Una de las mayores preocupaciones ecológicas en el mundo, se refiere a la contaminación del aire debido a fuentes móviles. Su qravedad es especialmente notoria en las grandes ciudades, pero también es patente a lo largo de carreteras con tránsitos importantes. Para reducir las emanaciones tóxicas al ambiente, en México se han introducido nuevos tipos de gasolina: primero una nueva mezcla expendida principalmente en las zonas metropolitanas y recientemente la llamada Magna Sin (sin plomo), a la que se le atribuyen menores emisiones con partículas de plomo, pero que será eficaz sólo en vehículos equipados con convertidores catalíticos (comercialmente, los modelos 1991).

Para situar los esfuerzos que realiza nuestro país con relación a los avances en otros países, a continuación se presenta la síntesis de un artículo sobre el tema aparecido en el número 148 de la revista Transportation Research News, de los Estados Unidos.

En ese país, durante los ochentas se desarrollaron gasolinas de combustión más limpia para responder a las demandas de una tecnología automotriz cada vez más compleja. Al mismo tiempo, frente a las preocupaciones ecológicas, se redujeron en forma importante los contenidos de plomo de la gasolina. En 1989, el contenido de plomo fue menor que el 1% del que prevalecía en 1970.

La avanzada tecnología de los motores, la introducción de los convertidores catalíticos y el mejoramiento de la gasolina se combinaron para reducir en un 98% las emisiones tóxicas de un automóvil moderno, con relación a la de los vehículos menos contaminantes de hace veinte años. La principal causa de esta espectacular reducción en la emisión de contaminantes es, según se ha comprobado, el uso combinado de dispositivos de control de las emisiones y combustibles adecuados. Sin embargo, a pesar de esos avances, la disminución de las emisiones de ozono no ha sido significativa, por lo que industrias y gobierno se han abocado a formular normas aún más estrictas.

Algunos proclaman que los llamados combustibles alternativos, principalmente a base de metanol, producen menos precursores de ozono que los combustibles convencionales. Esto ha preocupado a la industria petrolera, ya que considera que hacen falta datos para evaluar costos, beneficios y riesgos del metanol, como paso previo a la toma de decisiones legislativas y de inversión que afectarán significativamente a las industrias del transporte y la energía. Por su parte, la Administración Bush ha manifestado que la búsqueda de combustibles más limpios debe ocurrir en un mercado dinámico y libre.

Para asegurar decisiones basadas en la la mejor evidencia científica disponible, las industrias automotriz y del petróleo anunciaronun esfuerzo conjunto de investigación a desarrollarse en 1990 cuyo propósito no es establecer una posición de la industria sobre los combustibles alternativos, sino adquirir más datos sobre los costos y beneficios ambientales de mezclas reformuladas de gasolina y combustibles a base de metanol.

La primera fase de la investigación, con un costo de 14.5 millones de dólares, examinaría las emisiones de los automóviles y sus efectos en la calidad dei aire. Considerará costos y beneficios de usar varias mezclas de metanol en vehículos prototipo y varios tipos de gasolinas en vehículos modelos 1983-1985 y 1989: se probarán tres combustibles a base de metanol en veinte vehículos prototipo, capaces de usar varios tipos de combustibles y 26 gasolinas reformuladas en 34 vehículos comerciales con más de 10 mil millas recorridas.

Las pruebas se efectuarían en laboratorios certificados por la Agencia para la Protección del Medio Ambiente, consistentes en más de 2,200 pruebas para medir emisiones de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono (precursores del ozono), además del mayor número de análisis cromatográficos jamás realizado para obtener información sobre la reactividad y los contenidos tóxicos de las emisiones.

Los datos servirán para simular los efectos de las diferentes mezclas y fórmulas en la calidad del aire mediante modelos sencillos para algunas ciudades y modelos detallados para tres ciudades (Los Angeles y otras por definirse). Estos análisis se complementarán con estudios económicos para determinar las alternativas con mayor costo-efectividad en la reducción de ozono. En paralelo, la Asociación Nacional de Refinadores de Petróleo está recopilando datos sobre los costos y los métodos de producción de los nuevos combustibles.

La segunda fase de la investigación (en planeación) incluiría pruebas con otros vehículos y combustibles alternativos; entre ellos figuran vehículos que funcionan con metanol avanzado, otros que operan indistintamente con gas natural comprimido (GNC) o gasolina, y otros más que utilizan una mezcla de 85% metanol y 15% gasolina (M-85, forma primaria del metanol), metanol al 100% (M-100) o GNC.

Para la industria petrolera, el gas natural comprimido tiene aparentes ventajas sobre otros combustibles alternativos, además de un significativo potencial de comercialización, por ejemplo:

• el gas natural para elaborar el GNC puede producirse localmente, lo que reduciría las importaciones petroleras de Estados Unidos y mejoraría su seguridad energética, en contraste, el metanol procesado tendría que ser mayoritariamente suministrado del extranjero;
• el GNC posee 1.5 veces la energía del metanol por lo que ofrece una mayor economía de combustible;
• el metanol requeriría costosos sistemas de manufactura y distribución que se agregarían a los existentes; en el caso del GNC, gran parte de la infraestructura está construida y su distribución podría aprovechar la vasta red existente para el gas natural;
• el metanol plantea riesgos considerables, pues ingerir tan sólo una onza puede producir ceguera y dos onzas pueden ser letales; el metanol es veinte veces más tóxico que la gasolina, mientras que el GNC no es tóxico.

Datos preliminares sobre las emanaciones del gas natural comprimido y del metanol.

Al comparar los vehículos con tecnología actual que utilizan gas natural comprimido (GNC) con los que usan metanol (M-85), datos de la Agencia para el Medio Ambiente de los Estados Unidos muestran que lo primeros emiten un tercio menos de hidrocarburos activos y sólo un octavo del monóxido de carbono. Asimismo, tienen emisiones de óxidos de nitrógeno similares a las de los segundos.

Comparando los de GNC con los que consumen M-100 ya en el rango de la tecnología avanzada, ambos emiten cantidades similares de hidrocarburos activos, pero los primeros producen un tercio menos óxidos y dos tercios menos monóxido de carbono. Los motores a base de GNC emiten menos partículas que aquellos que consumen metanol o gasolina.

Otros estudios preliminares en torno al metanol (Sierra Research; Office of Technology Assessment, U.S. Congress) han demostrado que el uso de éste en vehículos convencionales no ofrece ninguna ventaja clara con respecto a la gasolina y que resulta más caro para el control de emisiones de compuestos orgánicos volátiles .

Uso y distribución actuales del gas natural comprimido.

Los vehículos para el uso exclusivo de metanol son todavía prototipos y existen poco menos de mil vehículos convencionales adaptados que lo usan. En el caso del GNC, es utilizado rutinariamente por cerca de 700,000 vehículos en el mundo, principalmente en EUA (30,000), Canadá, Nueva Zelanda, Italia, la Unión Soviética y Australia. El equipo de conversión a GNC ya ha sido desarrollado y producido comercialmente.

La mayoría de las conversiones son realizadas por los propietarios de los vehículos a un costo de aproximadamente 1,500 dólares. Si los vehículos se adaptaran en fábrica en grandes volumenes, el sobreprecio con relación a un vehículo similar de gasolina sería del orden de los doscientos dólares.

La conducción de gas natural por gasoducto se hace a una presión de 500 a 1,000 lb/pulg² . Esta se reduce a 100 lb/pulg² o menos para distribución y más aún en la entrega al distribuidor al menudeo. Para cargarlo a los vehículos, usualmente es necesario recomprimirlo a 2,400 lb/pulg² en una instalación de GNC. Una estación típica de venta de este combustible consistiría en un compresor, cierta capacidad de almacenamiento, conectores para los vehículos y los dispositivos y controles necesarios de seguridad, a un costo de cerca de 250,000 dólares.

Existen tecnologías tanto de llenado rápido como lento. Actualmente la mayoría de los vehículos se llenan con el sistema lento durante la noche u horas de encierro; sin embargo, en Canadá e Italia, en donde existe un gran número de usuarios particulares de GNC, hay numerosas estaciones de llenado rápido: una carga típica toma de 3 a 5 minutos.

A un precio equivalente de $ 1.00 por galón y $ 3.00 por millón de BTU, los costos de operación con gasolina y GNC son prácticamente iguales si los vehículos son convertidos económicamente.

El gas natural comprimido y la seguridad.

El parque de diversiones Disneylandia, en California, ha usado GNC en sus vehículos por más de veintiún años. A la fecha sus motores han operado más de tres millones de horas (140,000 anuales) y recorrido casi ciento treinta millones de millas sin incidente alguno asociado al combustible. Su flotilla incluye 59 vehículos acuáticos para los cuales la seguridad plantea mayores exigencias que en el caso de vehículos terrestres. Esta empresa tiene un programa para la conversión del resto de sus 400 vehículos a GNC, a una tasa del 5 al 10% anual.

Las características de operación con GNC son similares a las de vehículos a gasolina. Con GNC se presenta una pérdida de aproximadamente 10% de la potencia, porque el gas desplaza aire hacia el motor. Para compensarla, podría aumentarse el tamaño del motor o utilizarse un sistema de turbocargadores, pero las emisiones de óxidos de nitrógeno tenderían a incrementarse. Queda pues por lograrse un balance apropiado. Mientras tanto, la Agencia para el Medio Ambiente ha calificado al GNC como un combustible limpio y lo considera como sustituto de la gasolina en su estrategia de largo plazo para mejorar la calidad del aire en muchas áreas urbanas.

Potencial de las gasolinas reformuladas.

La industria petrolera señala que las gasolinas reformuladas podrían ayudar a reducir los compuestos orgánicos vólatiles y los niveles de ozono. Su uso tendría la ventaja de ser compatible con los parques vehiculares existentes, lo cual es importante, ya que los vehículos más viejos contribuyen en forma desproporcionada a la contaminación ambiental. En cuanto a las inversiones necesarias para producirla, sus montos son considerables, pero se podría aprovechar parcialmente la infraestructura de refinación existente.

A pesar de lo anterior, todavía no se conocen suficientemente los beneficios últimos con relación al metanol, por lo que la decisión tomará tiempo. Mientras tanto, la gasolina será el combustible dominante para automóviles y vehículos ligeros de carga hasta entrado el siglo próximo y continuará evolucionando bajo la presión de los requerimientos ambientales y las demandas de desempeño de los vehículos. Como ejemplo, la industria respectiva está en proceso de reducir la volatilidad de dicho combustible.

Conclusiones.

En la búsqueda de combustibles más limpios y efectivos, económica y ambientalmente, el debate está abierto. Para encontrar los argumentos científicos suficientes que apoyen una decisión, está en curso un investigación que involucra a catorce compañías petroleras y a tres de las más grandes empresas fabricantes de automóviles en los Estados Unidos. En el mediano plazo, tanto nuevas mezclas de gasolina como gas natural comprimido y metanol podrían contribuir a resolver la contaminación ambiental; en el futuro distante, sería viable el uso extensivo de los vehículos propulsados por energía eléctrica, solar e incluso del hidrógeno. Por lo pronto, algunos estados de la Unión Americana han iniciado la sustitución: Texas, por ejemplo, dispuso la conversión a algún combustible alternativo del 30% de las flotillas estatal y municipales para 1994, del 50% para 1997 y del 90% para 1998.

Adaptado de "Determining Alternative Fuels Strategies". Levine Jerrold L, en TR News 148. Mayo-junio, 1990.