Análisis del Rendimiento y Emisiones de un Motor Estacionario Hibridado con Hidrógeno mediante Sistema Venturi a 3830 m.s.n.m.

Abstract

La mecanización agrícola en zonas de extrema altitud, como el Altiplano peruano (3830 m.s.n.m.), enfrenta una barrera termodinámica crítica: la baja densidad del aire (hipoxia) impide la combustión completa de la gasolina, dificultando el arranque en frío y generando emisiones altamente tóxicas que afectan la salud del operador. En respuesta a esta problemática, esta investigación evalúa la incorporación del hidrógeno como vector energético en un motor utilitario (Toyaki TK-GX35). A diferencia de las conversiones convencionales, el estudio adoptó un enfoque dual: primero, se validó experimentalmente un sistema híbrido de inyección de HHO generado in situ mediante electrólisis solar (basado en Vilca Callata, 2024), y segundo, se desarrolló el análisis teórico para una futura conversión total. Los resultados de campo demostraron que el enriquecimiento con hidrógeno actúa como un catalizador de ignición, logrando un arranque inmediato (1.02 segundos) sin necesidad de estrangulamiento (choke) y mejorando significativamente el desempeño ambiental al reducir la opacidad de los gases en un 93% y las emisiones de CO en un 66%. Si bien el modelo teórico advierte que un ciclo 100% hidrógeno en motores aspirados implica una pérdida de potencia volumétrica del 60%, se concluye que el sistema híbrido es la solución técnica viable actual para mitigar el impacto ambiental y operativo en la agricultura altoandina.