
niÃpmos: Carga global de las enfermedades respiratorias
pediátricas ligada al ambiente. In Revista
chilena de enfermedades respiratorias 25,
pp. 99–108. Available online at
http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-73482009000200006&nrm=iso.

Raul Jiménez (2012): MAQMEX celda
seca Vs celda mojada – YouTube.
www.youtube.com/watch?v=yX5xhU0VPTY.

Rocha Kothari, D.Buddhi, R.L Sawhney.:
"Comparison of environmental and economic aspect of various
hydrogen production methods". Renewable and Sustainable Energy
Reviews,. Renewable and Sustainable Energy Reviews,. Vol.
12.

Rivero. Meguez Jorge; Pérez. Bravo
Angel (2013): CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR DE
HIDRÓGENO PARA PRODUCIR UN COMBUSTIBLE ALTERNATIVO EN
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA PARA LA FACULTAD DE
MECÁNICA NAVAL. FACULTAD DE MECÁNICA NAVAL.
Manta

Skoog, Douglas A. (1994): Análisis
Instrumental. Traducción Cristina Ariño Blasco.
Cuarta. España: Mc Graw Hill.

Tallez, Jairo; RodrÃ-guez, Alba;
Fajardo, álvaro (2006):
ContaminaciÃtextthreesuperiorn por
MonÃtextthreesuperiorxido de Carbono: un Problema de Salud
Ambiental. In Revista de Salud
PÃtextordmasculineblica 8, pp. 108–117.
Available online at
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0124-00642006000100010&nrm=iso.

Taracido Trunk, Margarita; Figueiras,
Adolfo; Castro Lareo, Isabel (1999): Efecto a corto plazo de la
contaminaciÃtextthreesuperiorn atmosférica
sobre la mortalidad. Resultados del proyecto ENECAM en la ciudad
de Vigo, 1991-1994. In Revista EspaÃpmola de Salud
PÃtextordmasculineblica 73, pp. 275–282.
Available online at
http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1135-57271999000200018&nrm=iso.

http://professionalautomotive.wordpress.com/2012/06/30/el-alternador-principio-de-funcionamiento/

Anexos

ANEXO 1 TABLA 1 Propiedades de
combustibles

ANEXO 2. Selección de
materiales para el sistema generador de
hidrógeno

Anexo 3 Datos a llenar por el laboratorio
de la CORPAIRE

Anexo 4 Control de emisiones
vehiculares

Fuente CCICE centro de transferencia tecnológica
para la capacitación en control de emisiones vehiculares
EPN

Autor:

Fernando Sánchez

UTA 2012