UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

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1 UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA ESTIMACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES GENERADAS POR EL PARQUE DE VEHÍCULOS PESADOS DE CARGA EN LA REGIÓN METROPOLITANA MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL MECÁNICO RODRIGO ESTEBAN MADRID GALGANI PROFESOR GUÍA: MAURICIO OSSES ALVARADO MIEMBROS DE LA COMISIÓN: ROBERTO CORVALÁN PAIVA JUAN CARLOS GOICOECHEA NEUMANN SANTIAGO DE CHILE AGOSTO 2007

2 RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL MECÁNICO POR: RODRIGO MADRID GALGANI FECHA: 18 de octubre de 2007 PROF. GUÍA: Sr. MAURICIO OSSES ALVARADO ESTIMACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES GENERADAS POR EL PARQUE DE VEHÍCULOS PESADOS DE CARGA EN LA REGION METROPOLITANA En Santiago, las fuentes móviles se identifican como una fuente importante de contaminantes. El inventario de emisiones de la Región Metropolitana año 2005 indica que el parque de vehículos pesados de carga es responsable de un 17 % del material particulado respirable (MP10) emitido por todas las fuentes, 18 % del material particulado fino (MP2.5), 23 % de los óxidos de nitrógeno (NO x ), 1 % del monóxido de carbono (CO) y 2 % de los hidrocarburos no quemados (HC). Estas cifras se determinan a través del modelo MODEM, que basa su metodología de cálculo en los factores de emisión propuestos por el modelo europeo de emisiones COPERT III. El objetivo del presente trabajo es determinar experimentalmente los factores de emisión para las distintas categorías de vehículos pesados de carga presentes en la Región Metropolitana, en base a una muestra de las distintas tecnologías presentes en el parque. La medición de emisiones contaminantes se realizó por medio de equipos portátiles en condiciones reales de operación, para una muestra de cuarenta vehículos, con lo cual se elaboró una base de datos de las emisiones de HC, CO, NO x, MP2.5 y dióxido de carbono (CO 2 ). Como principales resultados, se proponen 12 factores de emisión para cada una de las categorías de carga. Las mediciones realizadas se compararon con los factores de emisión propuestos por COPERT III y, una submuestra con resultados obtenidos en un dinamómetro de chasis. Los factores propuestos por COPERT III para gases superan en promedio un 40 % las mediciones experimentales en la categoría de camiones livianos, 10 % en la categoría medianos, mientras que en la categoría pesados las mediciones experimentales están sobre el modelo europeo en un 27 %. Para el material particulado los factores de emisión del modelo europeo superan en un 60 % los resultados experimentales en la categoría livianos, 22 % en la categoría medianos y un 69 % en la categoría pesados. Los resultados de la metodología con equipos portátiles comparados con las estimaciones realizadas en el dinamómetro indicaron que el primero supera en 10 % las emisiones de gases obtenidas en el dinamómetro y siendo inferiores un 77 % para el caso de MP. Las metodología experimental utilizada se presenta como una alternativa viable para la estimación de factores de emisión de gases contaminantes, no así para material particulado, esto debido a las diferencias en el método de muestreo y medición. Los resultados obtenidos sugieren que la estimación de la responsabilidad del parque de vehículos pesados de carga a la contaminación presente en la Región Metropolitana podría estar sobre estimada debido al uso de factores de emisión más altos que los medidos experimentalmente.

3 A LA FAMILIA MECÁNICA

4 AGRADECIMIENTOS Agradezco a mis padres todo el esfuerzo y cariño que me han entregado todos estos años, sin ellos nada tendría sentido. A los profesores Mauricio Osses y Sebastián Tolvett que me dieron la oportunidad de desarrollar este trabajo de memoria, y ofrecerme su amistad. Al Profesor Roberto Corvalán por ser mi co-guía y su valioso aporte a este trabajo, al señor Juan Carlos Goichocea por ser parte de mi comisión. A la familia mecánica, Sergio (Curtico), Cristian (Waton), Canek (Monin), Sandro (Pomelo), Armando (Fiera), Pablo (UDman), Pancho (Panchito), Milenko (Watón mamóm...distinguido mecánico honorario), David (Bocha), Rodrigo Tapia (Capítán del Macabi), Rodrigo (Hombre Araya), Francisco (Mugui-Mugui), Fernando (I try to discover), por todas esas largas e improductivas noches. A mis amigos de siempre (N.M.R), Watón Victor por su incansable amistad, Coto, Carlos- Carlos, Hugo (Chupasangre), Felipe, Mauro...imposible olvidar. A mis hermanos Melissa y Mauricio por su infaltable cariño. A los amigos que me tendieron una mano, Rene, Ricardo, Alex, Toño, Bardelli, Palma, Esparza. A tío Willy por su invaluable aporte enegético y calórico. A Ricardo Gallardo...gracias totales, a la Sole, Gladys, Raquel, Kenita y Mari Carmen. También a Jeanette, Guille, Andrecito (Ideas propias, piscola y media, feeling Hurtado, Negrero), Daniela y Primo..por el año de los excesos. A Maca por ser el principal y final motivo de vida.

5 Índice General Índice de Figuras Índice de Tablas iv vi 1 Introducción Marco General Objetivos General Específicos Antecedentes Generales Influencia del parque de camiones sobre las emisiones contaminantes en la Región Metropolitana Cuantificación de la flota de camiones en la Región Metropolitana Bases de datos actuales sobre parque de camiones Clasificación de camiones según capacidad de carga y norma de emisión Clasificación de camiones según edad Clasificación de camiones según marca Clasificación de camiones según uso Mejoras tecnológicas generales Tecnologías diesel Bombas de inyección Inyector bomba o unitario Common rail EDC: Control electrónico diesel Combustibles diesel de bajo azufre COPERT III - Programa para el cálculo de emisiones provenientes del transporte vehicular Legislación para vehículos de carga mayores a 3.5 toneladas Factores de emisión elaboradas Metodología Experimental 23 ii

6 3.1 Descripción equipos de medición Semtech-D Dekati DMM ISSRC Diluter Semtech EFM Campaña de mediciones Calibración Semtech-D Calibración Dekati Montaje de equipos Proceso de medición Circuito de pruebas Procesamiento de datos Estimación de los factores de emisión Resultados y Análisis Resultados por categoría Vehículos livianos Vehículos medianos Vehículos pesados Resultados por contaminante Material particulado Óxidos de nitrógeno Hidrocarburos no quemados Monóxido de carbono Dióxido de carbono Comparación de medotologías de medición Conclusiones Vehículos livianos Vehículos medianos Vehículos pesados Comparación de metodologías de medición Bibliografía 91 I ANEXOS i iii

7 Índice de Figuras 2.1 Comportamiento del parque de vehículos pesados R.M., Ref.: [1] Caracterización del parque de vehículos pesados R.M. Ref.:[1] Caracterización del parque de vehículos pesados por marca. Ref.:[1] Sensors Inc. Semtech-D analizador de emisiones portátil. [13] Dekati DMM 230 [14] Esquema principio de funcionamiento, Dekati DMM 230. [14] Fotografía real del ISSRC Diluter Sensors Inc., Semtech EFM.[13] Configuración de la batería con los equipos Vehículo montado con equipos de medición y carga Circuito de prueba Interfaz, planilla Excel Interfaz para material partículado, planilla Excel Gráficos de verificación visual Gráfico detalle de las emisiones contaminantes por ensayo, livianos Gráfico comparativo de emisiones por categoría, livianos Gráfico detalle de las emisiones contaminantes por ensayo, medianos Gráfico comparativo de emisiones por categoría, medianos Gráfico detalle de las emisiones contaminantes por ensayo, pesados Gráfico comparativo de emisiones por categoría, pesados iv

8 4.7 Gráfico comparativo por categoría, emisiones de PM Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de PM Gráfico comparativo de la categoría livianos con COPERT III, emisiones de PM Gráfico comparativo de la categoría medianos con COPERT III, emisiones de PM Gráfico comparativo de la categoría pesados con COPERT III, emisiones de PM Gráfico comparativo por categoría, emisiones de NO x Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de NO x Gráfico comparativo IVE- STGO por categoría livianos, emisiones de NO x Gráfico comparativo IVE-STGO por categoría medianos, emisiones de NO x Gráfico comparativo IVE-STGO por categoría pesados, emisiones de NO x Gráfico comparativo por categoría, emisiones de HC Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de HC Gráfico comparativo de la categoría livianos con COPERT III, emisiones de HC Gráfico comparativo de la categoría medianos con COPERT III, emisiones de HC Gráfico comparativo de la categoría pesados con COPERT III, emisiones de HC Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de CO Gráfico comparativo de la categoría livianos con COPERT III, emisiones de CO Gráfico comparativo de la categoría medianos con COPERT III, emisiones de CO Gráfico comparativo de la categoría pesados con COPERT III, emisiones de CO Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO Gráfico comparativo por categoría, emisiones de HC Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO Gráfico comparativo por categoría, emisiones de NO x Gráfico comparativo por categoría, emisiones de PM Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO v

9 Índice de Tablas 2.1 Responsabilidad de las emisiones contaminantes según la fuente, inventario de emisiones Clasificación de los vehículos pesados Cantidad de vehículos pesados por categoría Distribución del parque de camiones de acuerdo a la norma de emisiones Participación por marca Clasificación por tipo de servicio Dependencia de los factores de emisión para vehículos pesados diesel convencionales Porcentaje de reducción para nuevas tecnologías diesel, aplicable a factores de emisión para vehículos convencionales, tipo de conducción urbano Detalle de la cantidad de vehículos medidos por norma Ensayos inválidos Ensayos realizados, campaña IVE-Santiago Promedio de emisiones contaminantes por tecnología, livianos Promedio de emisiones contaminantes por tecnología, medianos Promedio de emisiones contaminantes por tecnología, pesados Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, livianos Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, livianos vi

10 4.10 Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, livianos Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Comparación entre mediciones IVE, 3CV, COPERT III Comparación entre mediciones IVE, 3CV, COPERT III Resultados categoría livianos Resultados categoría medianos Resultados categoría pesados vii

11 Capítulo 1 Introducción 1.1 Marco General Entre las mayores fuentes de contaminación atmosférica en áreas urbanas se encuentran las fuentes móviles. Estas emisiones contaminantes son las responsables del deterioro de la calidad del aire, lo que se traduce en una amenaza para la salud de las personas, además de contribuir al efecto invernadero en el caso del dióxido de carbono. En Santiago, las fuentes móviles se identifican como una fuente importante de contaminantes. Cabe destacar que el parque de vehículos pesados de carga, al año 2005, es responsable de la emisión en un 17 % del material particulado respirable (MP10), de un 18 % del material particulado fino (MP2.5) de un 23 % de los óxidos de nitrógeno (NO x ) y de un 1 % del monóxido de carbono (CO) [1], de un 2 % del COV [4]. El principal contaminante en motores Diesel es el material particulado MP 10, además de generar gases contaminantes tales como oxido nítrico (NO), dióxido nítrico (NO 2 ), material particulado (MP), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO 2 ), y COV. A través de los años las tecnologías utilizadas en los motores diesel han ido evolucionando rápidamente desde la última década del siglo XX, lo que influye en la estimación de emisiones de gases y partículas introduciendo nuevos antecedentes para el análisis. En la actualidad, el inventario de emisiones asociado al parque vehicular está determinado a través del modelo MODEM, que basa su metodología en los factores de emisión propuestos por el modelo europeo de emisiones COPERT III. Si bien Chile cuenta recientemente con un dinamómetro de chasis de vehículos pesados para poder determinar los factores de emisión de forma tradicional, el costo y el tiempo empleado para poder realizar un estudio de esta magnitud son elevados y el número de vehículos analizados hasta la fecha es insuficiente papa proponer factores de emisión en esta categoría vehicular. La metodología que se utilizó para la estimación de los factores de emisión en este trabajo de memoria corresponde al modelo IVE (modelo Internacional de Emisiones Vehiculares), la que 1

12 se ha aplicado recientemente en otros países (México, Brasil, China), ofreciendo la medición de factores de emisión con equipos portátiles en tiempo real a menor costo que utilizando un dinamómetro de chasis. En nuestro país, es una preocupación constante el incorporar la componente ambiental a las tareas de planificación de los sistemas de transporte en general. Es menester, entonces, realizar un mejoramiento permanente de las metodologías y herramientas de análisis que sirvan de apoyo al proceso de toma de decisiones. Por lo tanto, el desarrollo de una metodología que permita realizar el cálculo de emisiones de contaminantes a la atmósfera, asociados a la operación del sistema de transporte, corresponde a la primera etapa en la generación de antecedentes técnicos que agreguen la variable ambiental a la planificación del transporte. 2

13 1.2 Objetivos General Determinar experimentalmente factores de emisión para las distintas categorías de vehículos de carga presentes en el Gran Santiago, en base a una muestra de las distintas tecnologías presentes en el parque Específicos Selección de una muestra representativa del parque de camiones tanto por categoría (livianos, medianos y pesados), como por norma de emisión (Convencional o Euro 0, EURO I, EURO II, EURO III), según las tecnologías presentes en la Región Metropolitana. Realizar campañas de medición de contaminantes como HC, CO, NO x, y material particulado en vehículos pesados de carga, además de CO 2 y consumo de combustible. Realizar un análisis comparativo entre los factores de emisión experimentales y aquellos utilizados en la determinación del inventario de emisiones oficial de la Región Metropolitana. 3

14 Capítulo 2 Antecedentes Generales Los vehículos de carga pesada aportan a la atmósfera contaminantes típicos originados por la combustión de combustibles fósiles. Entre ellos destacan los contaminantes criterio MP10, óxidos de nitrógeno (NO x ), compuestos orgánicos volátiles (COV), monóxido de carbono (CO), dióxido de azufre (SO x ). 2.1 Influencia del parque de camiones sobre las emisiones contaminantes en la Región Metropolitana El inventario de emisiones del año 2005 [4] declara que la contribución de los camiones en la contaminación atmosférica aumenta de un 13 % en el año 2000 a un 16 % en el año 2005, esto se debe al envejecimiento de la flota y a que no existe un incentivo al retiro del parque de estas unidades más antiguas (excepto la restricción de edad), todo lo contrario a lo ocurrido en el parque de buses, que disminuyó de 22 % en el año 2000 a un 6 % en el año 2005, esto se debe a las mayores restricciones que tienen para las edades de la flota de buses y al recambio tecnológico producido por el Transantiago. En la tabla 2.1 se muestra el detalle de las emisiones atmosférica identificando las fuentes de generación, tanto móviles como estacionarias. De esta se observa que el parque de camiones, del total de emisiones contaminantes presentes en la Región Metropolitana [4],contribuye en un 23 % en las emisiones de NO x, un 1 % en las emisiones de CO, un 2 % en las emisiones de COV, un 17 % en las emisiones de MP10, un 19 % en las emisiones de MP2,5 y un 0,3 % en las emisiones de SO x. 4

15 Tabla 2.1: Responsabilidad de las emisiones contaminantes según la fuente, inventario de emisiones 2005 Fuente MP10 MP2.5 CO Nox COV SO x ton/año ton/año ton/año ton/año ton/año ton/año Industria 1266, , ,1 7541, ,1 Leña residencial 693,1 673, ,8 7465,6 11,8 Otras residenciales 78,9 69,6 338,3 1160, ,6 294,2 Comerciales ,6 0 Quemas agrícolas 246,5 234,7 2139,2 101,6 171,4 11,7 Otras areas 651,5 465, , ,7 0 Total Estacionarias 2937,1 2437, , , ,7 Buses licitados 97,7 84,5 864,7 2825,6 526,1 15,4 Otros buses 94,5 81, ,3 234,2 9,1 Camiones 755,4 663,7 3476, ,8 2173,7 43,2 Veh. Livianos cat 187, ,6 4797,2 4227,7 50,2 Veh. Livianos no cat 39, , ,9 11,6 Veh. Livianos diesel 278, , ,5 6,9 Veh. Livianos gas 1, ,1 46,3 40,4 0 Motos 1, ,7 24,1 692,7 0,4 Fuera de ruta 154, , ,3 45,5 Total móviles 1611, , , ,6 182,3 TOTAL 4548,3 3654, , Fte.: Sectra[4], año Cuantificación de la flota de camiones en la Región Metropolitana La Región Metropolitana cuenta con la base de datos compuesta por la información que maneja cada municipalidad respecto a los permisos de circulación vehicular que otorgan cada año, que además es resumida por el Instituto Nacional de Estadísticas INE en boletines anuales, además de base de datos generada en el proceso de plantas de Revisión Técnica administrada por el Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones. El INE para al año 2003 declaró la existencia de un total de camiones, esta fuente considera sólo camiones y no tractocamiones, reuniendo los datos entregados por los permisos de circulación de las 52 comunas de Santiago. Las Plantas de Revisión Técnica para el mismo año declararon vehículos pesados, esta fuente tampoco considera los tractocamiones, obteniendo los datos de las plantas de revisión de Recoleta, Renca, La Cisterna y Quilicura, soslayando la planta de la comuna de Talagante. La diferencia de vehículos radica principalmente en dos factores. Primero falta con- 5

16 siderar los datos entregados por la planta de revisión técnica de Talagante, mencionada anteriormente, también no se considera los vehículos que obtienen su permiso de circulación en la R.M., pero que obtienen su certificado de revisión técnica fuera de esta. Al mes de Octubre del año 2004 se actualizó las bases de datos de Plantas de Revisión Técnica, la que contabilizó un total de de los cuales corresponden a camiones simples y a tractocamiones. En esta ocasión se consideró la planta de revisión técnica de Talagante. Cabe considerar que las revisiones antes mencionadas son las únicas que reciben camiones en la R.M. Para efectos de cuantificar el parque se recomienda utilizar el número total obtenido por el INE y complementar estos datos con las diferentes caracterizaciones de la flota que es posible obtener de los campos de las bases de datos de Plantas de Revisión Técnica, como por ejemplo, tipo de combustible utilizado, marcas predominantes, tipo de servicio, potencias asociadas a los motores, etc. La información estadística relacionada al parque de vehículos de transporte de carga será mejorada en el entendido de que recientemente fue dictada la Ley N y el Decreto N 855. El primer cuerpo legal crea el registro nacional de transporte de carga terrestre, mientras que el segundo establece el reglamento para la inscripción y demás formalidades asociadas al registro. Mediante esta normativa se modifica la Ley de Tránsito (Ley N ) en términos de incorporar información adicional al Registro Nacional de Vehículos Motorizados a cargo del Registro Civil y de Identificación, lo que redundará en la práctica en una nueva base de datos útil para la caracterización del parque de vehículos de carga. Entre otras cosas se incorporará información de peso bruto vehicular, número y disposición de ejes, tipo de carrocería, potencia del motor y placa patente única, tanto para camiones, tractocamiones, remolques y semi-remolques. En la figura 2.1 se muestra el comportamiento que ha sufrido el parque de camiones registrados en las bases de datos del INE. Se aprecia una pequeña tendencia a la disminución y una mantención en la proporción observada entre aquellos vehículos camiones que obtienen su permiso de circulación dentro del Gran Santiago y aquellos que lo hacen fuera de éste. 6

17 Figura 2.1: Comportamiento del parque de vehículos pesados R.M., Ref.: [1] Bases de datos actuales sobre parque de camiones Para actualizar la información primaria, que dice relación con las bases de datos de plantas de revisión técnica, recientemente fueron solicitadas formalmente al Departamento de Planes y Normas del Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones (MTT) y corresponden al período anual Abril Abril Este periodo anual es la última información disponible por el Ministerio toda vez que actualmente está en marcha blanca un nuevo sistema de transmisión en línea de información desde cada una de las plantas de revisión técnica hasta el sistema centralizado del MTT, lo que hace imposible conseguir información posterior a Abril del Las bases que serán analizadas corresponden a las siguientes Plantas de Revisión Técnica: A1301 (Recoleta) - A1320 (Renca) - A1330 (La Cisterna) - A1340 (Quilicura) y la Planta A1305 de Talagante (que hasta el año 2004 seguía siendo del tipo convencional no automatizada lo que impedía obtener información buena y confiable. Dentro de los próximos meses analizaremos la situación de esta información y se actualizará a la más nueva disponible. Cabe destacar que toda la información estadística relacionada al parque de vehículos de transporte de carga también deberá considerar en este estudio una mejora, en el entendido de que recientemente (no fue incorporada en el estudio del año 2004) fue dictada la Ley N (publicada en el diario oficial en Julio de 2003) y el Decreto N 855 (publicado en febrero de 2004). El primer cuerpo legal crea el registro nacional de transporte de carga terrestre, mientras que el segundo establece el reglamento para la inscripción y demás formalidades asociadas al registro. Mediante esta normativa se modifica la Ley de Tránsito (Ley N ) en términos de incorporar información adicional al Registro Nacional de Vehículos Motorizados a cargo del Registro Civil y de Identificación, lo que redundará en la práctica en una nueva base de datos útil para la 7

18 caracterización del parque de vehículos de carga. Entre otras cosas se incorporará información de peso bruto vehicular, número y disposición de ejes, tipo de carrocería, potencia del motor y placa patente única, tanto para camiones, tractocamiones, remolques y semiremolques. En el año 2007 se elaboró un análisis del parque de vehículos pesados de carga a nivel nacional [2] donde se determinó que el parque para la R.M. es de camiones y tractocamiones, por un total de Esta estadística fue elaborada en base a las fuentes del INE y plantas de revisión técnica. Esta estadística se construyó sobre información obtenida mediante una encuesta anual dirigida a las municipalidades del país, quienes entregan datos correspondientes a los permisos de circulación que otorgan. En ella se cuenta con información de 340 comunas (prácticamente la totalidad). La diferencia entre el parque de camiones de la R.M. del año 2005 al 2003 es de 8.201, considerando solo la base de datos del INE.[2] 2.3 Clasificación de camiones según capacidad de carga y norma de emisión Para efectos del estudio presentado en este trabajo de título, la clasificación del parque de camiones se hará de acuerdo a la clasificación utilizada en el modelo europeo de emisiones COPERT III y adoptada por el ministerio de transportes. Esta clasificación divide los camiones en livianos, medianos y pesados de acuerdo al peso bruto del vehículo como se explica en la tabla 2.2. El peso bruto se obtiene de la suma de la capacidad de carga y la tara del vehículo. Los vehículos con un peso bruto menor a 3.5 ton se consideran dentro de los vehículos comerciales livianos y no serán considerados en el estudio. Tabla 2.2: Clasificación de los vehículos pesados Clasificación Camiones Livianos Medianos Pesados Fte.:CONAMA [1], 2003 Peso Bruto (PB) 3,5<PB 7,5 ton 7,5<PB 16 ton PB< 16 ton A partir de los datos de plantas de revisión técnica se obtuvo el detalle de la cantidad de camiones pertenecientes a cada rango de la clasificación que se muestra en la tabla 2.2. En el detalle no se consideran los datos provistos por la planta de revisión técnica de Talagante por su falta de rigurosidad en la toma de datos. En la tabla 2.3 se muestra la cantidad de vehículos pesados por categoría. 8

19 Tabla 2.3: Cantidad de vehículos pesados por categoría Camiones Cantidad Porcentual ( %) Livianos ,3 Medianos ,9 Pesados ,8 Total base utilizada ,0 Fte.:CONAMA [1], año 2003 Se puede apreciar una distribución relativamente homogénea entre las distintas categorías, que permite considerar que el parque de vehículos pesados en la R.M. está distribuido en tercios para cada categoría aproximadamente. Aquellos camiones que fueron ingresados al país e incorporados en el registro de vehículos motorizados con anterioridad al año 1994 se consideran sin cumplir ninguna norma de emisión estipulada para vehículos nuevos. Aquellos camiones que fueron registrados en nuestro país entre los años 1994 y 1998 se consideran cumplen con la norma de emisión EPA 91 norteamericana o EURO I Europea y aquellos camiones registrados después del año 1998 se consideran cumplen la norma EURO II o EPA 94. En la tabla 2.4, se aprecia la distribución del parque por categoría y norma de emisiones asociada a su año de manufacturación. 1 Tabla 2.4: Distribución del parque de camiones de acuerdo a la norma de emisiones Tipo Convencional EPA 91/ Euro I EPA 94/ Euro II Totales Livianos Medianos Pesados No clasificados Totales Fte.:CONAMA [1], año 2003 Con respecto a la nueva norma de emisión EURO III o EPA 98, cabe destacar que el Ministerio Secretaria General de la Presidencia, que reformula y actualiza plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica para la Región Metropolitana (PPDA), indica que los vehículos motorizados pesados que cuenten con un motor Diesel y cuya primera inscripción en el Registro Nacional de Vehículos Motorizados se solicite a partir de los tres meses siguientes a la entrada en vigencia a nivel nacional, de la norma que establezca la composición de azufre en el Diesel de Los vehículos con el rotulo de No clasificados corresponde a camiones sin clasificar según peso debido a que la base de datos no estaba completa o con datos erráticos. Fundamentalmente de la planta Talagante 9

20 ppm o menos, sólo podrán circular por la Región Metropolitana si son mecánicamente aptos para cumplir los niveles máximos de emisión, estos niveles de emisión son equivalentes a exigir EURO III o EPA Clasificación de camiones según edad Los datos de antigüedad de camiones se presentan en los gráficos que siguen. Se puede observar que se registran camiones muy antiguos. El 3.5 % de la flota tiene más de 30 años de uso. Sin embargo alrededor del 90 % de la flota se forma con vehículos de hasta 20 años. Entre los vehículos más nuevos, casi el 64 % tiene menos de 10 años de uso. Del gráfico de la Figura 2.2 se desprende que cerca del 64 % de los camiones poseen sello verde, vale decir, cumplen con alguna norma de emisión. Particularmente este porcentaje representa a los vehículos que fueron ingresados al país y registrados en el registro de vehículos motorizados con posterioridad al año Figura 2.2: Caracterización del parque de vehículos pesados R.M. Ref.:[1] 2.5 Clasificación de camiones según marca El mercado chileno se nutre de un importante número de empresas automotrices que ofrecen vehículos pesados de carga. Es interesante observar que no se observa una dominación definitiva de ninguna de las marcas. Chevrolet tiene el porcentaje más alto del mercado con un 17 %, pero existen seis firmas adicionales con porcentajes superiores al 5 %. En total se identificaron 86 marcas distintas, en la tabla 2.5 se puede ver la participación del parque de vehículos pesados por marca. 10

21 Figura 2.3: Caracterización del parque de vehículos pesados por marca. Ref.:[1] En el gráfico de la figura 2.3, se muestra la composición del parque por marca de los vehículos pesados, dentro de los datos entregados por el INE, se muestra un claro predominio del combustible diesel en la elección de los fabricantes de vehículos pesados, alrededor del 96 % de la flota utiliza este combustible para operar. Tabla 2.5: Participación por marca MARCA N CAMIONES Porcentaje ( %) Chevrolet Ford M.Benz Isuzu Volkswagen Kia Hyundai Hino Iveco Mitsubishi Internatio Mack Nissan Toyota Dimex Daihatsu Freightlin Scania Fiat Pegaso Volvo Renault Dodge Otros Fte.:CONAMA [1], año

22 2.6 Clasificación de camiones según uso La emisión de contaminantes esta directamente ligada a la forma o ciclo de conducción. Este ciclo de conducción se relaciona con el tipo de uso dado al camión y, por lo tanto, al tipo de carga transportada. La utilización puede abordarse desde varias perspectivas, como por ejemplo, tipo de rutas: rutas fijas y rutas variables; cantidad de detenciones: detenciones frecuentes o multistop y detenciones normales; tipo de camión: con/sin acoplado; carga transportada: con/sin carga, horario de circulación: diurno o nocturno. En el anexo se explican los detalles técnicos de los servicios y la codificación de estos, dado por las revisiones técnicas. En la tabla 2.6, se muestra la clasificación de los vehículos pesados por tipo de servicio, solo se utilizan tres tipos de servicios dado los distintos criterios utilizados y errores en la adquisición de datos en las plantas de revisión técnicas, luego solo fue posible desagregar el tipo de servicio en fletes a terceros, carga propia y otros. Tabla 2.6: Clasificación por tipo de servicio TIPO CAMIÓN TIPO DE SERVICIO FLETE TERCERO CARGA PROPIA OTROS LIVIANOS MEDIANOS PESADOS NO CLASIF TOTAL Fte.:CONAMA [1], año Mejoras tecnológicas generales La disminución en la emisión de contaminantes emitidos por fuentes móviles tiene directa relación con la exigencia del cumplimiento de normas que regulan la cantidad de emisiones máximas de los vehículos según su año de manufactura. En Europa se ha adoptado la normativa Euro y en Estados Unidos la normativa EPA. Estas normativas son equivalentes en sus exigencias para vehículos pesados, además se han propuesto ir disminuyendo periódicamente las emisiones contaminantes, desencadenando una preocupación de los fabricantes de automóviles en desarrollar nuevas tecnologías que sean más eficientes y limpias. Los vehículos pesados, que su mayoría cuentan con tecnologías Diesel, han mejorado su eficiencia en base al desarrollo de sistemas de inyección de combustible, dispositivos de abatimiento de gases contaminantes y la disminución del componente Azufre en los combustibles Diesel. Una gran reducción de un 83 % de las emisiones de material particulado se registró entre 1990 a 1994 para motores diesel de carretera. Esta reducción fue el resultado la mejora de diseños que aseguraran una combustión más completa dentro del motor. Las principales mejoras se enfo- 12

23 caron en los sistemas de inyección de combustible, una mejor configuración de la cámara de combustión y la mejor implementación de turbocargadores. Al mismo tiempo ocurrió una reducción de un 63 % de emisiones de NO x, que también respondieron a las mejoras en el motor. Las modificaciones ayudaron a controlar la temperatura de combustión, incluso compensando los aumentos de la temperatura causados por los sistemas adoptados para reducir emisiones del material particulado. La reducción de emisiones de NO x se logró a través de las mejoras en los sistemas de inyección, incluyendo los sistemas de inyección electrónica y sistemas de inyección en tiempo variable, sistemas de enfriamiento de aire, los cuales reducen las altas temperaturas generadas por los turbocargadores. [9] Inyección electrónica. La implementación de los sistemas de inyección electrónica han jugado un rol fundamental en la reducción de las emisiones de material particulado y NO x. Estos sistemas calibran la inyección de combustible basados en la información proveniente de un sensor electrónico que monitorea el comportamiento del motor y la actividad del vehículo. Estos se utilizan para asegurar una combustión más completa que reduzca la emisiones de P.M., y controlar la temperatura lo que reduce las emisiones de NO x. En contraste, los sistemas de inyección más antiguos usan medios mecánicos para controlar la cantidad y el tiempo de inyección de combustible. Con esos sistemas, al funcionar el motor a altos requerimiento y elevadas revoluciones, por ejemplo la aceleración con una carga pesada, entregan un exceso de combustible inyectado. Mucho de este combustible no es quemado y es emitido como hollin, parte visible del material particulado o humo negro. Inyección a alta presión. Las emisiones de PM se reducen a través de una combustión más completa del combustible inyectado en la cámara de combustión. Una mayor combustión se puede lograr con la mejora de la relación aire - combustible en la cámara. Los sistemas modernos de inyección a alta presión fuerzan a entrar al combustible a la cámara de combustión por orificios de diámetro pequeño a alta presión, superior a los 1700 [bar]. Esto causa que el combustible se mezcla en gotas diminutas (pulverizado), mejorando la mezcla aire-combustible, logrando una combustión más completa. Inyección en tiempo variable. Las emisiones de NO x pueden ser reducidas por un retraso en el comienzo de la inyección de combustible, lo cual reduce la temperatura en que la combustión se desarrolla. Esta técnica. conocida como inyección retardada, requiere un preciso control del comienzo de la inyección del combustible al cilindro en relación a la posición del pistón en ese cilindro. La mayoría de los sistemas de electrónicos de inyección diesel permiten un control independiente del tiempo de inyección que optimice la cantidad de emisiones. La reducción en los NO x se logra a través de esta técnica en combinación con otras medidas, como la inyección a alta presión y mejoras en el diseño de las cámaras de combustión, que maximicen la economía de combustible y minimize el aumento potencial en las emisiones del PM que podrían resultar del retraso en la inyección de combustible. 13

24 Mejoras en el diseño de la cámara de combustion. Una combustión más completa, y una reducción de las emisiones de PM ocurren cuando la relación aire-combustible es uniforme en la cámara de combustión. Los fabricantes de motores han realizado un gran esfuerzo en la optimización de las características de las cámaras de combustión para asegurar la mejor mezcla. El diseño de las cámaras de combustión modernas es el reflejo de varios elementos de diseño, incluyendo: la forma y la profundidad de la cámara de combustión y la cabeza del pistón (corresponde a la pequeña área en el tope del pistón en la cual el combustible es inyectado); puertos de formado-espiral producen que el aire entre en forma de tornado a la cámara; el número de válvulas por cilindro; y el posicionamiento de los inyectores de combustibles en la cámara de combustión. Turbocargadores. Los turbocargadores pueden reducir tanto las emisiones de PM como mejorar la economía de combustible. Un turbocargador comprime el aire que entra al cilindro, forzando a entrar más aire a la cámara de combustión. El movimiento del compresor se debe a una turbina solidaria a el, la cual funciona gracias a la expansión de los mismo gases de escape del motor. El incremento de la cantidad de aire en la cámara de combustión ofrece dos ventajas principales. Primero, permite una combustión más completa, reduciendo las emisiones de PM y de HC. Segundo, esto permite incrementar la cantidad de combustible dentro de la cámara de combustión, generando más poder que un motor del mismo porte, pero sin turbocargador. Generando más energía para desplazamientos de motor menores, reduciendo el peso del motor y mejorando la economía de combustible. Enfriadores de aire internos (intercooler). Este es otro avance en los turbocargadores que reducen las emisiones de NO x. Los turbocargadores entregan aire a alta presión, por lo tanto también aumenta la temperatura del aire entregado a la combustión. El intercooler reduce la temperatura del aire cargado, de tal modo bajar las emisiones de NO x. El aire ambiente, el cual promedia cerca de los 75 [ F], es usado para enfriar el aire que se carga en la cámara de combustión. Esto es una mejora en los sistemas de enfriamiento a base de agua que habían sido utilizados en el pasado. Estos sistemas fueron limitados en su eficiencia, por el uso de agua que puede funcionar a temperaturas tan elevadas como los 99 [ C]. Recirculación de gases de escapes. La recirculación de gases de escape (EGR) cumple un rol fundamental en la reducción de emisiones de NO x. El EGR reduce la temperatura en que el combustible se quema en la cámara de combustión. El sistema recicla una porción de los gases de escape devolviéndolo a la toma de aire del motor. El poco oxígeno de los gases de escape es mezclado con el aire fresco que entra a la cámara de combustión, el cual diluye el contenido de oxígeno del aire en la cámara de combustión. La reducción del contenido de oxígeno produce una baja temperatura de quemado del combustible, por lo tanto reduce las emisiones de NO x alrededor de un 50 %. Los gases de recirculación también pueden ser enfriados, lo cual reduce aún más la emisiones de NO x. 14

25 2.7.1 Tecnologías diesel Las tecnologías involucradas en los motores diesel, que tienen directa incidencia en las emisiones contaminantes, están relacionadas con la calidad de la combustión que se produce dentro del motor, que depende de los sistemas de inyección y la calidad del combustible que se emplee. A continuación se presenta un análisis de las distintas tecnologías asociadas al parque Bombas de inyección Elemento mecánico por excelencia para la inyección de combustible diesel, han presentado importantes avances técnicos y tecnológicos durante sus cerca de 75 años de producción. Se presenta en dos modelos, las rotatorias y las bombas de inyección en línea. [10] Rotatorias. Deben su nombre al eje de leva radial el cual alimenta a un solo elemento de bomba de alta presión el cual distribuye el combustible a los inyectores. Se les puede regular las revoluciones de forma mecánica, electrónica o a través de un variador de avance integrado. Se pueden presentar con émbolo axial o radial. En la bomba de inyección rotativa convencional de émbolo axial VE con regulador mecánico de revoluciones por fuerza centrífuga, o con mecanismo actuador regulado electrónicamente, existe una corredera de regulación que determina la carrera útil y dosificar el caudal de inyección. El comienzo de suministro de la bomba puede regularse mediante un anillo de rodillos (variador de avance). En la bomba de inyección rotativa de émbolo axial controlada por electro válvula, existe una electro válvula de alta presión controlada electrónicamente, que dosifica el caudal de inyección, en lugar de una corredera de regulación. Las señales de control y regulación son procesadas en dos unidades de control electrónicas (unidad de control de bomba y unidad de control del motor). El numero de revoluciones es regulado mediante la activación apropiada del elemento actuador. En la bomba de inyección rotativa de émbolos radiales, el suministro del combustible lo realiza una bomba de aletas. Una bomba de émbolos radiales con anillo de levas y entre dos y cuatro émbolos radiales, asume la generación de alta presión y el suministro de los inyectores. Un electro válvula de alta presión dosifica el caudal de inyección. El comienzo de suministro se regula mediante el giro del anillo de levas, con el variador de avance. Igual que en la bomba de émbolo axial controlada por electro válvula, todas las señales de control y regulación se procesan en dos unidades de control electrónicas (Unidad de control de bomba y unidad de control del motor). Mediante la activación apropiada del elemento actuador se regula el número de revoluciones. En el caso de la bomba de inyección rotativa de émbolo axial, existe una bomba de aletas que suministra combustible a la cámara de la bomba. Un émbolo distribuidor central que gira mediante un disco de leva, asume la generación de presión y la distribución a los diversos cilindros. Durante una vuelta del eje de accionamiento, el émbolo realiza tantas carreras como cilindros del motor a abastecer. Los resaltes de leva en 15

26 el lado inferior del disco de leva se deslizan sobre los rodillos del anillo de rodillos y originan así en el émbolo distribuidor un movimiento de elevación adicional al movimiento de giro. Bomba en línea. Funciona a través del accionamiento de un eje de leva en línea que se conecta al cigüeñal del motor, el accionamiento es mecánico y a cada leva le corresponde activar un elemento de bomba el cual entrega combustible a un cilindro. La regulación de la entrega de combustible es a través de una barra reguladora, que varía el retorno de combustible. Este tipo de bomba no ha sufrido grandes cambios tecnológicos a través del tiempo, y se utiliza para maquinaria pesada Inyector bomba o unitario En este caso el inyector y la bomba de inyección forman una sola unidad, esta unidad se instala en cada uno de los cilindros, el sistema es directa o indirectamente accionado por el eje de levas del motor. Comparativamente puede inyectar a una mayor presión (200 bar aprox.) que las bombas de inyección, gracias a esta elevada presión de inyección y la regulación electrónica del caudal de inyección, ocurre una importante reducción de emisiones de contaminantes. El sistema responde a los sensores y a la unidad de control electrónico (ECU), que a través de la información entregada por los distintos sensores que son evaluados por la computadora a bordo que compara con los registros del ECU, se puede determinar los tiempos y las cantidades de inyección para un funcionamiento óptimo del motor a un determinado régimen. Características generales del inyector bomba. Altas presiones-hasta 2000 bar Diagrama de aumento de tasa de inyección casi ideal Capacidad de generar una inyección piloto Total control electrónico en la entrega de combustible (cantidad y tiempo) Control de todas las funciones del motor Ajuste del combustible inyección a inyección Posibilidad de comunicación con otros sistemas del vehículo Total capacidad de diagnostico Common rail La palabra Common Rail puede traducirse como rampa de inyección, es decir, se hace alusión al elemento característico del sistema de inyección gasolina. La diferencia fundamental entre los 16

27 dos sistemas viene dada por el funcionamiento con mayores presiones de trabajo en los motores diesel, del orden de 1350 bar que puede desarrollar este sistema en comparación a los 5 bar que desarrolla un sistema de inyección gasolina. La presión de inyección se genera independientemente del régimen del motor y del caudal de inyección. El combustible para la inyección esta a disposición en el acumulador de combustible de alta presión Rail o acumulador de presión. El conductor pre establece el caudal de inyección, la unidad de control electrónica (ECU) calcula a partir de campos característicos programados, el momento de inyección y la presión de inyección, y el inyector realiza las funciones en cada cilindro del motor, a través de una electro válvula controlada EDC: Control electrónico diesel La regulación electrónica Diesel EDC (Electronic Diesel Control) a diferencia de los motores equipados con bombas convencionales de inyección (bombas en línea y bombas rotativas), el conductor no tiene ninguna influencia directa sobre el caudal de combustible inyectado. El caudal de inyección se determina por el contrario a través de diversas magnitudes. El sistema monitorea los distintos sensores que se encuentran dentro del motor, determina los parámetros de funcionamiento y controla el funcionamiento para lograr el óptimo en el motor. El sistema se integra además con los demás sistemas electrónicos (frenos, transmisión, tracción, etc.) para un rendimiento óptimo e integral del vehículo. El EDC debe cumplir con los siguientes requerimientos de los vehículos diesel. Altas presiones de inyección Conformación del desarrollo de la inyección Comienzo de inyección variable Inyección previa Caudal de inyección, presión de sobrealimentación y comienzo de la inyección adaptados a todos los estados de servicio Caudal de arranque dependiente de la temperatura Regulación de la velocidad de marcha Retroalimentación regulada de gases de escape Tolerancias reducidas y alta precisión durante toda la vida útil 17

28 2.7.6 Combustibles diesel de bajo azufre El azufre es un componente natural que se presenta en el petróleo crudo, por lo que se encuentra tanto en las gasolinas como en el petróleo diesel. Cuando estos combustibles combustionan, el azufre se emite como bióxido de azufre (SO 2 ) o como partículas de sulfatos. Por lo tanto cualquier disminución en el contenido de azufre en los combustibles disminuye las emisiones de estos compuestos y cuando este contenido disminuye más allá de cierto punto, el beneficio aumenta hasta una disminución importante de las emisiones totales de contaminantes. Los combustibles de bajo azufre se dividen en tres tipos.[5] Combustibles pobres en azufre contienen aproximadamente 150 ppm hacen a los vehículos existentes más limpios. Estos combustibles reducen las emisiones de PM de vehículos que operan con combustible diesel, con o sin catalizadores de oxidación. Estos beneficios se incrementan cuando los vehículos están diseñados para alcanzar normas de emisión más elevadas y los niveles de azufre bajan aún más. Combustibles de bajo azufre contienen aproximadamente 50 ppm permiten mayores beneficios al incorporar tecnologías avanzadas de control para vehículos diesel. Los filtros de partículas del diesel pueden usarse con combustibles de bajo azufre pero sólo alcanzan un 50 % de eficiencia de control, aproximadamente. La reducción catalítica selectiva puede aplicarse en este caso para lograr un control de emisiones de NO x superior al 80 %. Combustibles de ultra bajo azufre contienen aproximadamente 10 ppm permiten el uso de equipo de absorción de NO x, incrementando su control hasta niveles superiores al 90 %. Esto permite diseños de motores más eficientes, que son incompatibles con los actuales sistemas de control de emisiones. Los filtros de partículas alcanzan su máxima eficiencia con combustibles de ultra bajo azufre, cerca del 100 % de reducción de PM. La desventaja de tener combustibles con baja cantidad de azufre es que se pierde capacidad para efectuar una buena lubricación de las partes móviles del sistema de inyección, donde no se puede agregar un lubricante. Las bombas de diesel, a falta de un sistema de lubricación externa, dependen de las propiedades lubricantes de éste para asegurar una operación apropiada. La reducción del límite de azufre en el Diesel a 0,05 % o 500 ppm es una tendencia mundial, y Chile ha adoptado una política de reducción del contenido de azufre en los combustibles diesel. En nuestro país existe el diesel para la Región Metropolitana, llamado Diesel Ciudad, que contienen un contenido máximo de azufre de 0,005 % o de 50 partes por millón, lo que asegura una menor emisión de partículas y de S0 2, colocándolo en la actualidad como uno de los mejores del mundo en su tipo. 18

29 2.8 COPERT III - Programa para el cálculo de emisiones provenientes del transporte vehicular Para el cálculo de las emisiones, las cuales han sido informatizadas por la Agencia Europea del Medioambiente en el programa COPERT III, se ha seguido la Metodología CORINAIR, en el subapartado dedicado al tráfico vehicular. [3] En la metodología COPERT III están integradas las correlaciones y los factores de emisión de cada contaminante en función de distintos parámetros como pueden ser el tipo de vehículo, su carburante, las pautas de conducción, el kilometraje anual promedio, la velocidad típica, el diseño del motor, o factores externos como la temperatura ambiente. Es por esto que el programa exige los datos de entrada clasificados por categorías en función de la clase de vehículo (turismos, furgonetas, etc.), del tipo carburante (gasolina con plomo, sin plomo o gasóleo A), de la cilindrada del motor (caso de turismos y motocicletas), del tonelaje de carga (en el caso de camiones y furgonetas) y de la antigüedad de los vehículos. Para cada categoría se definen tres escenarios distintos de conducción: urbano, rural y de autopista, los cuales se caracterizan por velocidades medias y unas pautas de paradas y arranques distintos de un caso a otro. La conducción urbana se identifica por tener velocidades inferiores a 50 [km/h] y paradas y arranques del vehículo muy frecuentes. Es la típica para núcleos de población. La conducción rural agrupa a todas aquellas carreteras comarcales o estatales donde la velocidad no supera los [km/h]. Ocasionalmente la circulación también puede verse interrumpida por cruces o semáforos. La conducción de autopista incluye la circulación por las vías de gran capacidad del territorio. La velocidad suele estar en torno a los [km/h] y no existen interrupciones en el tráfico. A partir de estos datos iniciales, la presente metodología distingue entre varios tipos de emisiones: Emisiones en frío o emisiones del motor en estado transitorio: son las producidas en el periodo de calentamiento del motor. Dependen fundamentalmente de la temperatura ambiente y la distancia media del viaje Emisiones del motor en caliente o motor estabilizado: se calculan en base a los kilómetros recorridos por cada vehículo y a factores de emisión, los cuales a su vez están en función de las pautas de velocidad de cada categoría y clase de vehículo. 19

30 Emisiones por evaporación de combustible: bien debido a la expansión de la gasolina con la variación de la temperatura ambiente (emisiones diurnas), o también debido al aumento de la temperatura por el calor cedido por el motor, o bien emisiones durante las operaciones de repostaje del vehículo. En este caso las emisiones se calculan en base a factores de emisión que dependen fundamentalmente de las características técnicas del motor, de las gasolinas y de la temperatura ambiente. Los cálculos se han llevado a cabo inicialmente en cada una de las provincias mediante el programa COPERT III, para a continuación, desagregar los datos obtenidos a nivel local. Este proceso se ha realizado considerando el número de vehículos de cada categoría existentes en cada municipio para la desagregación de emisiones urbanas, y los kilómetros de carretera convencional y autopista-autovía para la desagregación rural y de autopista, respectivamente. Los contaminantes considerados en el estudio proceden de las combustiones de cada uno de los carburantes utilizados y pueden clasificarse en tres grandes grupos, según el tipo de metodología por la cual han sido calculados: Grupo 1: Contaminantes calculados a partir de una metodología detallada basada en factores de emisión específicos, pautas de conducción y condiciones del motor. En este grupo se incluyen los siguientes compuestos: CO, NO x, CH 4, COVNM y partículas. Grupo 2: Emisiones que dependen del consumo de carburante y se obtienen como una fracción del mismo. Este consumo se calcula mediante factores específicos de consumo. Los contaminantes incluidos son: CO 2, SO 2 y metales pesados. Grupo 3: Contaminantes para los cuales existe una metodología simplificada, ya que no se disponen de datos suficientes para aplicar la metodología detallada. Este grupo incluye las siguientes sustancias: NH 3, N 2 O, HAP, dioxinas y furanos. Grupo 4: Emisiones correspondientes a la especiación de los COVNM en diversos hidrocarburos, en función de la categoría del vehículo. Entre las emisiones resultantes se obtienen diversos alcanos, alquenos, alquinos, aldehídos, cetonas y compuestos aromáticos Legislación para vehículos de carga mayores a 3.5 toneladas Las emisiones provenientes de motores diesel donde el peso vehicular es mayor a 3.5 ton. Fue regulado en una primera instancia en 1988 con la introducción de la regulación ECE 49. Los vehículos (o mejor dicho, los motores) que cumplen con la ECE 49 y anteriores son clasificados como çonvencionales. La normativa 91/542/EEC, implementada en 2 etapas, trajo dos estándares adicionales de reducción de emisiones válidas desde 1992 a 1995 (etapa 1) y de 1995 en adelante (etapa 2). La normativa 199/96/EEC adoptada por el consejo de ministros medioambientales en diciembre de 1999 indica que se espera una reducción de gases y material particulado desde los motores diesel de un 30 % entre los años 2000 y Esta propuesta ha sido 20

31 introducida en el Copert III como EURO III. Dos clases adicionales de vehículos han sido introducidas de acuerdo a la propuesta COM(1998) 776 la cual propone la introducción de estándares de emisión más restringidos para gases y material particulado. Las clases EURO IV (válido entre 2005 y 2008) y EURO V (que comienza en el año 2008) han sido introducidas en el Copert III para cubrir estos requerimientos Factores de emisión elaboradas Los factores de emisión para los vehículos pesados diesel han sido elaborados en base a los resultados entregados por el Manual Alemán/Suizo (Keller et al., 1995), que se muestra en la tabla 2.7, donde se postula una dependencia de los factores de emisión con la velocidad media vehicular. Los factores de emisión propuestos sólo corresponden a los vehículos sin norma o también denominado convencional (previo a la directiva 91/542/EEC). La estimación de las emisiones desde vehículos más modernos que cumplen normas, se determina a través de un factor de reducción, que se muestra en la tabla 2.8, para las diferentes clases de vehículos pesados. También se considera para la determinación de los factores de emisión las condiciones de conducción en que circulan los vehículos pesados, por lo que los factores de reducción se distinguen como urbano, rural y carretera, para efectos comparativos del análisis a realizar se utilizará la condición de conducción urbano.[3] Los factores de emisión propuestos se modelan con funciones del tipo, FE i j = a i j V bi j (2.1) o bien, FE i j = c i j ± d i j V ± e i j V 2 ±... ± k i j V n (2.2) donde, FE i j : Son las emisiones unitarias del contaminante i de la categoría vehicular j, en g/km V: Es la velocidad media de circulación, en Km/hr a,b,c,...,k: Son los parámetros determinados para las distintos tipos de emisiones, categoría vehicular y velocidad media. Estos se obtienen en base a correlaciones lineales. 21

32 Tabla 2.7: Dependencia de los factores de emisión para vehículos pesados diesel convencionales Contaminante Categoría Rango de velocidad Factor de emisión R 2 V: velocidad promedio PB: Peso bruto vehicular [km/h] [g/km] CO Todas las categorías ,280 V 0,6945 0,880 3,5 t < PB 7,5 t 0-46,7 50,305 V 0,7708 0,902 NO x 7,5 t < PB 16 t 0-58,8 92,584 V 0,7393 0, t < PB 32 t ,36 V 0,6061 0,650 3,5 t < PB 7,5 t ,5563 V 0,7070 0,944 MP 7,5 t < PB 16 t ,6037 V 0,7259 0, t < PB 32 t ,890 V 0,7105 0,946 Fte.:COPERT III [3], año 2000 Tabla 2.8: Porcentaje de reducción para nuevas tecnologías diesel, aplicable a factores de emisión para vehículos convencionales, tipo de conducción urbano Tipo Categoría CO NO x MP 3,5 t< PB 7,5 t 50,0 30,0 35,0 EURO I 7,5 t < PB 16 t 50,0 30,0 35,0 16 t< PB 32 t 45,0 45,0 35,0 3,5 t< PB 7,5 t 60,0 50,0 60,0 EURO II 7,5 t<pb 16 t 60,0 50,0 60,0 16 t< PB 32 t 55,0 60,0 75,0 3,5 t< PB 7,5 t 72,0 65,0 72,0 EURO III 7,5 t< PB 16 t 72,0 65,0 72,0 16 t< PB 32 t 68,5 72,0 82,5 PB: Peso bruto vehicular Fte.:COPERT III[3], año

33 Capítulo 3 Metodología Experimental La metodología IVE es la que se utilizó para la determinación de emisiones contaminantes. Este método se ha diseñado para evaluar las condiciones ambientales de las emisiones de fuentes móviles que operan en las ciudades, a la fecha se viene aplicando exitosamente en países como México, Brasil, China, entre otros. La metodología IVE se basa en protocolos establecidos como características de conducción, partidas de vehículos en el caso de vehículos a gasolina (unidades VOCE), encuestas de flota y videos de los circuitos elegidos, lográndose una base de datos de los factores de emisión de los contaminantes HC, CO, NO x, y material particulado (PM), además de gases que contribuyen al efecto invernadero (CO 2 ) [12]. La metodología para realizar esta memoria se basa en un estudio experimental de una muestra de las distintas categorías de vehículos pesados que circulan por el Región Metropolitana, esta muestra consta de 40 camiones. En base a la captación en ruta de datos de emisiones de contaminantes de estos vehículo durante 3 semanas, se podrán determinar los factores de emisiones. 3.1 Descripción equipos de medición El equipamiento portátil utilizado para el muestreo directo de emisiones en ruta consistió en un conjunto de equipos analizadores y sistemas de medición los cuales pueden ser transportados en el mismo vehículo bajo análisis, con capacidad de medición en tiempo real. Los analizadores de gases pueden ser de distintos tipos, pero de preferencia se consideran los sistemas tradicionales utilizados en laboratorio, tales como detector de ionización de llama (FID) para hidrocarburos, analizador infrarrojo no dispersivo (NDIR) para monóxido y dióxido de carbono, y analizador ultravioleta no dispersivo (NDUV) o de luminiscencia química (CHLM) para óxidos de nitrógeno. De preferencia se deben usar este tipo de analizadores en lugar de sensores electroquímicos, siendo estos últimos más económicos pero de menor precisión y corta vida útil. Con respecto a la medición de material particulado, la regulación internacional ha estado 23

34 basada exclusivamente en el método gravimétrico con filtros, que resulta en una medición acumulativa de la emisión másica correspondiente al ciclo completo de conducción. Como sistemas alternativos, recientemente se han reportado instrumentos con capacidad de medición en tiempo real que ofrecen información segundo a segundo de concentración másica de partículas, basados en la detección eléctrica de las partículas, mediante etapas de carga y posterior clasificación por tamaño e inercia. Paralelamente a la medición en tiempo real de gases y partículas, el vehículo debe tener sensores de posición (GPS) y condiciones ambientales (temperatura y humedad relativa). Esto, junto a la medición de flujo en el escape, permite efectuar las correcciones necesarias debidas a las condiciones existentes en la zona de medición, así como convertir las mediciones volumétricas en mediciones másicas por unidad de distancia recorrida (gramos/kilómetro) Semtech-D Este equipo presenta una combinación de detector de ionización de llama (FID) con analizadores infrarrojo y ultravioleta no dispersivo (NDIR y NDUV). Estos métodos permiten medición simultánea para T HC, CO, CO 2, NO y NO 2 en tiempo real, con línea de muestreo a 190 o C. Diseño robusto capaz de soportar los golpes y vibraciones existentes en mediciones en terreno. Acoplado con el sistema de medición de gases de escape, GPS y computador a bordo, es posible medir emisiones directamente en g/m (o g/km), g/kg fuel o g/bhp hr. Sus dimensiones, en mm son 355(H)x432(W)x549(D), y su peso asciende a 35.4 kg. El Semtech-D utiliza un sensor electroquímico para leer la concentración de Oxígeno (O 2 ), uno de los dos importantes componentes para la combustión interna con aire. El sistema no dispersivo ultravioleta (NDUV) es la tecnología más reciente para la medición de NO x. Semtech-D emplea un sistema de detección dual de NO y NO 2 basado en una luz ultravioleta accionada por plasma para detectar NO y NO 2 separadamente. Una condición importante para la utilización de este sistema es el retiro del agua antes del sensor donde la muestra que es extraída del escape se seca con un filtro a temperatura ambiente unido a continuación con un refrigerador termoeléctrico. Los hidrocarburos pesados propios del diesel que se encuentran en la muestra del escape son removidos de esta junto con una pequeña cantidad de NO 2 (cercano al 5 % de la muestra) con el proceso del retiro del agua, esto se utiliza para prevenir la contaminación de los ópticos. El NDUV tiene una exactitud de 15 ppm, o 3 % de lectura para NO y 10 ppm, o 3 % de lectura para NO 2, cuando están calibrados apropiadamente en un rango de ppm y ppm respectivamente, que es una buena precisión para este tipo de mediciones. Para medir las emisiones de CO y CO 2 se utiliza el analizador infrarrojo no dispersivo AMBII (NDIR). Este sensor también necesita que el gas entrante este seco para remover los hidrocarburos pesados y el vapor de agua que causan interferencia con el sensor. El gas es secado de la misma manera que utiliza el analizador de NO x. Si el gas no fuera secado ocurrirían interferencias en los canales infrarrojos. A diferencia de las emisiones de NO x, las emisiones de CO y CO 2 24

35 no requieren de una corrección de humedad. El AMBII NDUV tiene una exactitud de 50 ppm, o 5 % de lectura, lo cual es bueno. Esto se logra para una adecuada calibración en un rango de ppm. Mientras que las celdas infrarrojas y electroquímicas trabajar para la detección de HC, el detector de llama ionizada (FID) empleado en el Semtech-D es más sensible en la medición. Al mantener una llama encendida con hidrógeno, una muestra es pasada por alto y quemada. La concentración de HC entonces es determinada por la cantidad de muestra que se quema. El combustible de FID usado para la ignición de llama de FID es una mezcla 40/60 de hidrógeno/helio. El AMBII NDIR tiene una exactitud de 5 ppm, o 1 % de lectura, que es bueno, cuando se calibra adecuadamente en un rango de ppm. En la figura 3.1 se muestra una imagen del equipo. Figura 3.1: Sensors Inc. Semtech-D analizador de emisiones portátil. [13] Dekati DMM 230 El Dekati Mass Monitor (DMM) es un instrumento para mediciones en tiempo real de emisiones vehiculares de material particulado, en el rango µm. El principio de operación está basado en cuatro etapas: carga de partículas, medición de densidad, clasificación por tamaño usando impactadores inerciales (6), y detección eléctrica de partículas cargadas. Sus dimensiones en mm son 300(H)x560(W)x420(D); su peso es de 50 kg. 25

36 Figura 3.2: Dekati DMM 230 [14] El principio de operacio n del equipo puede ser dividido en tres partes. Las partı culas son cargadas en un cargador corona unipolar, clasificando el taman o en un impactador cascada y detectadas ele ctricamente con electro metros sensibles. Primero, las partı culas son cargadas por un cargador de difusio n que le entrega un carga exacta disen ada para la partı cula. El nivel de carga esta cerca del nivel de saturacio n de carga para cada taman o de partı cula. Despue s de la regio n de carga, se utiliza un campo ele ctrico esta tico para desviar las partı culas ma s pequen as al electrodo cargador del mobility, y un electro metro se utiliza para medir esta corriente. Esta construccio n es usada como analizador del taman o de partı cula. En la figura 3.3 se muestra una imagen del equipo. Figura 3.3: Esquema principio de funcionamiento, Dekati DMM 230. [14] Despue s del cargador de partı culas, la clasificacio n del taman o se logra en un impactador de inercia de 6 etapas. Los electro metros sensibles esta n conectados con las barras impactadoras, 26

37 luego las partículas impactan a su correspondiente impactador generando este una corriente eléctrica para el electrómetro multicanal, las partículas son coleccionadas en los diferentes impactadores de acuerdo a su diámetro aerodinámico, y la carga eléctrica que lleva la partícula, esto es medido en tiempo real por lo electrómetros sensibles multicanales. Esta corriente es proporcional a la cantidad de partículas en cada rango de tamaño. Combinando la información del tamaño de la partícula entregada por el cargador mobility y el tamaño aerodinámico de entregado por el impactador, permite el cálculo de la densidad específica de las partículas requeridas para la conversión de valores de corrientes medidas, a concentración de masa de partículas. En la figura 3.3 se muestra un esquema de funcionamiento interno del Dekati ISSRC Diluter El ISSRC Diluter, permite realizar muestreo bajo condiciones de alta concentración, temperatura, humedad, y por períodos prolongados de tiempo. Este sistema de dilución permite medir la tasa de dilución segundo a segundo. Aire de dilución es filtrado con sistema HEPA. Elimina condensación y nucleación de compuestos volátiles y permite obtener una muestra seca de aerosoles. Específicamente diseñado para ser usado en mediciones vehiculares en el tubo de escape y unidades Dekati DMM-230 y Semtech-D. Una imagen del equipo se muestra en la figura 3.4. Figura 3.4: Fotografía real del ISSRC Diluter Semtech EFM Este equipo permite el análisis de flujo de gases de escape en ruta y en tiempo real. Es un dispositivo robusto y compacto que mide directamente flujo total en el escape de un vehículo en forma continua mientras este se encuentra en operación. Una imagen del equipo se muestra en la figura

38 Figura 3.5: Sensors Inc., Semtech EFM.[13] 3.2 Campaña de mediciones La campaña de mediciones se realizó desde el 3 hasta el 30 de marzo del año 2007, en el Laboratorio Experimental de Motores del Departamento de ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile (LEM-DIMEC), como base de las operaciones. En la tabla 3.1 se observa la cantidad de vehículos pesados que se midieron, caracterizados por la norma que cumplen. En la sección anexos se muestra la tabla I con el resumen de los vehículos ensayados, y sus especificaciones técnicas. Tabla 3.1: Detalle de la cantidad de vehículos medidos por norma Norma Categoría Cantidad Liviano 2 Convencional Mediano 3 Sin norma Pesado 2 Liviano 5 Euro I o EPA 91 Mediano 3 Pesado 2 Liviano 3 Euro II o EPA 94 Mediano 4 Pesado 3 Liviano 3 Euro III o EPA 98 Mediano 2 Pesado 2 Total 34 28

39 Al inicio de cada jornada de medición se revisaba el estado de los equipos de medición. Para el equipo Semtech-D se realizaba primero un calentamiento o warm up, para después realizar la calibración de este. Para el equipo Dekati se realizaba una inspección que verificara el estado de los analizadores de muestra Calibración Semtech-D El equipo antes de encenderse se encuentra a temperatura ambiente, luego el equipo necesita realizar un warm-up o calentamiento que demora cerca de 50 minutos hasta que se encuentre a la temperatura de funcionamiento. Mientras el equipo está en su proceso de calentamiento, a través de la interfaz computacional, se monitorean las presiones y temperaturas del circuito interior del equipo expresado como un diagrama de flujos. Por medio de este monitoreo se verifican el estado de funcionamiento de los filtros del equipo, el estado de conexiones, línea de temperatura ambiente conectada, presión de vacío y cantidad de FID suficiente. Para poder realizar las mediciones, la presión del combustible de FID debe tener un valor nominal por sobre los 200 psig, por un criterio de seguridad dado por la experiencia obtenida en anteriores campañas de medición, la presión de FID crítica utilizada fue de 400 psig, esto se criterio se aplicó para asegurar que el FID se terminara antes de terminar una medición, en caso de no tener este mínimo valor, la botella de FID se reemplaza con una nueva. Paralelamente se realiza un Leak Test, para verificar que la presión de vacío este dentro de los rangos. El Leak Test, también sirve para monitorear las posibles fugas que pueda tener el conducto de toma de muestras. Posteriormente, se realiza la calibración del equipo, procedimiento que se denomina de los analizadores del equipo, este consta de conectar un gas inerte (N 2 ) para que el equipo determine los porcentajes y concentraciones de los gases a analizar (porcentajes de CO y CO 2, ppm de NO y NO 2, ppmc de THC). Estos datos entregan al equipo el punto del partida para los cálculos de este. Luego se realiza el Span, proceso complementario al Zero, se conecta el Semtech-D a gases que permiten obtener valores con los cuales el equipo podrá interpolar las concentraciones de los gases a analizar por medio de una curva. Al completar todos estos procedimientos y verificaciones, el equipo se encuentra en condiciones óptimas de funcionamiento, esto también lo verifica la interfaz computacional entregando un mensaje de chequeo óptimo del equipo Calibración Dekati Este equipo como se explicó anteriormente, se utilizó para medir material partículado, tiene un proceso de calibración que depende del estado de saturación por suciedad en que se encuen- 29

40 tren sus componentes internos (mobility, impactadores) y que la bomba de vacío esté produciendo los 100 mbar de presión. La limpieza de los componentes se realiza por medio de ultrasonido. El estado de óptimo funcionamiento del equipo se verifica a través de la interfaz computacional de éste. 3.3 Montaje de equipos Tanto el Semtech-D como el Dekati, necesitan equipos auxiliares al montarlos al vehículo. Se necesita un generador de electricidad que abastezca a ambos equipos, a la bomba de vacío del Dekati, y a los computadores que irán a bordo. Este generador debe asegurar abastecimiento eléctrico por lo que dure realizar el circuito de pruebas. En caso de que el Semtech-D no reciba electricidad desde el generador, esta falencia se suple con la utilización de una batería de 150 Amp/h, además de los momentos en que el equipo es trasladado a una fuente de corriente fija, ya que en caso de llegar a apagarse, se debe realizar de nuevo la calibración de este. Para el Dekati solo puede haber alimentación eléctrica por medio del generador, ya que no cuenta no cuenta con respaldo eléctrico, dado que su diseño no tiene contemplado este parámetro. También, como se ha mencionado, se debe contar con una bomba de vacío de 100 mbar para el funcionamiento del Dekati, y el resto de los componentes del Semtech-D, que son el flowmeter, el Semtech EFM, un transformador eléctrico y el Flow-Meter para el Dekati. Todos los equipos antes mencionados, menos el generador, se instalaron como una batería de componente permanente, esto se logró depositándolos arriba de un pallet de madera, para poder facilitar el traslado de estos, se puede apreciar en la figura 3.8 la configuración de los equipos en el pallet y como quedan montados en el vehículo. Figura 3.6: Configuración de la batería con los equipos 30

41 En el vehı culo se montaban el pallet con los equipos, el generador, los diluters y sacos de arena que simulaban cargar al vehı culo con la mitad de su carga ma xima. Los sacos de arena estaban distribuidos en 6 pallet de 500 Kgs cada uno, los cuales se cargaban de a 2 para vehı culos pesados livianos, 4 para vehı culos pesados medianos. Para los vehı culos pesados pesados no se utilizaba carga de simulacio n ya que te cnicamente no fue posible simular esa cantidad de carga. Todos los pallets eran montados a trave s de una gru a meca nica mo vil, lo cual permitı a estandarizar el proceso de montaje. Finalmente, se instalaban en el tubo de escape el Dekati Diluter y el Semtech EFM, estos se acoplaban a trave s de un adaptador y una tuberı a flexible. Cabe destacar que tambie n se instalaban una antena GPS y un medidor de presio n ambiente, componentes del Semtech-D y un computador personal para monitorear a toma de datos a trave s de las interfaces del Semtech-D y Dekati. El esquema de instalacio n de los equipo se puede ver en la figura 3.7. Figura 3.7: Vehı culo montado con equipos de medicio n y carga 3.4 Proceso de medicio n Al tener todos los equipos montados, se da partida al generador, se verifica el correcto funcionamiento del Semtech-D Y del Dekati, luego se comienza las medicio n de los equipo al mismo tiempo, posteriormente se hace partir el motor del vehı culo, capturando las emisiones desde antes que este comience a moverse. Esto permite medir las emisiones en relentı del motor, este procedimiento tambie n se realiza cuando el vehı culo se detiene al terminar la medicio n, ya que se espera que la interfaz del computador muestre que no existe flujo, esto se logra despue s de unos segundos desde que se detiene el motor. Con los equipos tomando datos con el vehı culo funcionando en relentı se procede a recorrer el circuito de pruebas, al terminar este, los datos son capturados por el computador personal, el cual los post-procesa entregando dos archivos con los valores de la emisio n de gases generada por el vehı culo. 31

42 3.5 Circuito de pruebas Los factores de emisión son elaborados a partir de análisis empíricos, los cuales consideran las formas de conducción características de una zona urbana, representadas a través de los ciclos de conducción 1. El circuito de pruebas fue diseñado en bases a los siguientes parámetros: Regimenes del motor: Se seleccionaron ciertas calles con características importante en cuanto a flujo vehicular, velocidad de circulación, calidad del asfalto. Bajo estas condiciones se permite que el vehículo haga trabajar al motor en una amplia gama de regímenes. Duración: Es necesario diseñar un circuito que permita recorrer y completarlo en menos de 40 minutos, que es el tiempo factible de duración para los equipos, considerando también que es la cantidad de tiempo que se ha utilizado en estudios anteriores del mismo tipo. Accesibilidad: Es de importancia que todos los vehículos que se midan realicen el mismo recorrido, por lo tanto se debe asegurar que tanto un vehículo liviano como pesado tenga acceso y factibilidad de transitar por todas las calles. En base a los parámetros señalados, se determinó someter a los vehículos al siguiente circuito. LEM DIMEC: Laboratorio Experimental de Motores, centro de operaciones donde comenzaba el circuito, saliendo hacia calle Blanco Encalada. Blanco Encalada - San Alfonso: Tramo corto de una cuadra hasta llegar a San Alfonso. Generalmente presentaba congestión. San Alfonso - Autopista del Sol: Tramo extenso, con tránsito interrumpido, congestión media, mala calidad del asfalto, con importante cantidad de dispositivos de reducción de velocidad. Permitía una operación del vehículo con múltiples detenciones (Multi-stop) Autopista del Sol: Tramo más extenso del circuito ya que se recorría de en los dos sentidos, utilizando como punto de retorno la salida hacía Americo Vespucio por la comuna de Maipú, tránsito expedito a máxima velocidad, congestión baja, calidad del asfalto en excelente estado. Permitía una operación punto a punto en que el vehículo recorría una gran distancia sin detenciones (Cruise). El vehículo transitaba a la mayor velocidad posible, para poder simular carga completa. 1 Corresponde a una curva de velocidad de tiempo utilizada para pruebas vehiculares en dinamómetro de chasis. Esta curva es representativa del lugar donde se pretende obtener los resultados de emisiones. Normalmente se componen de diferentes fases de velocidad 32

43 Carlos Valdovinos - Caletera Autopista Central: A continuacio n de la Autopista, se circulo por Carlos Valdovinos, tramo extenso, tra nsito normal e interrumpido, pavimento irregular. El vehı culo se sometı a a desaceleraciones perio dicas por la gran cantidad de paradas por sema foros. Caletera Autopista Central - Rondizzoni: Tramo corto, congestio n alta, tra nsito lento por el atochamiento vehicular, buena calidad del pavimento. Rondizzoni - Beaucheff: Tramo de extensio n media, tra nsito normal, mala calidad del pavimento, congestio n media. Calle angosta. Beaucheff - Blanco Encalada: Tramo extenso, congestio n baja, calidad del pavimento media. Permitı a que el vehı culo operara a una velocidad promedio elevada. Blanco Encalada - LEM DIMEC: Tramo corto, el flujo vehicular varia segu n la hora del dı a, presencia de atochamientos, calle ancha, mala calidad del pavimento. Velocidad media baja generalmente. En promedio recorrer el circuito demoro 40 minutos, sin grandes variaciones ya que las calles tenı an un flujo similar a cualquier hora del dı a, lo que permitio que el circuito se comportara de forma ma s estandarizada. En la figura 3.8, se muestra un mapa que describe el circuito realizado. Figura 3.8: Circuito de prueba 3.6 Procesamiento de datos El procesamiento de datos se realiza idealmente al tener los valores entregados inmediatamente despue s de realizar un ensayo o realizar el procesamiento de todos los ensayos realizados 33

44 por día, para que en caso de tener una medición invalida poder realizarla de nuevo si la programación de la campaña lo permite. En la práctica es difícil cumplir con esta estrategia dado que los altos tiempos involucrados y la escasa capacidad humana, es por esto que el procesamiento de datos se realiza en su totalidad al terminar la campaña de medición. En una primera instancia se revisa detalladamente que los archivos entregados por cada equipo no presenten anomalías, que tampoco existan archivos corruptos, además de verificar que los datos presentes en los archivos sean los requeridos para el análisis. Anomalías comunes reflejadas en los archivos son que presenten cantidad insuficiente de datos, que es cuando una medición se interrumpe y no se logra recuperar, que exista perdida parcial extensa de datos, que es cuando se logra recuperar una medición interrumpida, pero uno de los equipos logra volver a funcionar o se demora demasiado tiempo en retomar la medición. Otro tipo de anomalías es cuando se presentan test inválidos, que son comúnmente cuando no se tiene un tipo de dato determinante, como el flujo segundo a segundo, consecuencia de no haber conectado o encendido alguno de los equipo tanto centrales (Dekatti, Semtech-D), como los satélites (flow meter, dilutor). Después de revisar los archivos, estos se procesan a través de una planilla Excel previamente estandarizada para entregar los resultados. En esta planilla se incorporan los datos entregados tanto por el Semtech-D como por el Dekati DMM, para un mismo test realizado. Ambos equipos presentan desfases temporales llamados offset, ya que los datos no todos los datos correspondiente aun instante son captados en el mismo segundo, es por esto que se presentan retrasos entre los gases contaminantes, el material particulado, la velocidad instantánea, la altitud entregada por el GPS y el flujo. Es menester encontrar cada offset para poder verificar los cálculos entregados por los equipos. En la figura 3.9 se muestra la interfaz de la planilla Excel, en ella se pueden observar los offset aplicados a las distintas columnas de velocidad (speed), altura (altitude), flujo (flow), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO), la suma de los NO y NO 2 (NO x ) y dióxido de carbono (CO 2 ). La correcta determinación de estos tiempos de desfase, permite recrear el calculo de los gases totales realizados por el equipo, esto se verifica en los porcentajes en color rojo arriba de cada columna, que cuantifica la aproximación del resultado recreado con el entregado por el equipo. La planilla entrega, en los datos azules en la parte superior de la interfaz, los gramos totales por gas contaminante, los gramos por kilómetro de gas contaminante y la distancia en kilómetros recorrida en el test. 34

45 Figura 3.9: Interfaz, planilla Excel Para el material particulado se realiza un ajuste distinto ya que el equipo que mide estas emisiones es el Dekati DMM, por lo tanto se debe realizar una búsqueda por inspección respecto al comportamiento del flujo para cada equipo y su velocidad. Como el flujo del escape es único, su comportamiento se muestra en sendas planillas entregadas por los equipos, luego como se muestra en la figura 3.10, se superponen las curvas que caracterizan el flujo segundo a segundo, se busca que muestren el mismo comportamiento que las emisiones de particulado y la velocidad, esto se puede verificar observando que los distintos peaks de las curvas presentan una correspondencia y su comportamiento a través del tiempo es equivalente en distintas escalas. 35

46 Figura 3.10: Interfaz para material partículado, planilla Excel Al ajustar correctamente las curvas para el material particulado, posteriormente se puede corroborar análogamente que el ajuste sea el correcto para cada parámetro o emisión de gases respecto al flujo y la velocidad, como se muestran en los gráficos de la figura 3.11, donde el primer gráfico muestra la correlación entre la velocidad del vehículos, el flujo de la muestra que se está tomando, y la emisión de CO 2, segundo a segundo. El segundo gráfico muestra la correlación entre la velocidad del vehículo, el flujo de la muestra tomada del escape, las emisiones de NO x y CO. El tercer gráfico muestra la correlación entre velocidad, flujo y emisiones de HC y PM. Después de esta revisión se pueden utilizar finalmente los resultados entregados en la planilla de cálculos, figura 3.9, que muestra, entre otros, los factores de emisión finales por ensayo como se mencionó anteriormente. 36

47 Figura 3.11: Gráficos de verificación visual 37

48 3.7 Estimación de los factores de emisión Los factores de emisión es un valor representativo que relaciona la cantidad de un determinado contaminante emitido a la atmósfera con la actividad asociada a la emisión de aquel contaminante. Estos factores se expresan en la literatura especializada como el peso del contaminante por unidad de peso, volumen, distancia o duración de una actividad durante la cual se emite el contaminante (e.g., gramos emitidos de un contaminante por kilometro recorrido). Para estimar los factores de emisión (FE) de HC, CO, NO x y CO 2 a través de los datos entregados por el equipo Semtech-D, se realiza un procesamiento estándar para estos cuatro tipos de contaminantes. El equipo entrega la cantidad de partículas por millon o porcentaje de estas en la muestra, además de entregar el flujo asociado segundo a segundo en la medición. Luego, para los contaminates NO x y HC, los datos se presentan en ppm y ppmc respectivamente, por lo que se utiliza la ecuación 3.1. FE i j = C i j ρ i F j 2, (3.1) Donde, FE i j : Factor de emisión del contaminante i en el segundo j, en gramos/segundo C i j : Concentración del contaminante i en el segundo j, en ppm ρ i : Densidad del contaminante i, en g/ ft 3 F j : Flujo de la muestra desde el escape en el segundo j, en litros/segundo Las densidades utilizadas para la elaboración del calculo son 54,16 [g/ ft 3 ] para el NO x, 51,81 [g/ ft 3 ] para el CO 2, 32,97 [g/ ft 3 ] para el CO y 16,33 [g/ ft 3 ] para el HC [7]. En el caso de los contaminantes CO y CO 2 se utiliza una variación de la ecuación 3.1, dado que el equipo entrega sus concentraciones en porcentaje, por lo que se utiliza la ecuación 3.2. FE i j = C i j ρ i F j 2, (3.2) Estas dos formas de cálculos entregan la emisiones de los contaminantes en gramos por segundo. Posteriormente se realiza la sumatorio de los datos entregados en los n segundos que tiene de duración el ensayo y luego se divide por la cantidad de kilómetros recorridos en el mismo, dato que es entregado por el GPS del sistema, obteniéndose el resultado en gramos por kilometro, este cálculo se resume en la ecuación 3.3. Donde, FE i = n j=1 FE i j Km total (3.3) 38

49 FE i : Factor de emisión del contaminante i, en gramos/kilómetro FE i j : Factor de emisión asociado al contaminante i en el segundo j Km total : Kilómetros recorridos durante el ensayo Para el material particulado, el procesamiento es distinto, dado que se deben calibrar los datos obtenidos por el Dekati con la toma de muestra del Semtech-D. El Dekati entrega la muestra de material particulado en microgramos segundo a segundo, estos se procesan con la ecuación 3.4. Donde, FE i = F i C i FD i 9, (3.4) FE i : Factor de emisión de particulado en el segundo i, en gramos/segundo F i : Flujo de la muestra en el segundo i, en litros por segundo C j : Concentración de material particulado en el segundo i, en µg/s FD i : Factor de dilución corregido A través de este cálculo se obtiene la emisión de material particulado en gramos por segundo, posteriormente se realiza el mismo procedimiento que en los gases, con la ecuación

50 Capítulo 4 Resultados y Análisis La información generada por las mediciones experimentales, mediante un post-procesamiento se pudo determinar las mediciones válidas, las cuales entregan información suficiente para incluirlas en los resultados. En este capítulo se muestran los resultados obtenidos de las mediciones realizadas a los vehículos especificados en la tabla 3.1, la cual entrega 34 mediciones válidas de un total de 38 realizadas. En la tabla 4.1, se muestran las mediciones inválidas y sus respectivas fallas. Tabla 4.1: Ensayos inválidos Ensayo Marca Modelo Año Categoría Norma Falla 18 Mercedes Benz Pesado Sin Norma Falla Dekati DMM 26 Hyundai Mighty HD Mediano Euro III No se registró el flujo 35 KENWORTH K Pesado Euro I Falla Dekati DMM 37 Mann TGA Pesado Euro III Falla suministro de energía 40

51 4.1 Resultados por categoría Los resultados obtenidos para los gases contaminantes de hidrocarburos (HC), óxidos de nitrógeno (NO x ), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO 2 ) y el material particulado (PM) se muestran en la tabla 4.2. Los resultados se presentan ordenados por categoría. Cabe considerar que para el análisis se considera vehículos sin norma a aquellos que no cumplen normativa alguna, vehículos tipo I a aquellos que cumplen con la normativa Euro I/EPA 91, vehículos tipo II a aquellos que cumplen con la normativa Euro II/EPA 94, y vehículos tipo III a aquellos vehículos con la normativa Euro III/EPA 98. Tabla 4.2: Ensayos realizados, campaña IVE-Santiago Categoría Ensayo Vehículo Modelo Año Cilindrada Carga max. Norma HC CO NO x CO2 PM [l] [t] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] 1 Isuzu NKR Sin norma 0,867 2,487 2, ,207 0, Toyota Dyna Sin norma 0,652 1,377 4, ,031 0, KIA Euro I 0,576 1,979 5, ,461 0, Hyundai Porter H Euro I 0,234 1,726 1, ,464 0, KIA K Euro I 0,354 1,277 2, ,960 0, KIA K Euro I 0,278 0,913 1, ,583 0,075 Liviano 36 KIA K Euro I 0,338 1,410 2, ,446 0,162 4 Chevrolet NKR Euro II 0,104 0,851 1, ,925 0,010 5 Hyundai Porter AU Euro II 0,072 1,685 1, ,050 0,030 6 KIA Frontier super Euro II 0,041 0,077 2, ,243 0, KIA Frontier II Euro III 0,040 0,160 1, ,810 0, KIA Porter 2, Euro III 0,040 0,059 1, ,080 0, KIA Frontier II Euro III 0,586 1,291 8, ,296 0,026 9 HINO Econo Diesel GD 172SA Sin norma 1,621 6,859 7, ,516 0, Isuzu NPR Sin norma 0,798 4,946 2, ,978 0, KIA TITAN K Sin norma 0,838 3,520 4, ,893 0, KIA K3600S Euro I 0,416 1,384 5, ,880 0, Hyundai Mighty Euro I 0,624 3,908 3, ,290 0,215 Mediano 30 Hyundai Mighty Euro I 0,856 1,816 4, ,308 0,036 3 Ford Cargo Euro II 0,348 1,739 10, ,789 0,217 8 Chevrolet NPR Euro II 1,330 2,180 2, ,657 0, Hyundai Mighty Euro II 0,946 1,274 3, ,773 0, Chevrolet NPR Euro II 0,584 1,415 4, ,486 0, Volkswagen Euro III 0,372 1,077 3, ,895 0, Hyundai Mighty HD Euro III 0,384 1,159 3, ,227 0, Mercedes Benz 1617 TOLVA Sin norma 1,265 1,690 6, ,733 0, Mercedes Benz Tracto OM Sin norma 2,017 3,403 12, ,522 0, Freightliner FL Euro I 1,407 2,978 9, ,772 0,476 Pesado 33 Volvo FH Euro I 0,671 3,718 14, ,020 0,077 2 Mercedes Benz L Euro II 0,889 2,820 15, ,289 0, Mercedes Benz OM Euro II 1,588 4,608 7, ,998 0, Chevrolet KODIAK Euro II 0,857 9,107 8, ,756 0,182 7 Mercedes Benz OM 1728 ELECTR Euro III 0,182 2,006 8, ,289 0, Scania 124 LE Euro III 0,646 0,963 6, ,502 0, Vehículos livianos La muestra de vehículos livianos es la más extensa del estudio, dado que está compuesta de trece ensayos. Estos vehículos presentan cilindradas de motor desde los 2.4 [lt] hasta los 3.7 [lt], con capacidad de carga máxima que está entre las 2.5 [ton] a las 3.5 [ton]. La antigüedad de los vehículos que componen esta muestra no sobrepasa los once años, a excepción del vehículo correspondiente al ensayo 14 que muestra el año 1986 como su data de fabricación. De la tabla 4.2, se obtiene el gráfico 4.1 que muestra el detalle de las emisiones de los contaminantes generados 41

52 por los ensayos realizados para los vehículos livianos. Figura 4.1: Gráfico detalle de las emisiones contaminantes por ensayo, livianos Del gráfico se puede observar que las emisiones de NO x y CO 2 del ensayo 38 (Kia Frontier II, año 2006, Euro III) presentan una dispersión importante respecto al resto del total de la muestra de vehículos livianos. Si se considera que el promedio de emisiones de NO x es de 2,235 g/km descartando el ensayo 38, este último presenta 8,52 g/km representando un 381 % respecto al promedio. En cuanto al promedio de emisiones de CO 2, sin el mencionado ensayo, es de 344,7 g/km donde el ensayo 38 con emisiones por 798,3 g/km representa el 232 % del promedio. Dado esta importante dispersión se prescindirá de las emisiones de NO x y CO 2 del ensayo 38 para el análisis de los resultados. En la tabla 4.3 se muestra los promedios de emisiones por tecnología y en la figura 4.2 se muestra un gráfico comparativo del promedio de las emisiones para los distintos tipos vehiculares. 42

53 Figura 4.2: Gráfico comparativo de emisiones por categoría, livianos Tabla 4.3: Promedio de emisiones contaminantes por tecnología, livianos Tecnología HC CO NO x CO 2 PM [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] Sin norma 0,760 1,932 3, ,1 0,188 Tipo I 0,356 1,461 2, ,2 0,063 Tipo II 0,072 0,871 1, ,7 0,104 Tipo III 0,222 0,503 1, ,9 0,028 Preliminarmente, para poder reunir todas las emisiones promedio de la categoría en el gráfico 4.2, se debió ajustar las emisiones de CO 2, reduciéndolas en dos ordenes de magnitud y las de material particulado se aumentaron en un orden de magnitud. Se aprecia una disminución de CO al evolucionar las tecnologías de la categoría, desde el promedio de emisiones de vehículos convencionales a Euro I ocurre una reducción de 25 %, de Euro I a Euro II un 40 % y de Euro II a Euro III un 43 % aproximadamente. Si bien las emisiones de monóxido de carbono se asocian a combustiones incompletas, por exceso de combustible, el 43

54 mejoramiento en el control de la combustión, considerando que para esta categoría se utilizan en su gran mayoría bombas de inyección rotatorias, demuestra que el paso del control mecánico al control electrónico y posteriormente a la inyección directa, permite obtener combustiones más controladas y completas. También afecta en los bajos niveles de emisión de CO, el principio de funcionamiento de los vehículos diesel, dado que al trabajar en la cámara de combustión con exceso de aire, permite bajas emisiones de CO y HC. En cuanto a las emisiones de HC y CO 2, que se relacionan directamente a la eficiencia en la combustion, se aprecia una disminución de las emisiones de HC en los tres primeros márgenes de tecnologías, desde los vehículos convencionales a los Euro I se logra una disminución de 53 %, de los vehículos Euro I los Euro II hay una reducción cercana al 80 %. La tendencia se interrumpe dado que uno de los vehículos de la muestra correspondiente a Euro III, ensayo 38 (Kia Frontier II, año 2006, Euro III), presenta elevadas emisiones de HC en comparación al resto de la muestra de vehículos livianos tipo III, sin embargo no se descarta absolutamente del análisis dado que no se muestra una gran dispersión respecto al resto del total de la muestra de vehículos livianos, en caso de no considerar este ensayo, el promedio de los vehículos con Euro III sería de [g/km], manteniendo la tendencia. Las emisiones de CO 2, que son las de mayor magnitud en el total de la muestra, entre todos los gases analizados, presentan un comportamiento dentro de un rango estrecho, dado que las magnitudes de las emisiones son similares, dentro de un rango 3,627 y 3,262 [x100g/km], mostrando que la eficiencia de la combustión de los motores diesel está relacionada al proceso de autoinflamación, lo que hace que se trabaje con exceso de aire para buscar lograr una combustión más completa, además que la mayoría de estos vehículos cuenta con bombas rotatorias mecánicas que mantienen sus tiempos de inyección relacionados directamente a las revoluciones del motor, siendo la muestra en su totalidad de una cilindrada similar. Las emisiones de NO x presentan un comportamiento descendente. Como se puede ver ocurre una reducción de las emisiones de NO x al mejorar las tecnologías. Las emisiones de NO x dependen de las temperaturas involucradas en la combustión y esta a la vez depende entre otros aspectos de la calidad de la inyección, dado que al tener inyecciones adelantadas, incrementa la temperatura en la cámara de combustión aumentando las emisiones. Es por esto que un adecuado tiempo de comienzo de inyección permite equilibrar las emisiones de NO x y HC en un motor diesel, ya que al retrasar la inyección se disminuye la emisiones de NO x por que produciría una combustión incompleta, pero aumentaría las emisiones de HC. Las emisiones de NO x presentan una disminución al mejorar las tecnologías de la muestra de vehículos convencionales a los con normativa Euro I de un 23 %, de la muestra con normativa Euro I a la con normativa Euro II se disminuye en un 30 % y de la muestra de vehículos Euro II a Euro III ocurre una disminución de un 35 %. Las emisiones de material particulado muestran una tendencia en disminución en base a las mejoras tecnológicas, sin embargo la tendencia se ve interrumpida por la muestra de vehículos 44

55 tipo I. Si bien el gran problema que presentan los motores con tecnología diesel es la emisión de material particulado, la muestra en su totalidad entrega bajas magnitudes de emisiones de partículas Vehículos medianos La muestra de vehículos medianos cuenta con doce ensayos realizados. Estos vehículos presentan cilindradas de motor desde los 3.3 [lt] hasta los 5.5 [lt], con capacidad de carga máxima que está entre las 4 [ton] a las 10[ton], un rango mucho más amplio que el que se vio en la categoría livianos. La antigüedad de los vehículos que componen esta muestra no sobrepasa los trece años, a excepción del vehículo correspondiente al ensayo 19 (Isuzu NPR, año 1989, Euro I) que tiene 18 años de antigüedad. De la tabla 4.2, se obtiene el gráfico 4.3 que muestra el detalle de las emisiones de los contaminantes generados por los ensayos realizados para los vehículos medianos. Figura 4.3: Gráfico detalle de las emisiones contaminantes por ensayo, medianos Del gráfico se puede observar que las emisiones de NO x del ensayo 3 (Ford Cargo 814, año 1998, Euro II) presenta una dispersión importante respecto al resto del total de la muestra de vehículos medianos. Si se considera que el promedio de emisiones de NO x es de 4,23 g/km descar- 45

56 tando el ensayo 3, este último presenta 10,467 g/km representando un 247 % respecto al promedio. Dado esta importante dispersión se prescindirá de las emisiones de NO x del ensayo 3 para el análisis de los resultados. También se aprecia valores elevados de NO x, CO 2 y CO en el ensayo 9 (Hino GD 172SA, año 1994, convencional), este se muestra como el ensayo con mayor magnitud de emisiones del total de la muestra y no presenta una dispersión elevada respecto a esta, este comportamiento se considerará en el análisis. En la tabla 4.4 se muestra los promedios de emisiones por tecnología y en la figura 4.4 se muestra un gráfico comparativo del promedio de las emisiones para los distintos tipos vehiculares. Figura 4.4: Gráfico comparativo de emisiones por categoría, medianos 46

57 Tabla 4.4: Promedio de emisiones contaminantes por tecnología, medianos Tecnología HC CO NO x CO 2 PM [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] Convencional 1,085 5,109 4, ,8 0,170 Euro I 0,632 2,369 4, ,2 0,094 Euro II 0,802 1,652 3, ,7 0,079 Euro III 0,378 1,118 3, ,1 0,024 Para los vehículos medianos se aprecia la mayor magnitud de las emisiones en comparación con los resultados de la muestra de vehículos livianos, lo que responde a que esta categoría utiliza motores de mayor cilindrada, asociados a un mayor consumo de combustible. Las emisiones de CO presentan una reducción a medida que se mejoran las tecnologías, aunque llama la atención la elevada magnitud de las emisiones de la muestra de vehículos convencionales, esto se debe a que el vehículo correspondiente al ensayo 9 (Hino GD 172SA, año 1994, convencional) presenta valores de emisión de CO muy por sobre el resto de la muestra. Si se descartara este vehículo en la muestra el valor para los vehículos sin norma sería de [g/km], y la reducción de emisiones de CO desde la muestra convencional a la muestra con normativa Euro I cambiaría a solo un 44 % en vez de 54 %. Las emisiones para la muestra, desde la normativa Euro I a la Euro II se reduce en un 30 % y de Euro II a Euro III un 32 %. Las cilindradas de los motores para vehículos medianos permiten la utilización de bombas inyectoras en linea, en la mayoría de cuatro elementos de bomba, este tipo de inyección es de accionamiento mecánico y a diferencia de las bombas rotatorias sin electroválvula, ejercen una mayor presión dentro del cilindro y entregan un mayor caudal de inyección, al no tener un mantenimiento riguroso de este equipo la calidad de la inyección baja en gran magnitud y en general los vehículos medianos más antiguos trabajan con este dispositivo sin un mantenimiento adecuado o calibración adecuada. Al tener una mala inyección, se puede producir una combustión incompleta por exceso de combustible produciendo una mayor emisión de CO. Para las tecnologías más actuales, enmarcadas en la normativa Euro III, presentan bombas de inyección rotatorias con electroválvulas y turbocargadores, lo que permite combustiones más completas y controladas. Las emisiones de HC presentan un descenso al mejorar las tecnologías, acentuado en la muestra de vehículos con normativa Euro III, que promedian [g/km] un 65 % menor que la muestra de vehículos convencionales y un 54 % menor que el promedio de la muestra de vehículos con normativa Euro II. Considerando que la muestra total de HC no presenta un alto grado de dispersión, el hecho que el promedio de emisiones de vehículos con normativa Euro III sea 47

58 tan bajo comparado con las otras categorías tiene relación a la tecnología empleada para estos vehículos, ya que la mayoría de ellos cuentan con dispositivos turbocargadores que permite una combustion mayor y más completa, con sistemas intecooler, con control electrónico diesel(edc) y ya las mencionadas bombas inyectoras con electroválvulas, estos dos últimos dispositivos permite permiten un mayor control de la combustión, altas presiones en ella además de implementar la inyección directa a alta presión. Las emisiones de CO 2 en toda la muestra se entre un rango de 4.64 y 4.24 [g/km], un rango de muy baja magnitud, lo que nos habla de un consumo de combustible casi normalizado dentro del total de la muestra. Las emisiones de NO x que guardan relación con el comportamiento de las emisiones de HC, muestran una tendencia de disminución en la magnitud de las emisiones en relación a la mejora de las tecnologías. Se aprecia un descenso de un 5 % desde la muestra de vehículos convencionales a los que cumplen con la normativa Euro I, un descenso de un 28,2 % al pasar de la muestra con normativa Euro I a Euro II y un ascenso de un 1,2 % de la muestra de la muestra con normativa Euro II a Euro III, técnicamente las emisiones se mantienen en este último tramo. Se debe considerar que para la muestra para vehículos convencionales, el ensayo 9 entrega un valor de NO x disperso en relación al resto de la muestra, descartando las emisiones del ensayo 9, el promedio para la muestra de vehículos convencionales, sería de 3,52 [g/km] por debajo de la muestra de vehículos tipo II lo que no es lo esperado. La muestra total de material particulado no presenta valores con gran dispersión, y en general presenta una disminución de la magnitud de las emisiones de acuerdo a la mejora de las tecnologías. De la muestra de vehículos convencionales a los tipo I se aprecia un descenso del 45 %, de la muestra de vehículos tipo I a la muestra de vehículos tipo II ocurre una disminución del 17 % y desde la muestra tipo II a la muestra con vehículos tipo III hay una disminución del 70 %. Las bajas emisiones de particulado en los vehículos que cumplen con la normativa Euro III, se puede explicar por el conjunto de dispositivos que permiten una combustión más completa como son lo turbocompresores, los sistema de refrigeración interna (intercooler), los sistemas inyección directa y electrónica, que permiten una mayor eficiencia en la combustión además de aprovechar el petróleo diesel de bajo azufre que se comercializa en la Región Metropolitana Vehículos pesados La muestra de vehículos pesados es la que cuenta con la menor cantidad de ensayos, con un total de nueve ensayos, además de realizarse ensayos sin carga para vehículos que tienen carga máxima superior a las 30 [ton]. Estos vehículos presentan cilindradas de motor desde los 5.9 [lt] hasta los 12 [lt], con capacidad de carga máxima que está entre las 11 [ton] a las 30 [ton], un rango mucho más amplio que el que se vio en las anteriores categorías. La antigüedad de los vehículos que componen esta muestra no sobrepasa los diez años, a excepción del vehículo correspondiente al ensayo 32 (Mercedes Benz OM2233, año 1987, convencional). De la tabla 4.2, 48

59 se obtiene el gráfico 4.5 que muestra el detalle de las emisiones de los contaminantes generados por los ensayos realizados para los vehículos pesados. Figura 4.5: Gráfico detalle de las emisiones contaminantes por ensayo, pesados Del gráfico se puede observar que muestra de vehículos pesados es la menos extensa, ya que en tres de los cuatro tipos vehiculares solo tienen dos ensayos. En particular el ensayo 17 (Chevrolet Kodiak 211, año 1998, Euro II) presenta una dispersión importante respecto al resto del total de la muestra de vehículos medianos. Si se considera que el promedio de emisiones de CO es de 2,773 g/km descartando el ensayo 17, este último presenta 9,107 g/km representando un 328 % respecto al promedio. Dado esta importante dispersión se prescindirá de las emisiones de CO del ensayo 17 para el análisis de los resultados. Si bien el ensayo 31 (Freightliner FL80, año 1997, Euro I) presenta una gran dispersión respecto al resto del total de la muestra en emisiones de material particulado, al descartar este ensayo la muestra de vehículos tipo I sería representada solo por un ensayo lo que lo haría aún más sesgado. En la tabla 4.5 se muestra los promedios de emisiones por tecnología y en la figura 4.6 se muestra un gráfico comparativo del promedio de las emisiones para los distintos tipos vehiculares. 49

60 Figura 4.6: Gráfico comparativo de emisiones por categoría, pesados Tabla 4.5: Promedio de emisiones contaminantes por tecnología, pesados Tecnología HC CO NO x CO 2 PM [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] Convencional 1,641 2,547 9, ,1 0,076 Euro I 1,039 3,348 11, ,9 0,277 Euro II 1,111 3,714 10, ,0 0,110 Euro III 0,414 1,484 7, ,4 0,051 Los vehículos pesados presentan las mayores emisiones del total de la muestra, dado que están asociados a motores de mucho mayor envergadura, que en consecuencia consumen una mayor cantidad de combustible. La muestra que se utilizó en para estos vehículos no es amplia, por lo que los resultado presentan una gran sensibilidad a un sólo ensayo en algunos casos. La muestra de vehículos convencionales presentan emisiones de baja magnitud en todos los contaminantes, lo que se puede explicar por el hecho que solo hay dos ensayos, 13 (Mercedes Benz 1617, año 1996) y 32 (Mercedes Benz OM 2233, año 1987), los cuales están dentro de las 50

61 emisiones de menor magnitud del total de la muestra de vehículos pesados. Las emisiones de CO presentan un tendencia en descenso en cuanto se mejoran las tecnologías dado la diferencia cercana a un 56 % entre la muestra tipo III y tipo I, considerando que las emisiones de la muestra tipo II es de similar magnitud a las de la muestra de vehículos tipo I. La muestra de vehículos asociados a la normativa Euro III, presentan un promedio de emisiones de baja magnitud, esto se puede deber a que la muestra está compuesta de tan solo dos vehículos, ensayos 7 (Mercedes Benz OM1728, año 2005, Euro III) y 15 (Scania 124LE, año 2006, Euro III), que recién comienzan su vida útil además de encontrarse en muy buen estado. Al ser vehículos con no más de dos años de antigüedad, estos cuentan con sistemas y dispositivos que permiten combustiones más completas, en general en esta categoría los motores contaban con intercooler, turbocargadores e inyección directa, ya que necesitan generar la mayor potencia posible. Las emisiones de HC presentan una tendencia de disminución a medida que mejoran las tecnologías, además de mantenerse en magnitudes bajas de emisión. Esto puede ser consecuencia de la mejora en los sistemas de inyección, considerando que las emisiones de HC para la muestra asociada a la normativa Euro III corresponden al 25 % de las emisiones que entrega la muestra asociada a vehículos convencionales. La utilización de turbocargadores que imprimen más aire en los cilindros, la inyección directa a alta presión y controlada electrónicamente (ECU) que permiten inyecciones más precisas y tiempos de inyección adecuados a las exigencias del motor, logran combustiones más completas. Cabe considerar que uno de los vehículos Euro III fue medidos sin carga, ensayo 15 (Scania 124LE, año 2006), dado la imposibilidad de cargarlos con 15 toneladas, por lo que su motor no sufrió una gran exigencia, lo que se refleja en el hecho que este vehículo presente las menores emisiones de HC de la categoría. Las emisiones de CO 2 muestran una tendencia de disminución al mejorar las tecnologías, sin considerar las bajas emisiones de la muestra de vehículos convencionales. En general la mayor emisión de CO 2 corresponde a la muestra de vehículos tipo I, esto se puede deber son dos de los con mayor envergadura del total de la muestra, con lo que se les podría asociar un mayor consumo de combustible. Las emisiones de NO x presentan un comportamiento descendente, logrando un máximo de emisiones en la muestra asociada a vehículos tipo I con 9.26 [g/km]. Si bien el total de la muestra elevadas emisiones de NO x, corresponde a que este contaminante solo se puede eliminar a través de la adición de un medio reductor en el flujo de gases de escape, por medio de un tratamiento ulterior de estos. Se debe considerar que los vehículos pesados Euro III no cuentan con tratamientos ulteriores de gases de escape, como filtro de partículas, catalítico de oxidación, separador de partículas y reductores de NO x pasivos o activos. Al no contar con estos dispositivos las emisiones de NO x se elevan dado que al contar con sistemas de inyección más complejos la combustión es mayor y más eficiente elevando la temperatura del sistema. 51

62 El particulado presenta el mismo comportamiento ascendente-descendente que el NO x al mejorar las tecnologías, destacando el bajo nivel de emisiones de particulado que presenta la muestra de vehículos Euro III. Esto puede corresponder la mayor eficacia de la combustión que presentan las tecnologías más recientes, además del buen estado de servicio de los motores, debe contribuir además la baja de las partículas de azufre en el combustible que evita la formación de sulfatos en forma de aerosoles. 4.2 Resultados por contaminante A continuación se realiza un análisis del comportamiento de cada contaminante por cada categoría, y posteriormente se compararán los resultados obtenidos con los que propone COP- ERT III. Si bien la metodología IVE es muy distinta a la que utiliza COPERT III, el realizar una comparación entre ambas tiene validez ya que el inventario de emisiones de la Región Metropolitana utiliza la metodología europea para estimar las emisiones generadas por el parque de vehículos pesados, entre otras Material particulado El material particulado es el principal contaminante que emiten los vehículos diesel, este se compone en su mayor parte por partículas de carbono, también conocidas como hollín, que representan concatenaciones de partículas de carbono con una superficie específica muy grande, sobre las que se sedimentan hidrocarburos no quemados o semiquemados, y la magnitud de la emisión depende del procedimiento de combustión y del estado de servicio del motor. La parte restante está formada por enlaces de hidrocarburos (incluidos parcialmente en el hollín) y en menor medida, por sulfatos en forma de aerosoles (sustancias sólidas o líquidas distribuidas finamente en gases) y sulfatos, responsables de este último es el contenido de azufre del combustible diesel. El gráfico 4.7 muestra el resumen comparativo de los resultados por las distintas categorías. Continuando con el análisis, se puede observar que los vehículos pesados que cumplen con la norma Euro I presentan el mayor promedio de emisiones de material particulado, incluso mayor que el valor promedio que muestra los vehículos pesados que no cumplen norma alguna, que se opone a los resultados esperados. 52

63 Figura 4.7: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de PM Al tener sólo dos vehículos muy dispares en sus emisiones, ya que el ensayo 31 (Freightleiner FL80, año 1997, Euro I) tiene un valor un orden de magnitud mayor que el ensayo 33 (Volvo FH12, año 1997, Euro I). También se aprecia la particularidad de las emisiones promedio de los vehículos pesados sin norma sean menores en la misma categoría a vehículos que cumplen con la norma Euro II, considerando que la muestra, ensayo 16 (Mercedes Benz 1617, año 1996, convencional) y 32 (Mercedes Benz OM2233, año 1987, convencional), presentan valores similares de emisión. Las emisiones promedio de los vehículos pesados que cumplen con la norma Euro II son mayores en un 53 % a las emisiones promedio de la misma categoría de vehículos que cumplen la norma Euro III, lo cual muestra una disminución atribuible a la variación en la tecnología, ya que sistemas de inyección directa con Common Rail permiten un mayor pulverizado del combustible lo que provoca una combustión más completa reduciendo las emisiones de PM, también los turbocargadores y sistemas de enfriamiento interno que también contribuyen a la eficiencia de la combustión entregando aire a alta presión enfriado, como también que los vehículos que cumplen con la normativa Euro III se encuentran el el comienzo de su vida útil. En general, las emisiones promedio de los camiones pesados con sus distintas tecnologías presentan valores menores o similares en comparación con las dos restantes categorías, contrario a lo esperado, ya que son los vehículos con mayor cilindrada de motor. Se debe considerar el hecho que las mediciones fueron realizadas sin carga simulada, a diferencia de las otras dos categorías que si contaron con esta variable. 53

64 Los camiones medianos presentan un comportamiento decreciente en las emisiones de acuerdo a las mayores exigencias tecnológicas que implica cumplir con una normativa más actuales. Se observan reducciones cercanas al 45 % al pasar de vehículos sin norma a vehículos con norma Euro I, una reducción del 17 % aproximadamente al pasar de la norma Euro I a las Euro II y cerca de un 70 % de reducción al pasar de la norma Euro II a la norma Euro III. Si bien el comportamiento de esta categoría es el esperado, se aprecia que los valores promedios son similares a los que presenta la categoría livianos. La categoría camiones livianos presenta un comportamiento descendiente similar al de la categoría medianos, pero no es completamente lineal dado que los valores promedios de los camiones tipo I muestra un valor menor al valor promedio de los camiones tipo II en un 64 %. Cabe considerar que los valores para los camiones livianos sin norma y Euro II, son promedios elevados en comparación a las otras categorías, dado que en las correspondientes muestras existen ensayos que presentan valores de una importante magnitud. En el caso de los camiones livianos sin norma el ensayo 14 presenta un valor de 0.34 [gr/km] y en el caso de los camiones livianos tipo II el ensayo 6 tiene un valor de [gr/km] alterando el promedio ya que supera en un orden de magnitud al resto de los ensayos de la muestra. En general los valores promedios de las emisiones de los camiones livianos son elevados comparando con las otras dos categorías. En la figura 4.8 se muestra las variaciones porcentuales que presentan los distintos promedios de emisiones respecto a la tecnología anterior. Figura 4.8: Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de PM Para tener un parámetro de comparación en cuanto a la magnitud que presenta cada cate- 54

65 goría y sus respectivas tecnologías, se presenta el modelo utilizado por la Agencia Europea del Medioambiente y que se utilizó como metodología para la determinación de factores de emisión que componen el inventario actual de emisiones asociados al parque de vehículos pesados de la R.M., el programa denominado COPERT III. El factor de emisión calculado por el modelo COPERT III depende de la velocidad media de una muestra, en el caso de las mediciones realizadas en la campaña de mediciones IVE-STGO fue de 30 [Km/hr], la cual se utiliza para realizar la comparación. En el gráfico 4.9 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de material particulado por tecnología de los vehículos livianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III, se puede apreciar que el modelo europeo basa la reducción de las emisiones por tecnologías proporcionalmente a la emisión de la tecnología convencional o sin norma. El promedio entregado por las mediciones IVE para los vehículos sin norma representa un 47 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos con normativa Euro I representa un 24 %, Euro II un 63,4 % y los Euro III un 25 %. En la tabla 4.6 se muestran los resultados comparativos para la categoría camiones livianos. Figura 4.9: Gráfico comparativo de la categoría livianos con COPERT III, emisiones de PM 55

66 Tabla 4.6: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, livianos Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin Norma 0,188 0,411 Tipo I 0,064 0,267 Tipo II 0,104 0,165 Tipo III 0,028 0,115 En el gráfico 4.10 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de material particulado por tecnología de camiones medianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. El promedio entregado por las mediciones IVE para los camiones medianos sin norma representa un 21 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los camiones tipo I representa 17.8 %, Euro II 24.2 % y los tipo III 10.5 %. En la tabla 4.7 se muestran los resultados comparativos para la categoría camiones medianos. En esta categoría las emisiones IVE muestran un comportamiento decreciente respecto a la innovación de las tecnologías. Si se compara el porcentaje de disminución de cada tecnología respecto al valor de los vehículos convencionales de la muestra, se aprecia que el promedio de emisión respecto a los camiones Euro I disminuye en un 45 %, Euro II un 54 % y Euro III un 85 %, si se compara con la disminución que estima el modelo COPERT III, este entrega una disminución del 35 %, 60 % y 72 % respectivamente, comportamiento semejante al presente en el IVE-STGO, con una diferencia de 10 puntos porcentuales en cada tecnología. 56

67 Figura 4.10: Gráfico comparativo de la categoría medianos con COPERT III, emisiones de PM Tabla 4.7: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos IVE-STGO [gr/km] COPERT III [gr/km] Sin Norma 0,170 0,813 Tipo I 0,094 0,529 Tipo II 0,079 0,325 Tipo III 0,024 0,228 En el gráfico 4.11 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de material particulado por tecnología de los vehículos pesados con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. El promedio entregado por las mediciones IVE para los vehículos pesados sin norma representa un 7.7 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos con normativa Euro I representa un 43 %, Euro II 44 % y los Euro III 30 %. En la tabla 4.8 se muestran los resultados comparativos para la categoría pesados porcentuales en cada tecnología. Esta categoría vuelve a mostrar la gran diferencia que hay entre el modelo IVE y el Copert III, por lo que sería de gran interés poder variar el inventario actual de emisiones en base a estos nuevos factores de emisión. 57

68 Figura 4.11: Gráfico comparativo de la categoría pesados con COPERT III, emisiones de PM Tabla 4.8: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin Norma 0,076 0,993 Tipo I 0,277 0,645 Tipo II 0,109 0,248 Tipo III 0,051 0, Óxidos de nitrógeno El gráfico 4.12 muestra el resumen comparativo de los resultados de emisiones de NO x para las distintas categorías. En general, las emisiones de óxidos nitrosos muestran un comportamiento de acuerdo a lo esperado, es decir, las mayores magnitudes de emisiones del contaminante corresponden a los vehículos pesados, que corresponden a los vehículos con mayor potencia dentro del total de la muestra, en un segundo orden se encuentran los vehículos medianos y por último los vehículos livianos. Cabe destacar la particularidad que el promedio de emisiones de los camiones medianos tipo III es de menor magnitud que el promedio de camiones livianos tipo III, éste último registra en una de las mediciones, ensayo 38 (Kia Frontier II, año 2006, Euro III), 58

69 una dispersión con respecto a los otros dos ensayos bastante alta, registrando 8.52 [g/km], que es incluso mayor que el promedio de los camiones pesados tipo II, esto se puede deber a una mala inyección presente en este vehículo en particular, dado sus altas emisiones de CO 2 y HC, en comparación con el resto de la muestra de camiones livianos, un análisis más profundo de éste se realiza más adelante. Figura 4.12: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de NO x Se puede observar que los camiones pesados que cumplen con la norma Euro I presentan el mayor promedio de emisiones de NO x, incluso mayor que el valor promedio que muestra los vehículos pesados que no cumplen norma alguna, lo que se opone a los resultados esperados. En los camiones pesados se observa una baja emisión de NO x en la muestra de vehículos convencionales, esto tiene relación con los vehículos seleccionados, dado que solo se cuenta con dos ensayos, 16 (Mercedes Benz 1617, año 1996) y 32 (Mercedes Benz OM2233, año 1987), ya que el tercer ensayo (18) falló, como se muestra en la tabla 4.1. El ensayo 32 corresponde a un vehículo con veinte años de antigüedad, que presenta un valor de emisión de 9,711 [g/km], lo que supera al promedio de la muestra tipo I, lo que sería un resultado esperable, pero el ensayo 16, correspondiente a un vehículos con sólo once años de antigüedad, que se puede considerar dentro de las últimas generaciones de vehículos convencionales, solo presenta 5,451 [g/km]. Si bien la magnitud de emisiones de este vehículo es menor incluso al promedio de la muestra tipo III, se puede deber a que su medición fue realizada sin simulación de carga, provocando que el ensayo se realizara sin requerir al vehículo sus máximos esfuerzos. En cuanto al resto de la muestra se comporta disminuyendo las emisiones al mejorar las tec- 59

70 nologías, es así como las emisiones de la muestra tipo II son un 23 % menores a las muestra tipo I y las emisiones de la muestra tipo III son un 23 % menores que la muestra tipo II, este comportamiento muestra una relación de la disminución de las emisiones de NO x con la mejoras de tecnologías presente en la categoría. La muestra de camiones pesados Euro III han comenzado su vida útil hace no más de dos años, además cuentan con tecnologías de inyección electrónica directa, que permite un mejor control de los tiempos de inyección, lo que permite atrasar el envío de combustible a la cámara de combustión a ciertos regímenes del motor logrando disminuir las emisiones de NO x, también cuentan con sistemas de enfriamiento internos intercooler que permiten disminuir la temperatura del aire que ingresa a la cámara de combustión a través del turbocompresor. Los camiones medianos presentan promedios de emisiones dentro del rango 3,43 a 4,996 [g/km]. En particular, la muestra de vehículos medianos tipo II se presenta sin considerar el ensayo 3 (Ford Cargo 814, año 1998), con una magnitud de emisión de [g/km], bastante más elevada que el promedio de emisiones del resto de la muestra con un valor 3.43 [g/km], considerando que el rango de emisiones de la muestra tipo II sin considerar el ensayo 3 es de 2.88 a 4.17 [g/km]. En cuanto a los camiones medianos tipo III se puede decir que responden a lo esperado ya que presentan el menor promedio de emisiones de la muestra con [g/km] consecuente con la composición de esta, dado que los vehículos que la componen, ensayos 22 (Volkswagen 8.120, año 1999) y 25 (Hyundai Mighty, año 2005), tienen ocho y dos años de antigüedad. Los camiones livianos presentan una disminución de las emisiones en relación a la mejora de las tecnologías. En el promedio de la muestra tipo III no se considera el ensayo 38 (Kia Frontier II, año 2006, Euro III), si se considerara, el promedio de la muestra sería de 3,611 [g/km], un valor elevado en relación al resto de la muestra de vehículos livianos, esto tiene explicación por el ya mencionado ensayo 38 que presenta emisiones de NO x por 8.52 [g/km], valor fuera de rango si se considera que el resto de los camiones tipo III promedian 1.16 [g/km] con valores en un rango de 1.08 a 1.24 [g/km]. El ensayo 38 presenta a la vez valores de emisión elevados con respecto al resto de la muestra de camiones tipo III en emisiones de CO 2, CO y HC, lo cual se podría asociar a una mala medición, dado que el valor de particulado que presenta el ensayo 38 no es disperso con el resto de la muestra tipo III considerando que las partículas se analizan con otro equipo. En cuanto la resto de la categoría se observa una disminución de la emisiones de NO x, con una reducción del 23 % desde vehículos convencionales a tipo I y una reducción del 30 % desde los vehículos tipo I a los tipo II, descartando el ensayo 38, la reducción desde los vehículos tipo II a tipo III es de 35 %. En la figura 4.13 se muestran las variaciones porcentuales que presentan los distintos promedios de emisiones respecto a la tecnología precedente. 60

71 Figura 4.13: Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de NO x En el gráfico 4.14 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de NO x por tecnología de los camiones livianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III, como se explicó anteriormente la reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo se realiza en base a las emisiones asociadas a los vehículos convencionales, en el caso de los camiones livianos las reducciones son de 30 % para vehículos tipo I, 50 % tipo II y 65 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla 4.9. El promedio de emisiones entregado por las mediciones IVE para los camiones livianos convencionales representa un 90 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los camiones tipo I representan 98 %, tipo II 97 % y tipo III 90 %, en este este último se descarta el ensayo 38, en caso de considerarlo el valor IVE sería un 282 % del valor europeo. En la tabla 4.9 se muestran los resultados comparativos para la categoría livianos. 61

72 Figura 4.14: Gráfico comparativo IVE- STGO por categoría livianos, emisiones de NO x Tabla 4.9: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, livianos Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 3,275 3,656 Tipo I 2,524 2,559 Tipo II 1,778 1,828 Tipo III 1,157 1,280 En el gráfico 4.15 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de NO x por tecnología de los camiones medianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los camiones convencionales medianos son de 30 % para vehículos tipo I, 50 % tipo II y 65 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio entregado por las mediciones IVE para los camiones medianos, se observa que los convencionales representan un 67 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representa un 90 %, tipo II 92 % y tipo III 132 %. El caso que 62

73 presentan los vehículos tipo II donde se descarta el ensayo 3 (Ford Cargo814, año 1998) sería de un 138 % si se considerara dicho ensayo. Que el promedio de los vehículos tipo III sea mayor que el del modelo COPERT III se explica por que las mediciones se realizaron solo en dos vehículos de dos y ocho años de antigüedad. Figura 4.15: Gráfico comparativo IVE-STGO por categoría medianos, emisiones de NO x Tabla 4.10: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 4,996 7,490 Tipo I 4,778 5,243 Tipo II 3,430 3,745 Tipo III 3,474 2,622 En el gráfico 4.16 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de NO x por tecnología de los vehículos pesados con el valor del factor de emisión entregado por el modelo europeo, la reducción de las emisiones para el COPERT III en base a las emisiones asociadas a los vehículos convencionales pesados, son de 45 % para vehículos tipo I, 60 % tipo II y 72 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla

74 El promedio entregado por la mediciones IVE para los camiones pesados convencionales representa un 61 % de la magnitud del factor de emisión europeo, tipo I 135 %, tipo II 163 % y tipo III 180 %. El hecho que el promedio de las emisiones IVE para camiones convencionales sea aproximadamente la mitad que las del modelo europeo, tiene relación, como se explicó anteriormente, a que la muestra sólo está compuesta por dos vehículos los cuales entregaron resultados muy distintos entre sí. Figura 4.16: Gráfico comparativo IVE-STGO por categoría pesados, emisiones de NO x Tabla 4.11: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 9,628 15,835 Tipo I 11,759 8,709 Tipo II 10,344 6,334 Tipo III 7,980 4, Hidrocarburos no quemados El gráfico 4.17 muestra el resumen comparativo de los resultados de emisiones de HC para las distintas categorías. En general, las emisiones de hidrocarburos no quemados o quemados 64

75 parcialmente muestran un comportamiento de acuerdo a lo esperado parcialmente, es decir, las mayores magnitudes de emisiones del contaminante corresponden a los vehículos pesados, que corresponden a los vehículos con mayor potencia dentro del total de la muestra, en un segundo orden se encuentran los vehículos medianos y por último los vehículos livianos. En cuanto al comportamiento de las emisiones en cada categoría el comportamiento es particular, dado que las emisiones no siempre reducen su magnitud en la medida que se mejoran las tecnologías. Figura 4.17: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de HC La muestra de camiones presenta un comportamiento similar en las categorías mediano y pesado de las emisiones de HC, donde se muestra un descenso fuerte de las emisiones desde vehículos convencionales a tipo I, un promedio similar de la emisiones de las muestra tipo I y tipo II, y un descenso importante de las emisiones desde la muestra tipo II a tipo III. Si se toma como muestra la la norma europea [6], esta establece que las las emisiones de vehículos tipo I y tipo II tienen la misma magnitud, y un descenso del 40 % para vehículos tipo III, incluso un 75 % para los vehículos EEV (vehículos mejorados ecológicamente). La reducción en el promedio de las emisiones desde vehículos convencionales a vehículos tipo I es de 36.6 %, de tipo I a tipo II es un ascenso del 6 % y de tipo II a tipo III desciende 52.9 %. Esto tiene relación a la inclusión de una norma en el caso del paso de vehículos convencionales a tipo I mejorando ostensiblemente el proceso de inyección en los motores diesel ya que las tecnologías de inyección comenzaron a trabajar a más altas presiones y regulando el atraso o avance de la inyección, también aparecen los motores sobrealimentados, logrando combustiones más 65

76 completas. En cuanto a la baja variación de emisiones de HC desde tipo I a tipo II, tiene relación a que no hay una evolución significativa en los sistema de inyección, que si se aprecia desde la reducción de HC desde vehículos tipo II a tipo III dado que aparece el sistema de inyección electrónico, mejoras en la inyección directa, valvula watergates para motores sobrealimentados por turbocompresores que aumentaron la potencia del los motores logrando combustiones más completas. En los camiones medianos el comportamiento es similar al de la categoría pesados sólo que en menor magnitud dado que la robustez de los motores de esta categoría es menor, luego se aprecia un descenso en las emisiones de HC desde los vehículos convencionales a los tipo I en un 41.8 %, posteriormente un ascenso de 26 % al pasar de vehículos tipo I a tipo II, y un descenso significativo de tipo II a tipo III de 52.9 %. Si bien la justificación del comportamiento puede ser la misma que la de la categoría pesados, las emisiones de HC de la muestra de vehículos tipo I parece menor de lo esperado, esto se debe a que la muestra esta compuesta con un vehículo que muestra cierta dispersión con el resto de la muestra, pero en general la muestra completa de vehículos tipo I entrega bajos niveles de HC. La muestra de camiones livianos presenta un comportamiento de las emisiones en disminución en cuanto se mejoran las tecnologías. De los vehículos convencionales a tipo I hay un descenso en la magnitud de las emisiones de un 53 %, de tipo I a tipo II 80 % y de tipo II a tipo III un ascenso en las emisiones de un 208 %. Esto último tiene relación a que los vehículos que componen la muestra emiten bajos niveles de HC. En general todas las categorías de vehículos livianos entregan bajos niveles de HC. En la figura 4.18 se muestran las variaciones porcentuales que presentan los distintos promedios de emisiones respecto a la tecnología precedente. 66

77 Figura 4.18: Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de HC En el gráfico 4.19 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de HC por tecnología de los vehículos livianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los vehículos convencionales, en el caso de los camiones livianos las reducciones son de 30 % para vehículos tipo I, 50 % tipo II y 65 % para vehículos tipo III. El detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio de emisiones entregado por las mediciones IVE para los camiones livianos convencionales representa un 37.5 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representan 23.4 %, tipo II 7.24 % y tipo III 30 %. Si bien la muestra de vehículos tipo II es muy bajo en relación al valor europeo, esto se debe a que la muestra en particular entregó emisiones de menor incluso que el total de la categoría, aún teniendo ésta magnitudes bajas en relación a COPERT III. 67

78 Figura 4.19: Gráfico comparativo de la categoría livianos con COPERT III, emisiones de HC Tabla 4.12: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, livianos Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 0,760 2,029 Tipo I 0,356 1,522 Tipo II 0,072 0,994 Tipo III 0,222 0,746 En el gráfico 4.20 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de HC por tecnología de los camiones medianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los camiones convencionales medianos son de 25 % para vehículos tipo I, 30 % tipo II y 51 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio entregado por las mediciones IVE para los camiones medianos convencionales representa 53.5 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representa 41.5 %, tipo II 56.5 % y tipo III 38 %. La mediciones experimentales presentan un comportamiento de reducción en relación a las emisiones de los camiones convencionales medianos de 41.7 % tipo I, % tipo II y un % tipo III, si bien los resultados del IVE-STGO son de una magnitud notoriamente inferior al COPERT III los porcentajes de reducción se comportan de manera parecida, lo que se podría plantear como una similitud entre los modelos. 68

79 Figura 4.20: Gráfico comparativo de la categoría medianos con COPERT III, emisiones de HC Tabla 4.13: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 1,085 2,029 Tipo I 0,632 1,522 Tipo II 0,802 1,420 Tipo III 0,378 0,994 En el gráfico 4.21 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de HC por tecnología de los camiones pesados con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los vehículos convencionales medianos son de 50 % para vehículos tipo I, 55 % tipo II y 68.5 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio entregado por las mediciones IVE para los camiones pesados convencionales representa un 63.7 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representa 80.6 %, tipo II 95.8 % y tipo III 51 %. Se presenta un comportamiento de reducción en los datos entregados por la metodología IVE en relación a las emisiones de los camiones convencionales pesados de 36.7 % tipo I, 32.3 % tipo II y 75 % tipo III, lo que muestra un similitud tanto a escala de los resultados, como reducciones de porcentajes similares. 69

80 Figura 4.21: Gráfico comparativo de la categoría pesados con COPERT III, emisiones de HC Tabla 4.14: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 1,641 2,029 Tipo I 1,039 1,015 Tipo II 1,111 0,913 Tipo III 0,414 0, Monóxido de carbono El gráfico 4.22 muestra el resumen comparativo de los resultados de emisiones de CO para las distintas categorías. En general, las emisiones de monóxidos de carbono muestran un comportamiento de acuerdo a lo esperado parcialmente, es decir, tanto en la muestra de vehículos livianos como medianos las emisiones de CO disminuyen al mejorar las tecnologías, esto no ocurre en la muestra de vehículos pesados, donde las emisiones no decrecen en base a las mejoras tecnológicas, y en específico la muestra de vehículos tipo II entrega un promedio de emisiones superior al resto de la categoría. Otro comportamiento similar ocurre en la muestra de vehículos medianos convencionales los cuales entregan un promedio de emisión de gran mag- 70

81 nitud en comparación al resto de la categoría, además de ser el de mayor magnitud del total de la muestra. Figura 4.22: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO En los camiones pesados se aprecia un comportamiento particular en la magnitud de las emisiones de CO, dado que el promedio de las emisiones va creciendo a medida que mejoran las tecnologías, a excepción de los vehículos tipo III que presentan una baja importante en las emisiones. El aumento en el promedio de las emisiones desde vehículos convencionales a vehículos tipo I es de 31 %, de tipo I a tipo II es un ascenso del 11 % y de tipo II a tipo III desciende 60 %. Si bien el comportamiento de las emisiones de la muestra de camiones pesados no cumple la misma tendencia de disminución al mejorar las tecnologías como las otras dos categorías, esto tiene relación a que las mediciones por tipo de vehículo son dispersas, a excepción de los vehículos tipo I, una explicación a este fenómeno es la realización de ensayos para los tracto camiones sin simulación de carga, además en tres de las cuatro muestras de la categoría solo se realizaron dos ensayos (convencionales, tipo I, y tipo III). Un ejemplo es la muestra de vehículos tipo III, compuesta por los ensayos 7 (Mercedes Benz OM1728, año 2005) y 15 (Scania 124LE, año 2006), donde las emisiones de CO son de 2,006 y 0,963 [g/km] respectivamente, mostrando una clara dispersión, destacando el hecho que el ensayo 15 se realizó sin simulación de carga a diferencia del ensayo 7. En los camiones medianos el comportamiento es decreciente a medida que mejoran las tecnologías, luego se aprecia un descenso en las emisiones de CO desde los vehículos conven- 71

82 cionales a los tipo I en 54 %, al pasar de vehículos tipo I a tipo II las emisiones decrecen en 30 %, y un finalmente de tipo II a tipo III un descenso del 32 %, siempre respecto a la tecnología precedente. La justificación del descenso de la emisiones de CO tiene relación a la mejora de la combustión, si bien los motores diesel funcionan con mezclas en exceso de aire, la aparición de monóxido de carbono se debe a la utilización de combustiones con mezcla más ricas, lo que provoca combustiones incompletas. El promedio de mayor magnitud de emisiones que presenta la muestra de vehículos medianos convencionales, se debe al ensayo 9 (HINO GD 172SA, año 1994) el cual entrega emisiones por 6,859 [g/km], elevando el promedio de la muestra. En los camiones livianos se aprecia un comportamiento de las emisiones en disminución en cuanto se mejoran las tecnologías. De los vehículos convencionales a tipo I hay un descenso en la magnitud de las emisiones de 25 %, de tipo I a tipo II 40 % y de tipo II a tipo III un ascenso en las emisiones de 42 %. En general todas las categorías de vehículos entregan bajos niveles de CO debido a las características de los motores diesel. En la figura 4.23 se muestran las variaciones porcentuales que presentan los distintos promedios de emisiones respecto a la tecnología precedente. Figura 4.23: Gráfico comparativo de variaciones porcentuales por tecnología, emisiones de CO En el gráfico 4.24 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de CO por tecnología de los camiones livianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los vehículos convencionales, en el caso de los camiones livianos son de 50 % 72

83 para vehículos tipo I, 60 % tipo II y 72 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio de emisiones entregado por las mediciones IVE para los camiones livianos convencionales representa un 55 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representan 83 %, tipo II 62 % y tipo III 51 %, también se observa un comportamiento de reducción en los datos entregados por la metodología IVE en relación a las emisiones de los camiones convencionales pesados de un 24 % tipo I, 55 % tipo II y 74 % tipo III, lo que muestra una cierta similitud tanto a escala de los resultados, como reducciones de porcentajes similares en los casos de vehículos tipo II y III. Figura 4.24: Gráfico comparativo de la categoría livianos con COPERT III, emisiones de CO Tabla 4.15: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 1,932 3,512 Tipo I 1,461 1,756 Tipo II 0,871 1,405 Tipo III 0,503 0,983 73

84 En el gráfico 4.25 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de HC por tecnología de los vehículos medianos con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los camiones convencionales medianos, son las mismas que se utilizan para camiones livianos (50 % para tipo I, 50 % tipo II y 60 % tipo III), el detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio entregado por las mediciones IVE para los camiones medianos convencionales representa un 145 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representa 134 %, tipo II 118 % y tipo III 113 %. Si bien los resultados entregados por la medición IVE son mayores a los del COPERT III, se puede apreciar un comportamiento de reducción en los datos experimentales en relación a las emisiones de los camiones convencionales medianos de un 54 % tipo I, 67 % tipo II y 78 % tipo III, lo que muestra que los porcentajes de reducción se comportan de manera similar a las reducciones del COPERT III, lo que se podría plantear como una similitud entre los modelos. Figura 4.25: Gráfico comparativo de la categoría medianos con COPERT III, emisiones de CO 74

85 Tabla 4.16: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, medianos IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 5,109 3,512 Tipo I 2,369 1,756 Tipo II 1,652 1,405 Tipo III 1,118 0,983 En el gráfico 4.26 se muestra la comparación de los promedios de las emisiones de CO por tecnología de los camiones pesados con el valor del factor de emisión entregado por la metodología COPERT III. La reducción de las emisiones por tecnología del modelo europeo en base a las emisiones asociadas a los camiones convencionales medianos son de 45 % para vehículos tipo I, 55 % tipo II y 68.5 % para vehículos tipo III, el detalle de las reducciones se muestra en la tabla El promedio entregado por las mediciones IVE para los camiones pesados convencionales representa un 73 % de la magnitud del factor de emisión europeo, así como el promedio de los vehículos tipo I representa 173 %, tipo II 235 % y tipo III 134 %. No se presenta similitud alguna entre los dos modelos, esto se podría atribuir a la falta de mediciones para la categoría, además de los métodos de medición que se utilizaron para algunos ensayos. Figura 4.26: Gráfico comparativo de la categoría pesados con COPERT III, emisiones de CO 75

86 Tabla 4.17: Resultados IVE-STGO comparados con el modelo COPERT III, pesados Tecnología IVE-STGO [g/km] COPERT III [g/km] Sin norma 2,547 3,512 Tipo I 3,348 1,932 Tipo II 3,714 1,581 Tipo III 1,484 1, Dióxido de carbono El dióxido de carbono no es considerado como un gas contaminante, de hecho la normas de emisión no lo regulan, pero si se sostiene que éste tiene incidencia en la formación del efecto invernadero. Para efectos de este análisis las emisiones de CO 2 es un componente permanente en los gases resultados de la combustión, y se le asocia al consumo de combustible de los vehículos. El gráfico 4.27 muestra el resumen comparativo de los resultados de emisiones de CO 2 para las distintas categorías. En general, las emisiones de dióxido de carbono son elevadas dados que los motores diesel logran combustiones eficientes, dado que trabajan en exceso de aire logrando quemar gran parte del combustible. Figura 4.27: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO 2 En la categoría de camiones livianos se presenta magnitudes de emisiones de CO 2 similares entre las tecnologías, a excepción de los camiones tipo III que muestran una magnitud mayor en relación al resto, esto se puede explicar por lo eficiente que se han vuelto los sistemas de in- 76

87 yección en los motores gracias a la incorporación de dispositivos como el Common Rail que permite grandes presiones de inyección de combustible logrando un mejor pulverizado de la mezcla, el implementar la inyección directa también favorece la combustión, los sistemas de sobre alimentación como los turbocompresores que permiten un mayor llenado de los cilindros mejorando la potencia de los motores, sistemas de enfriamiento interno que logran bajar la temperatura del aire proveniente del turbocompresor permitiendo bajar la temperatura de estos aumentado la cantidad de aire. Los vehículos medianos muestran un consumo bastante normalizado, ya que las emisiones de CO 2 se encuentran en un rango estrecho, 465 a 426 [g/km]. Un comportamiento particular presenta la muestra de camiones pesados dado que el promedio de emisiones de CO 2 para los vehículos tipo I es de una gran magnitud respecto al resto de la muestra, esto se debe a que los ensayos realizados, 31 (Freightliner FL80, año 1997) y 33 (Volvo FH12, año 1997) se efectuaron sin simulación de la carga, por lo que los motores no trabajaron a regímenes exigentes. Los camiones pesados presentan las emisiones de mayor magnitud dado que es la categoría de mayor envergadura, destacando el promedio de emisiones de la muestra de vehículos tipo I, que corresponde a los ensayos 31 (Freightliner FL80, año 1997) y 33 (Volvo FH12, año 1997), los cuales son dos vehículos del mismo año, que presentan emisiones muy similares de CO 2, de 1077 [g/km] y 1054 [g/km] respectivamente. 4.3 Comparación de medotologías de medición En paralelo a la campaña de mediciones IVE-Santiago se realizó el estudio Actualización de Factores de Emisión para Buses y Transporte de Carga de la Región Metropolitana [8] de similares características pero la estimación de las emisiones se realizaron con mediciones a través de un dinamómetro de chasis. El dinamómetro utilizado para las mediciones pertenece al Centro de Control y Certificación Vehicular (3CV). Entre los vehículos que se utilizaron en este estudio hay ocho que fueron medidos con la metodología IVE, que son los que se muestran en la tabla

88 Tabla 4.18: Comparación entre mediciones IVE, 3CV, COPERT III Categoría Ensayo Vehículo Modelo Año Norma Tipo de HC CO NO x PM CO 2 medición [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] [g/km] IVE 0,87 2,49 2,16 0,04 340,21 1 Isuzu NKR 1993 Sin norma 3CV 0,85 2,21 2,13 0,58 324,95 Liviano Copert III 2,03 3,51 3,66 0,41 337,68 IVE 0,04 0,16 1,08 0,00 376,81 2 KIA Frontier II 2006 Euro III 3CV 0,03 0,23 0,64 0,02 284,06 Copert III 0,75 0,98 1,28 0,12 337,88 IVE 0,84 3,52 4,36 0,25 390,89 3 KIA TITAN K Sin norma 3CV 0,92 5,20 4,33 0,55 474,15 Copert III 2,03 3,51 7,49 0,23 631,83 IVE 0,62 3,91 3,98 0,21 490,29 4 Hyundai Mighty 1996 Euro I 3CV 1,01 3,91 3,50 0,35 477,39 Mediano Copert III 1,52 1,76 5,24 0,53 631,91 IVE 0,42 1,38 5,66 0,03 436,88 5 KIA K3600S 1997 Euro I 3CV 0,48 1,70 3,98 0,12 342,54 Copert III 1,52 1,76 5,24 0,53 631,91 IVE 0,37 1,08 3,88 0,03 462,89 6 Volkswagen Euro III 3CV 0,26 1,17 3,79 0,14 478,19 Copert III 0,99 0,98 2,62 0,23 632,00 IVE 0,89 2,82 15,07 0,03 985,3 7 Mercedes Benz L Euro II 3CV 0,47 2,82 9,62 0,34 741,57 Pesado Copert III 0,91 1,58 6,33 0,25 996,73 IVE 0,65 0,96 6,97 0, ,5 8 Scania 124 LE 2006 Euro III 3CV 0,58 1,12 5,56 5,21 492,23 Copert III 0,64 1,11 4,43 0,17 996,77 En la figura 4.28 se muestra la comparación de las estimaciones de emisiones de HC obtenidas a través de los tres métodos. Se puede observar que la metodología IVE y las mediciones por medio del dinamómetro (3CV) presentan similitud en cinco de los ocho ensayos y la estimación a través de la metodología COPERT III es de mayor magnitud a los otros dos métodos en todos los ensayos. Las mediciones realizadas en los ensayos 4 (Hyundai Mighty, año 1996, Euro I) y 7 (Mercedes Benz L1420, año 1997, Euro II) con el método IVE representan un 62 % y 188 % respectivamente de los resultados obtenidos a través de las mediciones realizadas en el dinamómetro, estos ensayos presentan una diferencia más marcada que los seis restantes ensayos. También se puede ver que las estimaciones propuestas por COPERT III es superior en todos los ensayos a las obtenidas en el dinamómetro. Si se considera las mediciones realizadas con el dinamómetro como referencia y se estima el porcentaje de diferencia con las otras metodologías se obtiene que en promedio el método IVE representa un 115 % y el método COPERT III un 230 % sin considerar, en este último, el ensayo 2 (Kia Frontier II, año 2006, Euro III) que presenta una dispersión importante en relación al resto de los ensayos ya que supera en más de un orden de magnitud a las otras metodologías. En resumen, la metodología IVE supera en promedio un 15 % las mediciones realizadas con el dinamómetro y las diferencias absolutas promedian un 30 %. 78

89 Figura 4.28: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de HC En la figura 4.29 se muestra la comparación de las estimaciones de emisiones de CO obtenidas a través de los tres métodos. A diferencia del caso de las emisiones de HC, se observa que la metodología IVE y las mediciones por medio del dinamómetro son similares en siete ensayos y sólo se aprecia una diferencia sustancial en el ensayo 3 (Kia Titan K3500, año 1993, convencional), donde la estimación realizada por el método IVE y COPERT III representan un 68 % las obtenidas en el laboratorio del 3CV. La estimación a través de la metodología COPERT III es de mayor magnitud a las otras metodologías en los ensayos de vehículos livianos, destacando el ensayo 2 (Kia Frontier II, año 2006, Euro III) donde el método europeo representa un 432 % de los resultados obtenidos con el dinamómetro mostrando una gran dispersión respecto al promedio del resto de los ensayos, a diferencia de las otras categorías en las cuales la estimación de las emisiones por la metodología COPERT III es menor o similar. Si se considera las mediciones realizadas con el dinamómetro como referencia y se estima el porcentaje de diferencia con las otras metodologías de medición se obtiene que en promedio el método IVE representa un 89 % y el método COPERT III un 88 %, sin considerar en este último el ensayo 2. En resumen, la metodología IVE es inferior en promedio un 11 % las mediciones realizadas con el dinamómetro y las diferencias absolutas promedian un 14 %, en el caso de la metodología COPERT III estos porcentajes son un 12 % y un 30 % respectivamente. 79

90 Figura 4.29: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO En la figura 4.30 se muestra la comparación de las estimaciones de emisiones de NO x obtenidas a través de los tres métodos. Se puede observar que la metodología IVE y las mediciones por medio del dinamómetro son similares en cinco de los ocho ensayos y se aprecia una diferencia más marcada que el resto en los ensayos 2 (KIa Frontier II, año 2006, Euro III), 5 (Kia K3600S, año 1997, Euro I) y 7 (Mercededes Benz L1420, año 1997, Euro II ) que superan a las emisiones estimadas por el dinamómetro en un 69 %, 42 % y un 57 % respectivamente. La estimación a través de la metodología COPERT III es de mayor magnitud en cinco ensayos, destacando el ensayo 3 (Ford Cargo 814, año 1998, Euro II)) que supera a los otros dos métodos de medición en un 73 %. En los ensayos de vehículos pesados y el ensayo 5 el método europeo es de menor magnitud que los otros dos métodos. Si se considera las mediciones realizadas con el dinamómetro como referencia y se estima el porcentaje de diferencia con las otras metodologías se obtiene que en promedio el método IVE y el método COPERT III superan en 26 % y 30 %, respectivamente, las mediciones realizadas con el dinamómetro, aunque las diferencias absolutas promedian un 26 % y 44 %, lo que muestra una mayor dispersión en las emisiones propuestas por el modelo europeo. 80

91 Figura 4.30: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de NO x En la figura 4.31 se muestra la comparación de las estimaciones de emisiones de PM obtenidas a través de los tres métodos. Se puede observar que las metodologías son disímiles entre si. Se observa la baja magnitud de las emisiones estimadas por la metodología IVE comparada con las otras dos metodologías, ya que en general son un orden de magnitud menor que las mediciones realizadas por el dinamómetro. Si se considera las mediciones realizadas con el dinamómetro como referencia y se estima el porcentaje de diferencia con las otras metodologías se obtiene que en promedio el método IVE representa un 23 % y el método COPERT III un 183 %. Se muestra que la metodología IVE es inferior en promedio un 77 % las mediciones realizadas con el dinamómetro y las diferencias absolutas promedian, también, un 77 %, en el caso de la metodología COPERT III este supera en un 83 % las emisiones obtenidas a través del dinamómetro y las diferencias absolutas promedian 96 %, lo que muestra lo disperso de los resultados de las metodologías IVE y COPERT III comparadas con las obtenidas en el dinamómetro del 3CV. En resumen, este caso las tres metodologías no presentan similitud alguna. 81

92 Figura 4.31: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de PM En la figura 4.32 se muestra la comparación de las estimaciones de emisiones deco 2 obtenidas a través de los tres métodos. Se puede observar que las tres metodologías presentan estimaciones de emisión similares, principalmente entre la metodología IVE y dinamómetro. Se observa la alta magnitud de las emisiones estimadas por COPERT III en relación a las otras dos metodologías tanto en los ensayos de vehículos medianos, como en los de vehículos pesados. Si se considera las mediciones realizadas con el dinamómetro como referencia y se estima el porcentaje de diferencia con las otras metodologías se obtiene que en promedio el método IVE representa un 110 % y el método COPERT III un 146 %. Se muestra que la metodología IVE es superior en promedio 10 % a las mediciones realizadas con el dinamómetro y las diferencias absolutas promedian un 15 %, por lo que la dispersión se podría considerar baja. En el caso de la metodología COPERT III este supera en un 43 % las emisiones obtenidas a través del dinamómetro y las diferencias absolutas promedian 46 %. 82

93 Figura 4.32: Gráfico comparativo por categoría, emisiones de CO 2 El detalle de los porcentajes de diferencia entre las metodologías por ensayo se muestra en la tabla