PERFORMANCE AND LEVELS ANALYSIS OF POLLUTANT EMISSIONS WHEN USING BIOFUELS IN THE PT6 ENGINE
Abstract
The Aircraft use jet engines, which have been op-timized over the years to be more efficient, silent, generate higher performance and emit lower levels of polluting emissions. However, there is still a high dependence on fossil fuels, for which high-lights the need to strengthen the study of alterna-tive fuels such as hydrogen and biofuels. To investigate the benefits of some biofuels, the different performances and emissions of biodiesel were theoretically studied in one of the most widely used engines in Colombia, the PT6-A. The results indicate that the use of this biofuel reduces NOX levels and maintains engine performance at ac-ceptable levels. Analytical studies also indicate that the behavior of NOX levels is approximately quadratic in the studied interval and CO2 produc-tion is directly proportional to the percentage of biofuel in the blends.
References
L. R. E. &. M. V. C. M. Mónico, «Combustibles alternativos en el transporte aéreo nacional.,» Ciencia y Poder Aéreo, p. 68–76, 2020.
MinTransporte, «En 9,1% aumentó el tráfico de pasajeros movilizados vía aé-rea en 2019.,» 21 02 2020. [En línea]. Available: https://mintransporte.gov.co/publicaciones/8143/en-91-aumento-el-trafico-de-pasajeros-movilizados-via-aerea-en-2019/#:~:text=Un%20crecimiento%20del%209%2C1,de%20los%20cuales%20389%20mil.
Aviacionline, «Aviacionline,» 2023. [En línea]. Available: https://www.aviacionline.com/2021/12/analysis-2021-a-golden-dorado-year-for-colombias-aviation/.
Portafolio., «En 10 años, Colombia duplicó su conexión aérea con el mundo,» 28 02 2018. [En línea]. Available: https://www.portafolio.co/negocios/en-10-anos-colombia-duplico-su-conexion-aerea-con-el-mundo-514765.
B. X. BECERRA, «Terpel firmó contrato con Ecopetrol por $3,5 billones para comprar combustible de avión,» 26 11 2021. [En línea]. Available: https://www.larepublica.co/economia/terpel-firmo-contrato-con-ecopetrol-por-3-5-billones-para-comprar-combustible-de-avion-3268198.
B. N. Mundo, «Cambio climático: ¿cuál es el medio de transporte que más contamina?,» 26 08 2019. [En línea]. Available: https://www.bbc.com/mundo/noticias-49461967.
T. G. Economy, «Consumo de combustible de aviación - Clasificaciones,» 13 02 2023. [En línea]. Available: https://es.theglobaleconomy.com/rankings/jet_fuel_consumption/.
J. X. Z. C. K. &. N. H. Yang, «An overview on performance characteristics of bio-jet fuels.,» Fuel, vol. 237, pp. 916-936, 2019.
D. A. a. S. S. Tetteh, «The Blue Hydrogen Economy: A Promising Option for the Near-to-Mid-Term Energy Transition,» ASME. J. Energy Resour. Technol, vol. 145, nº 4, 26 10 2022.
P. S. D. Y. V. R. A. M. C. G. T. S. Priya, «Biofuels: An alternative to conventional fuel and energy source,» Materials Today: Proceedings, vol. 48, nº 5, pp. 1178-1184, 2022.
G. Cican, D. Crunteanu, R. Mirea, L. Ceatra y C. Leventiu, «Biodiesel from Recycled Sunflower and Palm Oil—A Sustainable Fuel for Microturbo-Engines Used in Airside Applications,» Sustainability, vol. 15, 2023.
M. O. L. B. J. S.-G. M. P.-O. J. G. M. a. P. A. Laborde, «Simulation of the production process of biodiesel from jatropha curcas oil,» Latin American Applied Research, vol. 49, nº 4, pp. 275-28, 2019.
F. U. Nisa, «Chapter 12 - Biofuel: A unique solution for the future energy crisis,» Environmental Sustainability of Biofuels, pp. 219-236, 2023.
O. &. M. L. Venegas, «Influence of biodiesel blends produced in Colombia on a Diesel engine,» Journal of Mechanical Engineering and Sciences, vol. 15, nº 3, p. 8428–8439, 2021.
C. C. L. D. S. Z. X. C. R. Z. X. .. &. W. J. Zhang, «Mitigation effects of al-ternative aviation fuels on nonvolatile particulate matter emissions from aircraft gas turbine engines: A review.,» Science of The Total Environment, 2022.
O. O. a. N. A. Ahmed, «OVERVIEW OF BIODIESEL COMBUSTION IN MITIGATING THE ADVERSE IMPACTS OF ENGINE EMISSIONS ON THE SUSTAINABLE HUMAN–ENVIRONMENT SCENARIO,» Sustainability , vol. 13, nº 10, pp. 1-28, 2021.
P. J. a. E. P, «SECOND GENERATION BIOFUELS MARKET BY FEEDSTOCK (SIMPLE LIGNOCELLULOSE, COMPLEX LIGNOCELLULOSE, SYNGAS, ALGAE, AND OTHERS), APPLICATION (TRANSPORTATION, POWER GENERATION AND OTHERS), TYPE (CELLULOSIC ETHANOL, BIODIESEL, BIO BUTANOL, BIO DME, AND OTHERS), A,» Allied Market Research, 2021.
M. H. &. S. M. Azami, «Comparative study of alternative biofuels on aircraft engine performance. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,» Part G: Journal of Aerospace Engineering, vol. 231, nº 8, p. 1509–1521, 2017.
N. C. b. H. C. Ozgur Balli a, «Aviation, energy, exergy, sustainability, exergoenvironmental and thermoeconomic analyses of a turbojet engine fueled with jet fuel and biofuel used on a pilot trainer aircraft,» Energy, vol. 263, 2023.
BBC, «3 innovaciones para que los aviones contaminen menos.,» 11 05 2019. [En línea]. Available: https://www.bbc.com/mundo/noticias-48238334 .
Infobae, «Un Airbus A350 propulsado con biocombustible voló de París a Montreal,» 24 05 2021. [En línea]. Available: https://www.infobae.com/mix5411/2021/05/24/un-airbus-a350-propulsado-con-biocombustible-volo-de-paris-a-montreal/.
Bioenergía, «Primer vuelo de largo radio con biocombustible producido en España,» 01 06 2022. [En línea]. Available: https://www.energias-renovables.com/bioenergia/primer-vuelo-de-largo-radio-con-biocombustible-20220601.
Boeing, «Boeing pilots the birth of biofuel for aviation's sustainable growth,» 26 06 2019. [En línea]. Available: https://www.boeing.com/company/about-bca/washington/biofuel-06-26-19.page.
Etihad, «Etihad Airways’ Sustainable Flight reduces carbon emissions by 72%,» 28 10 2021. [En línea]. Available: https://www.etihad.com/en/news/etihad-airways-sustainable-flight-reduces-carbon-emissions-by-72.
L. República, «Boeing estudia producir en Medio Oriente nuevos biocombustibles con plantas del desierto.,» 22 01 2014. [En línea]. Available: https://www.larepublica.co/globoeconomia/boeing-estudia-producir-en-medio-oriente-nuevos-biocombustibles-con-plantas-del-desierto-2099810.
A. News., «Boeing se asocia con South African Airways para obtener combustible de una nueva planta de tabaco.,» 07 08 2014. [En línea]. Available: https://aerolatinnews.com/destacado/boeing-se-asocia-con-south-african-airways-para-obtener-combustible-de-una-nueva-planta-de-tabaco/.
S. China.org, «China permite uso comercial de biocombustible para aviación,» 12 02 2014. [En línea]. Available: http://spanish.china.org.cn/txt/2014-02/12/content_31454275.htm.
B. Analytic., «Biocombustibles para la aviación: el futuro de los combustibles para aviones,» [En línea]. Available: https://www.betalabservices.com/espanol/biocombustibles/combustibles-para-aviacion.html .
Repsol, «Biocombustibles para volar más limpio,» [En línea]. Available: https://www.repsol.com/imagenes/global/es/Biocombustibles%20para%20volar%20m%C3%A1s%20limpio_tcm13-15270.pdf.
C. Carvajal, «Primer vuelo de un Airbus A380 con biofuel 100%, reduce casi un tercio su huella de CO2,» 01 04 2022. [En línea]. Available: https://computerhoy.com/noticias/tecnologia/primer-vuelo-airbus-a380-biofuel-100-reduce-casi-tercio-huella-co2-1037881.
E. Mañana, «México apuesta por biocombusti-ble en aviación,» 2015. [En línea]. Available: https://elmanana.com.mx/ .
p. Tamburelli, «PLAN DE ACCIÓN DEL ESTADO ARGENTINO PARA LA REDUCCIÓN DE EMISIONES DE CO2 EN LA AVIACIÓN,» Ciudad de Buenos Aires, 2021.
Bnamericas, «Chile will promote the development of clean fuels for aviation,» 17 01 2023. [En línea]. Available: https://www.bnamericas.com/en/news/chile-will-promote-the-development-of-clean-fuels-for-aviation.
L. Martín-Crespo, «Biocombustibles en Aviación,» 2016. [En línea]. Available: https://www.hispaviacion.es/biocombustibles-en-aviacion/.
F. Mucino, «Así avanzan los biocombustibles en la aviación,» 20 12 2017. [En línea]. Available: https://a21.com.mx/aeronautica/2017/12/20/asi-avanzan-los-biocombustibles-en-la-aviacion.
L. V. Restrepo, «LAN realiza primer vuelo con biocombustible en Colombia.,» 21 08 2013. [En línea]. Available: https://www.elcolombiano.com/historico/lan_realiza_primer_vuelo_con_biocombustible_en_colombia-NCec_25656.
W. A. M. &. M. S. Mahammadsalman, «Investigation of aircraft engine performance utilizing various alternative fuels.,» IOP Conference Series: Materials Science and engineering, vol. 642, 2019.
S. D. A. N. &. J. F. D. Stephen, «Bio-aviation Fuel: A Comprehensive Review and Analysis of Supply chain components. Frontiers in energy research.,» 2020.
C. N. Digital, «Biocombustibles para la aviación podrían ser competitivos en menos de una década,» 12 02 2012. [En línea]. Available: https://www.caribbeannewsdigital.com/es.
G. American, «Colombia: A renewable energy powerhouse?,» 10 11 2021. [En línea]. Available: https://theglobalamericans.org/2021/11/colombia-a-renewable-energy-powerhouse/.
S. G. M. Intelligenc, «Colombia’s prospects for renewables,» 19 10 2021. [En línea]. Available: https://www.spglobal.com/marketintelligence/en/mi/research-analysis/colombias-prospects-for-renewables.html.
E. y. Negocios, «Estrategia y Negocios,» 18 05 2021. [En línea]. Available: https://www.estrategiaynegocios.net/inicio/998090-330/aviotechnology-apuesta-por-mantenimiento-aeron%C3%A1utico.
F. A. Colombiana, «Fuerza Aerea Colombiana,» 2021. [En línea]. Available: https://www.fac.mil.co/.
K. C. Fernandez, «Caracterización Teóri-ca de Parámetros del Biodiesel y Estudio de Algu-nas de sus Emisiones.,» Madrid, 2018.
J. &. K. D. Odgers, «The Prediction of Thermal NOx in Gas Turbines,» Proceedings of the ASME 1985 Beijing International Gas Turbine Symposium and Exposition. Volume 2: Coal, Biomass and Alternative Fuels; Combustion and Fuels. Beijing, People’s Republic of China, vol. 2, 1985.
R. F. R. B.-a. M. M. Pierre-Alexandre Glaude, «Adiabatic flame tempera-ture from biofuels and fossil fuels and derived effect on NOx emissions,» Fuel Processing Technology, vol. 91, nº 229-235, 2010.
P. &. W. Canada., «PT6A-60 series training manual.,» 2023. [En línea]. Available: https://prattwhitney.com/.
A. F. El-Sayed, Aircraft Propulsion and Gas Turbine Engines, 2017.
