Notas
 
Instituto Mexicano del Transporte
Publicación bimestral de divulgación externa

NOTAS núm. 149, JULIO-AGOSTO 2014, artículo 3
Regulación de emisiones contaminantes de los motores de combustión interna
FLORES Oscar, FABELA Manuel, BLAKE Carlos, VÁZQUEZ David y HERNÁNDEZ Ricardo

 

Introducción

Los problemas que ha generado la contaminación ambiental en la actualidad, ha obligado a la sociedad a tomar acciones orientadas a la mitigación o atenuación de lo que les da origen. El transporte no está exento de estas acciones, siendo las emisiones un tema particularmente tratado por ser el producto de la combustión producida en los motores al generar la energía para producir el movimiento de los vehículos. Estos motores de combustión interna, que la mayoría emplea como combustible gasolina o diesel, emiten al ambiente diversos gases que alteran la composición natural y contribuyen, además, a reacciones químicas o físicas que deterioran la calidad del aire en el ambiente.

Como parte de los esfuerzos por disminuir los efectos negativos de las emisiones de los motores y las emisiones mismas, internacionalmente se han promulgado distintas estrategias que repercuten en las tecnologías aplicables para la conversión más eficiente de la energía. Un tema importante se avoca a la regulación de las emisiones, surgiendo desde la década de los 60’s los primeros intentos por promover acciones surgidas de la preocupación por preservar un medio ambiente sano. Con una mayor conciencia, han surgido dos tendencias normativas remarcables a nivel mundial, cuyos aspectos importantes aquí se describen.

Motores de combustión interna y sus emisiones

Desde su invención, los motores de combustión interna (MCI) se han convertido en la principal fuente de energía mecánica, produciendo a nivel mundial más de un 80% mediante este medio, [1, 2]. Con estos motores se acciona una gran diversidad de maquinaria y vehículos, como se ejemplifica en la Figura 1.

 

   

 

Figura 1. Aplicaciones para motores de combustión interna

 

Atendiendo a su encendido, los motores de combustión interna se dividen en encendido por chispa, que funcionan principalmente con gasolina, gas natural y LP, y encendido por compresión, que emplean como combustible el diesel o el biodiesel. Como principio de funcionamiento, transforman la energía química contenida en el combustible (mayormente fósiles) a energía mecánica. Sin embargo, de la necesaria combustión se generan productos nocivos para la salud, como son los gases que contaminan y alteran el medio ambiente (Figura 2).

 

 

Figura 2. Emisión de contaminantes de vehículo automotor

 

Los productos derivados de la combustión agrupan al dióxido y monóxido de carbono (CO2 y CO respectivamente), dióxido de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx) y diverso material particulado. En la Unión Europea, aunque los medios de locomoción son responsables únicamente de un 5 % de las emisiones de SO2, producen 25 % CO2, 87 % de CO y 66 % de NOx, [3].

Formación de contaminantes

La combustión es una reacción química de oxidación, en la que un elemento combustible (en este caso, hidrocarburos que forman la gasolina o diesel), se combina con un comburente, habitualmente oxígeno. Esta combinación da lugar a una serie de productos de reacción y una gran cantidad de calor.

Los hidrocarburos se componen únicamente por carbono e hidrógeno, por lo que su combustión total con oxígeno resulta únicamente en CO2 y agua. Sin embargo, debido a que el aire atmosférico, además del 21% de oxígeno, contiene un 78% de nitrógeno y un 1% de otros gases, inevitablemente se forman otros productos, como es el caso de los NOx. Además, parte de los hidrocarburos no se queman durante la combustión y se emiten a la atmósfera en forma de CO, de hidrocarburos no quemados y de partículas.

En el caso de los motores encendidos por chispa, los contaminantes vertidos a la atmósfera son, por orden de importancia, CO2, CO, hidrocarburos no quemados y NOx. Del mismo modo, en los motores de encendido por compresión, el CO2 es el principal contaminante; le siguen los NOx, que ocupan una situación similar a la de la materia particulada, [4].

Riesgos para la salud

Según cálculos de la Organización Mundial de la Salud, alrededor de 1,3 millones de personas mueren cada año de forma prematura como consecuencia de la contaminación atmosférica urbana. En España, la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica estima el número de víctimas en 16 000, casi 11 veces más que las 1480 muertes registradas en el 2011 por accidentes de tránsito, [4].

Una alta presencia de CO2 en el aire contribuye a empeorar su calidad y la afectación a las condiciones climáticas repercute directamente sobre la salud humana. Lo mismo ocurre con los hidrocarburos no quemados. El metano, por ejemplo, tiene un potencial de calentamiento global de 23, lo que significa que en un periodo de 100 años un kilogramo de metano tiene la capacidad de calentar la Tierra 23 veces más que un kilogramo de CO2. Afortunadamente sus cifras de emisión son mucho más contenidas y no todos los no quemados tienen el mismo potencial de calentamiento global que el metano. No obstante, el CO2 y los hidrocarburos no quemados son responsables directos del calentamiento global y, por lo tanto, de todas las patologías y catástrofes asociadas a éste, [4].

El NOx es el término genérico para referirse a todos los óxidos de nitrógeno. El NO2 y el NO3 son gases altamente reactivos, capaces de reaccionar con diversas sustancias orgánicas volátiles que se encuentran en la atmósfera, sólo bajo la presencia de la luz solar y el calor. Su reacción da como resultado el denominado ozono troposférico (O3). Aunque el ozono no es un contaminante por sí mismo, pues forma parte de la composición natural de la atmósfera y es el responsable principal de contener a los rayos UV que provienen del sol, su presencia a baja altura sí resulta perjudicial para el ser humano. En esa condición causa irritaciones en el aparato respiratorio, el agravamiento de alergias respiratorias y diversas enfermedades crónicas. Adicionalmente, los óxidos de nitrógeno contribuyen activamente a la acidificación del agua en el proceso conocido como lluvia ácida, cuya capacidad para reaccionar con compuestos de la atmósfera deriva en la generación de numerosos agentes mutagénicos y cancerígenos que se encuentran presentes en el aire que se respira cada día, [4].

La combustión incompleta de hidrocarburos produce también el CO, que es capaz de pasar a la sangre a través de las vías respiratorias, donde se combina con la hemoglobina. Una consecuencia directa es la disminución de las funciones del organismo humano por la imposibilidad de la carboxihemoglobina, el resultante de ésta combinación, para transportar el oxígeno a través del cuerpo. Las partículas, por su parte, son capaces de introducirse en el sistema respiratorio, donde las más finas (menores de 2,5 µm) pueden abrirse paso hasta las zonas más profundas. Son causantes directas de un gran número de muertes prematuras, así como disfunciones en el sistema respiratorio. Se relacionan directamente con el asma y en niños pueden contribuir a un mal desarrollo de la capacidad pulmonar. Además de sus efectos directos, pueden servir como medio de transporte para otras sustancias nocivas, [4].

Control de emisiones

Con el incremento de la población y de los vehículos de transporte han surgido también problemas de deterioro de la calidad del aire, cuyos efectos son más evidentes en las regiones densamente pobladas, Figura 3. Preocupados por este fenómeno, algunos gobiernos han tomado acciones para contrarrestar estos efectos. Dentro de las acciones consideradas se encuentra el establecimiento de estándares máximos permisibles de emisiones, programas de verificación vehicular y empleo de combustibles menos contaminantes.

 

Figura 3. Contaminación ambiental en ciudad densamente poblada

 

Agudizado por el paso del tiempo, estas medidas van siendo cada vez más restrictivas. Consecuentemente, los fabricantes de motores y vehículos han tenido qué desarrollar tecnologías que permitan cumplir con los límites de emisiones establecidos. Dentro de estas tecnologías se encuentran el uso de convertidores catalíticos, inyección electrónica de combustible, manejo selectivo de gases y filtros de partículas, entre otros.

A nivel mundial existen dos grupos de estándares vanguardistas de control de emisiones contaminantes y de calidad de combustibles. Estos estándares son desarrollados por la Unión Europea y por los Estados Unidos, conocidos comúnmente como normas Euro y EPA, respectivamente. Estos estándares son la referencia de muchos otros países para establecer sus propias normativas.

Normativa de Estados Unidos

El primero en establecer medidas para mitigar la contaminación generada por los MCI fue Estados Unidos. En 1963 promulgó el Acta del Aire Limpio (Clean Air Act, CAA), que ordenó adoptar estándares de control de la calidad del aire a nivel mundial. Como consecuencia de esta ley, la Agencia de Protección Ambiental (EPA), desarrolló y estableció normas para proteger la salud de la población expuesta a los contaminantes presentes en el aire atmosférico, [5]. Posteriormente, la Clean Air Act Ammendment (CAAA) enmendó la CAA en 1970, estableciendo la meta de reducción del 90% de emisiones en automóviles de gasolina nuevos a partir de 1975. Con este objetivo se incorporaron sistemas de control de evaporaciones en el tanque de combustible y el dispositivo de recirculación de gases de escape (Exhaust Gas Recirculation, EGR) para reducir las emisiones de NOx. En 1974 se adoptó el criterio Promedio Empresarial de Ahorro de Combustible (Corporate Average Fuel Economy, CAFE) y en 1975 se incorporó la primera generación de convertidores catalíticos (Two Way Catalytic Converter, TWC) para reducir las emisiones de hidrocarburos no quemados (HC) y de monóxido de carbono (CO), lo que requirió emplear gasolina sin plomo. Una nueva enmienda se aplicó en 1990 a la CAAA, estableciendo un límite máximo de contenido de azufre del diesel para autobuses escolares y camiones de carga y pasajeros en modelos de 1985 y posteriores, [5].

De esta forma se han ido restringiendo paulatinamente los límites permisibles de emisiones. La designación de la normativa es, para el caso de vehículos de carga pesada con motores de encendido por compresión, EPA más los últimos dos dígitos del año en que entra en vigor; por ejemplo, EPA 04, EPA 98 hasta EPA10, siendo esta última la vigente a la fecha. Para el caso de vehículos ligeros, motocicletas y automóviles con motores de encendido por chispa, la designación comienza por las letras Bin, seguidas por un número consecutivo descendente; ejemplo Bin 11, Bin 10, Bin 9, etc. Los límites de emisiones correspondientes a las distintas etapas normativas se presentan en la Tabla 1 y en la Tabla 2. Para vehículos de carga pesada con motor de encendido por compresión utilizando diesel como combustible, la Tabla 1 se expresa como masa por unidad de potencia en una hora (g/hp-h, en el sistema inglés). Los valores en la Tabla 2, para motores de encendido por chispa de uso en vehículos de carga ligera, automóviles y motocicletas, los valores se expresan en unidades de masa por unidad de longitud (g/mi, en el sistema inglés).

 

Tabla 1. Límites de emisiones para vehículos de carga pesada con motor de encendido por compresión utilizando Diesel como combustible

 

 

Etapa

Límite de emisiones [gr/bhp-hr]

NOx

PM

HC

CO

EPA 94 (1994)

5

0.1

1.3

15.5

EPA 98 (1998)

4

0.1

1.3

15.5

EPA 04 (2004)

2.5

0.1

1.3

15.5

EPA 07 (2007)

1.2

0.01

1.3

15.5

EPA 10 (2010)

0.2

0.01

1.3

15.5

 

Fuente: US Environmental Protection Agency, Emission Standards Reference Guide, noviembre de 2013 (www.epa.gov).

 

Tabla 2. Límites de emisiones para vehículos de carga ligera, automóviles y motocicletas con motor de encendido por chispa utilizando gasolina como combustible

 

Etapa

Límite de emisiones [gr/mi]

NOx

CO

PM

HCHO

Bin 11

0.6

5

-

0.022

Bin 10

0.4

3.4/4.4

-

0.015/0.018

Bin 9

0.2

3.4

-

0.015

Bin 8

0.14

3.4

-

0.015

Bin 7

0.11

3.4

-

0.015

Bin 6

0.08

3.4

-

0.015

Bin 5

0.05

3.4

-

0.015

 

Fuente: US Environmental Protection Agency, Emission Standards Reference Guide, noviembre de 2013 (www.epa.gov).

Para los motores de encendido por compresión se observa la disminución paulatina de los límites en los óxidos de nitrógeno (NOx) y el material particulado (PM), mientras que los hidrocarburos no quemados (HC) y el monóxido de carbono (CO) se mantienen sin cambios. Una tendencia similar para los NOx se aplica para los motores encendidos por chispa, conservando los límites de CO y HCHO (formaldehído atmosférico) a partir de Bin 9.

La calidad del combustible es un parámetro sumamente importante para que los motores puedan cumplir con los límites de emisiones contaminantes. Por tanto, la normativa EPA contempla este tema en sus regulaciones, restringiendo de forma paulatina principalmente el contenido de azufre, [5]. La evolución del contenido permisible de azufre en el diesel se presenta en la Tabla 3, mientras que para la gasolina se presenta en la Tabla 4. En este caso, el límite considera un intervalo.

 

Tabla 3. Límites máximos de contenido de azufre en el diesel

 

Año

Límite máximo de azufre (ppm)

Diesel automotriz

Diesel no automotriz

1970

1000

-

1980

1000

5000

1990

1000

3000

1993

500

-

2006

15

-

2007

-

500

2010

-

15

 

Fuente: US Environmental Protection Agency, Emission Standards Reference Guide, noviembre de 2013 (www.epa.gov).

 

Tabla 4. Límites máximos de contenido de azufre en la gasolina

 

Año

Límite máximo de azufre (ppm)

2004

120/300

2005

30/90

2006

30/80

2010

30/80

 

Fuente: US Environmental Protection Agency, Emission Standards Reference Guide, noviembre de 2013 (www.epa.gov).

 

Como se observa, la regulación fue menos restrictiva para el caso del diesel no automotriz, aunque a partir del año 2010 consideran el mismo límite de 15 ppm (partes por millón). Respecto a la gasolina, el límite restrictivo se mantiene en el mismo intervalo desde el 2006.

Normativa de la Unión Europea (UE)

En la Comunidad Económica Europea, la Agencia Europea del Medio Ambiente ha seguido las tendencias de los Estados Unidos, aunque con desfasamiento en la aplicación de normas de emisión. Con una política similar, las normas de emisión se definen en una serie de directivas de la Unión Europea con implantación progresiva, cada vez mayormente restrictivas. Las etapas son normalmente denominadas Euro 1 (1993), Euro 2 (1996), Euro 3 (2000), Euro 4 (2005), Euro 5 (2009) y Euro 6 (2014), para vehículos ligeros, mientras que para pesados utilizan números romanos ascendentes, como Euro I, Euro II hasta Euro VI, el último vigente. Esta normatividad queda bajo el marco jurídico de una serie de directivas derivadas como modificación de la Directiva 70/220/CEE, [6].

Actualmente, las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx), Hidrocarburos (HC), Monóxido de carbono (CO) y partículas se regulan para la mayoría de los tipos de vehículos, excluyendo los barcos de navegación marítima y los aviones, aplicando normas diferentes para cada tipo. El cumplimiento se determina controlando el funcionamiento del motor en un ciclo de ensayos normalizado, en el que los vehículos nuevos no conformes tienen prohibida su venta en la Unión Europea, pero que no son aplicables a los vehículos que ya están en circulación. En estas normas no se obliga el uso de una tecnología en concreto para limitar las emisiones de contaminantes, aunque se consideran las técnicas disponibles a la hora de establecer las normas, [6]. De la misma manera que en las normas EPA, las normas EURO para vehículos ligeros establecen los límites de emisiones en unidades de masa sobre unidades de longitud, mientras que para vehículos de carga pesada se expresan en unidades de masa sobre unidades de potencia por unidad de tiempo. Debido a la implantación del Sistema Internacional de Unidades de Medida, los valores se expresan en g/km y g/kWh, respectivamente.

La normativa europea contempla la categoría de vehículos pesados con motores diesel que en general incluye camiones y autobuses con peso mayor a 3500 kg. En vehículos con peso menor existen 4 categorías, a decir: vehículos turismo, vehículos industriales ligeros con peso menor o igual a 1305 kg, vehículos industriales ligeros con peso de 1305 a 1760 kg y vehículos industriales ligeros con peso de 1760 a 3500 kg. En todas estas categorías se incluyen límites tanto para el uso de gasolina como diesel. La Tabla 5 muestra un resumen sobre los límites de emisiones para vehículos con motor diesel y peso mayor a 3500 kg, mientras que la Tabla 6 resume los límites para vehículos en la categoría de peso de 1760 a 3500 kg, tanto con motores diesel como de gasolina.

 

Tabla 5. Límites máximos de emisiones para vehículos con motor diesel y peso mayor a 3500 kg

 

Etapa

Fecha

Límite de emisiones g/kWh

CO

NOx

HC

PM

Euro 0

1988-1992

12.3

15.8

2.60

-

Euro I

1992-1995

4.9

9.0

1.23

0.40

Euro II

1995-1999

4.0

7.0

1.10

0.15

Euro III

1999-2005

2.1

5.0

0.66

0.10

Euro IV

2005-2008

1.5

3.5

0.46

0.02

Euro V

2008-2012

1.5

2.0

0.46

0.02

Euro VI

2013

1.5

0.5

0.13

0.009

 

Fuente: Wikipedia, Normativa Europea Sobre Emisiones, noviembre de 2013 (www.es.wikipedia.org).

 

Tabla 6. Límites máximos de emisiones para vehículos industriales ligeros a diesel y gasolina con peso de 1760 a 3500 kg

 

Etapa

Fecha

Límite de emisiones g/km

Diesel

Gasolina

CO

HC

HC+NOx

NOx

PM

CO

HC

HC+NOx

NOx

PM

Euro 1

1994

6.9

-

1.7

-

0.25

6.9

-

1.7

-

-

Euro 2

1998

1.5

-

1.6

-

0.20

5.0

-

0.8

-

-

Euro 3

2001

0.95

-

0.86

0.78

0.10

5.22

0.29

-

0.21

-

Euro 4

2006

0.95

-

0.46

0.39

0.06

2.27

0.16

-

0.11

-

Euro 5

2010

0.74

-

0.35

0.28

0.005

2.27

0.16

-

0.082

0.005

Euro 6

2015

0.74

-

0.35

0.28

0.005

 

 

 

 

 

 

Fuente: Wikipedia, Normativa Europea Sobre Emisiones, noviembre de 2013 (www.es.wikipedia.org).

 

En cuanto a lo que se refiera a la cantidad de azufre en los combustibles, la legislación europea impone los límites indicados en la Tabla 7. Se observa que estos valores son ligeramente menores que los contemplados por la normativa EPA.

 

Tabla 7. Límites máximos de azufre para diesel y gasolina

 

Año

Límite máximo de azufre (ppm)

Diesel

Gasolina

1996

400

500

2000

300

150

2005

40

50

2009

8

10

 

Fuente: Europa, Síntesis de la Legislación Europea, noviembre de 2013 (www.europa.eu).

 

Comparativa EPA - Euro

Las normativas de control de emisiones de Estados Unidos (EPA) y las de la Comunidad Europea (Euro) presentan ciertas diferencias, con límites más restrictivos para unos u otros contaminantes. Tal es el caso de los límites aplicados a vehículos de carga pesada que funcionan con diesel, en los que la normativa Euro es más estricta que la EPA para el caso del material particulado, mientras que esto se invierte para los óxidos de nitrógeno (NOx). En la Figura 4 se muestran las diferentes etapas de ambas normativas, en las que se pueden observar las diferencias descritas.

 

 

 

Figura 4. Comparativa entre límites máximos de emisiones de Normas EPA y Euro para vehículos de carga pesada que usan diesel.

 

De igual forma existen diferencias en los niveles permisibles de contenido de azufre en los combustibles, así como en los periodos en que entran en vigor las reducciones en estos niveles. En la Figura 5 se observan estas reducciones, en las que resulta notorio que la normativa Euro contempla niveles inferiores para el caso del diesel.

 

  

 

Figura 5. Comparativa entre límites máximos de contenido de azufre en la gasolina y el diesel.

 

Normativa mexicana

En el caso de México existen dos vertientes para la regulación de los límites máximos permisibles de emisiones contaminantes. Por un lado está la normativa que atañe a los vehículos que ya se encuentran en circulación, mientras que por otro está la correspondiente a vehículos nuevos.

Considerando la primer vertiente, la NOM-041-SEMARNAT-2006 establece los límites máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina como combustible, [7]. El objetivo de esta norma es establecer los límites máximos de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono, oxígeno y óxido de nitrógeno; así como el nivel mínimo y máximo de la suma de monóxido y bióxido de carbono. Esta norma exenta a vehículos con peso bruto vehicular menor de 400 kg, motocicletas, tractores agrícolas, maquinaria dedicada a las industrias de la construcción y minera. Así mismo, establece aspectos y características aplicables a los programas de verificación vehicular.

Complementariamente, la NOM-045-SEMARNAT-2006 establece los límites máximos permisibles de coeficiente de absorción de luz y el porcentaje de opacidad, provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan diesel como combustible, [8]. De manera similar a la anterior, su obligatoriedad excluye la maquinaria equipada con motores a diesel empleada en las actividades agrícolas, de la construcción y de la minería.

Para regular las emisiones en vehículos nuevos se cuenta con la NOM-076-SEMARNAT-2012, que establece los niveles máximos permisibles de emisiones provenientes de vehículos propulsados por motores que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y otros combustibles alternos y con peso bruto mayor de 3857 kg nuevos en planta. Esta norma es de observancia obligatoria para los fabricantes, importadores y ensambladores de motores nuevos que se desee comercializar en México [9]. En la Tabla 8 se muestran los límites máximos de emisiones para los motores de encendido por chispa, considerando los métodos de prueba tanto americanos como europeos. Se incluye en la norma la especificación para Hdirocarburos no metano (HCNM).

 

Tabla 8. Límites máximos permisibles de emisiones

 

Estándar

Límite de emisiones g/bhp-hr

PBV 3857-6350 kg

PBV mayor de 6350 kg

HC

HCNM

CO

NOx

HCev

HC

HCNM

CO

NOx

HCev

A

1.1

-

14.4

4.0

3.0

1.9

-

37.1

4.0

3.0

B

-

0.14

 

0.2

1.75

-

0.14

14.4

0.2

2.3

 

Límite de emisiones bajo el Ciclo Europeo de Transición g/kWh

 

CH4

HCNM

CO

NOx

PM

A1

1.10

0.55

4.00

3.50

-

B1

1.10

0.55

4.00

2.00

0.03

                             

 

Fuente: Diario Oficial, NOM-076-SEMARNAT-2012.

 

El Estándar A se refiere a los límites máximos a partir de la entrada en vigor de la norma, utilizando el método de prueba de Ciclo Transitorio. Para cumplir con el Estándar B es necesario contar con plena disponibilidad de gasolina en todo el país con promedio de contenido de azufre de 30 a 80 ppm. Los límites de los Estándares A1 y B1 aplican únicamente para motores diseñados para cumplir con el Ciclo Europeo de Transición. El Estándar A1 tendrá vigencia hasta junio de 2014 y en julio del mismo año entrara en vigor el Estándar B1.

Complementariamente, la NOM-042-SEMARNAT-2003 establece los límites máximos permisibles de emisiones provenientes del escape de los vehículos automotores nuevos, cuyo peso bruto vehicular no exceda los 3,857 kilogramos, que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y diesel. Esta Norma aplica tanto a vehículos nuevos fabricados en México, como a los fabricados en otros países que se importen definitivamente en el territorio nacional, estableciendo, además, una clasificación de vehículos acorde al tipo de carga para la que están diseñados, y al peso bruto vehicular, [10]. Así, se tiene que existe la categoría de vehículo de pasajeros (VP), camión ligero (1, 2, 3, 4) y vehículo utilitario.

Respecto a emisiones de vehículos de carga pesada que usan diesel como combustible empleados para propulsar vehículos automotores nuevos con peso bruto vehicular mayor de 3857 kilogramos, se aplica la NOM-044-SEMARNAT-2006. La norma establece los límites máximos permisibles de emisiones contaminantes de hidrocarburos (HC), hidrocarburos no metano (HCNM), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no metano más óxidos de nitrógeno (HCNM+NOX), partículas (PM) y opacidad del humo proveniente del escape, [11]. Estos valores máximos permisibles de emisiones se aprecian en la Tabla 9, considerando los métodos de prueba tanto europeos como norteamericanos.

 

Tabla 9. Límites máximos permisibles de emisiones para vehículos de carga pesada que utilizan diésel

 

Estándar

Límite de emisiones g/bhp-hr

CO

NOx

HC

PM

HCNM+NOx

Opacidad %

A

15.5

4.0

1.3

0.10

-

20 -15 - 50

B

-

-

2.4

 

Límite de emisiones bajo el Ciclo Europeo de Transición g/kWh

 

CO

NOx

HC

PM

Opacidad

A1

2.1

5.0

0.66

0.1

0.8

B1

1.5

3.5

0.46

0.02

0.5

                     

 

Fuente: Diario Oficial, NOM-044-SEMARNAT-2006

Los Estándares A y A1 tienen vigencia para vehículos fabricados desde 2006 hasta junio de 2008. Posteriormente, se aplican los Estándares B y B1 para vehículos fabricados a partir de julio de 2008 hasta junio de 2014.

En lo que respecta a la calidad de los combustibles, México cuenta con la NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005, en donde se dan las especificaciones que deben cumplir los combustibles fósiles que se comercialicen en territorio nacional [12]. Entre otras propiedades, en esta Norma se especifica la cantidad máxima de azufre que deben contener tanto el diesel como la gasolina, como se muestra en la Tabla 10.

 

Tabla 10. Límites máximos permisibles de contenido de azufre en combustibles

 

Año

Límite máximo de azufre (ppm)

Gasolina

Diesel

Premium

Magna

Diesel automotriz

Diesel

2005

250/300

300/500

500

5000

2006

30/80

 

 

 

2007

 

 

15 zona fronteriza

 

2009

 

30/80

15 resto país

 

 

Fuente: Diario Oficial, NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005

 

Comentarios finales

Un tema importante para el cumplimiento con la normatividad respecto a los límites permisibles de contaminantes arrojados a la atmósfera, es la aplicación de tecnologías aplicadas a los motores para la reducción de emisiones, que está asociado con un segundo tema referente a la calidad de los combustibles utilizados. El desarrollo tecnológico ha permitido fabricar motores que, considerando una buena calidad de combustible, emitan contaminantes al ambiente en magnitudes menores a los límites indicados. En la medida en que paralelamente se extienda la disponibilidad de combustibles con características que mejoren su proceso de combustión, facilitarán que los motores avanzados tecnológicamente tengan una mayor eficiencia, con menores emisiones que afecten negativamente la calidad del aire y, en extensión, al medio ambiente.

En ese contexto, el uso de diesel automotriz denominado de ultra bajo azufre (UBA) que contiene cuando mucho 15 ppm, favorece una menor emisión de contaminantes al utilizarse en motores de última generación. En la frontera norte hay disponibilidad de diesel de estas características y, bajo condiciones particulares, es empleado por algunos sistemas colectivos de transporte en otras regiones, como es el caso del Metrobús en la Cd. de México, D.F. Este tipo de combustibles favorecen el cumplimiento normativo de los límites indicados de emisiones contaminantes y, por tanto, una mayor disponibilidad de combustibles con estas mejoras permitiría preparar ajustes o modificaciones a la NOM-044-SEMARNAT-2006 para reducir los límites de emisiones de vehículos de carga pesada que utilizan diesel. Consecuentemente, los ajustes normativos promoverían un mayor compromiso de fabricantes y armadores de vehículos para equipar sus unidades con motores con tecnología de punta en la reducción de emisiones. Dichas tecnologías dependen del uso de combustibles con niveles muy bajos de azufre para funcionar de forma correcta y mitigar, con ello, el daño al medio ambiente generado por este tipo de transportes.

Referencias

1. Jovaj, M.S. y Maslov, G.S. Motores de automóvil. Editorial Pueblo y Educación. La Habana. 1978.

2. Jovaj, M.S. y otros. Motores de automóvil. Editorial Mir. Moscú.1982.

3. Aficionados a la Mecánica. Página web http://www.aficionadosalamecanica.net consultada en noviembre de 2013

4. TECMOVIA Tecnología y Coches de Nueva Generación. Página web http://www.tecmovia.com consultada en noviembre de 2013.

5. Enviroment Protection Agency (EPA). Página web http://www.epa.gov consultada en diciembre de 2013.

6. Wikipedia La Enciclopedia Libre. Página web  http://es.wikipedia.org consultada en noviembre de 2013

7. Norma Oficial Mexicana NOM-041-SEMARNAT-2006, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina como combustible, Diario Oficial, Primera Sección, pp35-42, martes 6 de marzo de 2007.

8. Norma Oficial Mexicana NOM-045-SEMARNAT-2006, Protección ambiental. Vehículos en circulación que usan diesel como combustible. Límites máximos permisibles de opacidad, procedimiento de prueba y características técnicas del equipo de medición, Diario Oficial, Primera Sección, pp25-36, jueves 13 de septiembre de 2007.

9. Norma Oficial Mexicana NOM-076-SEMARNAT-2012, que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno provenientes del escape, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible, que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y otros combustibles alternos y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores con peso bruto mayor de 3857 kg nuevos en planta. Diario Oficial, Segunda Sección, pp 35-42, martes 27 de noviembre de 2012.

10. Norma Oficial Mexicana NOM-042-SEMARNAT-2003, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos totales o no metano, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y partículas provenientes del escape de los vehículos automotores nuevos cuyo peso bruto vehicular no exceda los 3,857 kilogramos, que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y diesel, así como de las emisiones de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible de dichos vehículos. Diario Oficial, Primera Sección, pp64-76, miércoles 7 de septiembre de 2005.

11. Norma Oficial Mexicana NOM-044-SEMARNAT-2006, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos totales, hidrocarburos no metano, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas y opacidad de humo provenientes del escape de motores nuevos que usan diesel como combustible y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores nuevos con peso bruto vehicular mayor de 3857 kilogramos, así como para unidades nuevas con peso bruto vehicular mayor a 3857 kg equipadas con este tipo de motores, Diario Oficial, Primera Sección, pp2-9, jueves 12 de octubre de 2006.

12. Norma Oficial Mexicana NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005, Especificaciones de los combustibles fósiles para la protección ambiental. Diario Oficial, Primera Sección, pp64-81, lunes 30 de enero de 2006.

FLORES Oscar
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