Poate o picătură de apă să reducă emisiile motoarelor? Cercetătorii de la Universitatea Politehnica Timișoara spun că da.
În laboratorul său, din cadrul Departamentului de Mașini și Motoare Termice, Andrei Borborean testează soluții inovatoare pentru optimizarea motoarelor cu ardere internă prin injectarea de apă, alcool și GPL.
„Apa, odată introdusă în galeria de admisie, se evaporă, absorbând o cantitate semnificativă de căldură. Aceasta conduce la scăderea temperaturii în cilindru, inhibând formarea oxizilor de azot (NOx)”, explică s
Povestea lui Andrei Borborean începe în Timișoara, orașul natal, unde a studiat la Colegiul Tehnic „Henri Coandă”. Curiozitatea pentru mecanică s-a transformat în cercetare aplicată odată cu doctoratul său, dedicat injecției de apă în motoarele cu ardere internă. „Sper să ajungem la o metodă general valabilă, care să poată fi aplicată la motoare cu capacități cilindrice și niveluri de putere variabile”, spune cercetătorul.
Lucrarea științifică a s.l.dr.ing. Andrei Borborean, intitulată „Optimizarea funcționării motoarelor cu ardere internă prin utilizarea injecției de apă, alcool și GPL în galeria de admisie pentru reducerea emisiilor poluante”, este rezultatul mai multor ani de cercetare aplicată și teste experimentale realizate pe standuri dinamometrice, concepute special pentru acest tip de analiză.
Studiul explorează o abordare multidirecțională în reducerea emisiilor și creșterea eficienței energetice a motoarelor clasice, fără a fi necesare modificări radicale în structura acestora. Mai exact, Borborean analizează: efectele injecției de apă, alcool și amestecuri GPL-alcool asupra procesului de ardere.
Injecția de apă contribuie la reducerea temperaturii de ardere și, implicit, la diminuarea formării oxizilor de azot (NOx), datorită efectului său de răcire și evaporare rapidă. Injecția de alcool – în special etanol sau metanol – este utilizată pentru stabilizarea arderii în motoarele Diesel, favorizând o ardere mai completă și reducerea emisiilor de particule. În ceea ce privește amestecurile GPL-alcool, acestea valorifică avantajele ambelor componente: GPL-ul, ca și combustibil curat, și alcoolul, ca agent de oxigenare, conduc la un amestec cu emisii reduse și performanțe energetice îmbunătățite.
Testele au fost realizate pe motoare cu aprindere prin scânteie și aprindere prin comprimare, în regimuri variabile de funcționare, cu monitorizarea unor parametri precum presiunea în cilindru, compoziția gazelor de evacuare, consumul specific de combustibil și randamentul termic.
Rezultatele obținute sunt promițătoare:
Analiza rezultatelor experimentale relevă performanțe promițătoare, concretizate printr-o reducere a emisiilor de oxizi de azot (NOx) cu până la 60% în anumite regimuri de funcționare, o îmbunătățire a eficienței termice, o ardere mai completă și mai stabilă, precum și o scădere a consumului specific de combustibil în diverse condiții de operare.
Ceea ce face această cercetare deosebit de valoroasă este faptul că poate fi aplicată pe motoarele existente, fără a necesita o reconstrucție majoră. Se pot implementa sisteme de injecție auxiliară, controlate electronic, care injectează cantități precise de apă sau alcool în funcție de sarcină și regim.
Fig. II - Schema unui stand didactic pentru testarea și monitorizarea motoarelor termice cu aprindere internă
„Procesul este relativ simplu și nu necesită modificări majore ale arhitecturii motoarelor existente”, subliniază Borborean. Acest aspect face soluția atractivă pentru implementare rapidă și costuri reduse.
În spatele inovației stă o echipă interdisciplinară, tânără și ambițioasă, formată din: s Andrei Borborean, care colaborează cu doi doctoranzi dedicați: Izvorean Ștefan, care investighează eficiența injecției de alcool în motoarele Diesel, și Molnar Cosmin, axat pe optimizarea amestecului de GPL și alcool. Sub coordonarea profesorului Stoica Virgil, echipa își concentrează eforturile asupra unor soluții inovatoare ce pot redefini standardele tehnologice din domeniul transporturilor.
Fig. III - Echipa de cercetare Fig. IV - Grafic rezultate apă
Când nu este în laborator, Andrei Borborean explorează lumea pe două roți sau la manșa unui avion de mici dimensiuni. „Încerc să vizitez cât mai multe locuri și să cunosc culturi diferite. Până acum am reușit să ajung în 47 de țări, fiecare cu povestea ei”, spune cercetătorul.
Fig. V - s.l.dr.ing. Andrei Borborean
„Este o direcție de cercetare care nu doar că poate aduce beneficii imediate pentru industrie, dar poate contribui și la un mediu mai curat pentru toți”, concluzionează s Andrei Borborean.
Cu o echipă pasionată și o viziune orientată spre viitor, cercetătorul timișorean accelerează spre un obiectiv ambițios: transformarea motoarelor convenționale în tehnologii sustenabile, pregătite pentru provocările secolului XXI.
Într-o lume în care sustenabilitatea devine necesitate, cercetarea timișoreană propune nu doar o soluție – ci o revoluție în mișcare.