Miércoles de Divulgación

Las Nuevas Tecnologías de Vehículos Diesel (y sus emisiones) Arón Jazcilevich Con la colaboración de Xóchitl Cruz, Agustín García y Gerardo Ruiz

Índice: •  •  •  • 

Antecedentes NTDE Emisiones de NTDE EL CCA y NTDE

Antecedentes

SEDEMA , Inventario Emisiones ZMVM 2008

ahora se consideran las emisiones de Diesel como causantes de cáncer de pulmón (Silverman, et al, 2011).

El 36% de las PM2.5 es emitido por los vehículos a diesel (autobuses y tractocamiones).

Emisiones Diesel DF •  Porcentaje emisiones Diesel de fuentes móviles en el DF –  61% PM10 –  70% PM2.5 –  2.1% CO –  23% COV –  66% NOx

(Inventario emisiones 2005 SEMARNAT)

Distribución por año modelo de la flotilla a diesel registrada en el DF (Elaboración propia con datos proporcionados por la DGGCA SMA GDF, 2012)

Vehículos a diesel en el DF (Fuente: Elaboración propia con datos de Legorreta, 1988 y GDF, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008 y 2010).

Parque vehicular de carga por tipo de combustible a escala nacional (Fuente: SCT, 2012).

Distribución de los autobuses de pasajeros de placa federal por tipo de combustible entre los estados.

Tipo de empresa en el autotransporte de carga a escala nacional (Fuente: SCT, 2012).

Estrato en unidades

Número de empresas

%

Número de vehículos

%

Hombre Camión

1a5

94,020

82.1

176,476

27.8

Pequeña

6 a 30

17,810

15.5

200,861

31.6

Mediana

31 a 100

2,104

1.8

107,826

17.0

Grande

más de 100

607

0.5

150,305

23.7

Tipo de empresa

NTDE Nueva tecnología Diesel

NTDE y TDE NTDE (New Technology Diesel Exhaust,) (2007, 2010) vs. TDE (Traditional Diesel Exhaust).

Sistema ECU y su interconexión con los sistemas de filtraje de PM y selectivo para NOx.

Emisiones y rendimiento de tecnologías Diesel (en la práctica)

CO (g/km)

COV (g/km)

NOx (g/km)

PM (g/ km)

PM2.5 (g/km)

Rendimiento (km/L)

Superemisores

26.91

4.339

13.8

1.21

1.607

2.2

Pre-EPA98

10.77

2.808

12.08

0.769

0.882

2.4

EPA98 (Euro 3)

10.86

2.18

10.91

0.21

0.678

Pre-EPA*1.03

EPA2007 (Euro 5)

0.1

0.2

8.83

0.02

0.05

EPA98*1.05

EPA2010 (Euro 6)

0.1

0.2

0.08

0.02

0.05

EPA98*1.05

Condición indispensable de operación: •  Diesel con menos de 50 ppm de azufre (bajo azufre) •  En California se opera con Diesel de menos de 10 ppm de azufre (UBA) •  EPA propone en Marzo 2013 estos niveles a nivel federal de los EEUU •  En México en 2011 se distribuye Diesel bajo azufre en ciudades principales y frontera norte.

Nuevos sistemas que forman parte de la tecnología NTDE: Riel común a 1600 bares, puerto de doble remolino, filtro DPF, turbocargador de álabes de paso variable, inyectores piezoeléctricos.

riel común de 1600 bares.

turbocargador de álabes de paso variable.

flujo de doble remolino a la entrada de aire y salida de residuos de la combustión.

Trampa de partículas y filtraje de HC´s

Sistemas selectivos de filtraje de emisiones

ADBLUE

Mantenimiento de los sistemas de reducción de contaminantes •  Regeneración activa

Ejemplo: cuando la carga de hollín en el filtro alcanza un límite fijado (aproximadamente 45%), la unidad de control electrónico (ECU) puede realizar pequeños ajustes en la sincronización de la inyección de combustible para aumentar la temperatura de escape e iniciar la regeneración.

Sin embargo…

…si el proceso de regeneración no se puede completar por las condiciones de manejo, una luz de aviso se enciende para indicarle al operador que el filtro está parcialmente bloqueado. Para completar el ciclo de regeneración y que se apague la luz de aviso, se requiere manejar por 10 minutos a velocidades mayores a 60 Km/h. Si la luz de aviso se ignora y la cantidad de hollín llega al 75% de la capacidad del DPF, se encienden luces previniendo al operador, y se requiere de intervención especializada para regenerar el filtro.

Mantenimiento sistemas de filtraje (cada 160,000 Km. aprox.)

Disposición de residuos

O sea … •  Estos sistemas requieren de mantenimiento, colaboración del operador y disposición de residuos. Por lo tanto: –  Se requiere de entrenamiento del operador –  Sistemas estructurados de mantenimiento

y… –  Sistemas de vigilancia –  Sistemas de monitoreo –  instrumentos legales –  normas

Si el NTDE no se implementa bien, puede ser contraproducente !!

Reporte de típico manejo de un sistema de monitoreo y de historial electrónico.

Emisiones

Potencial de reducción de emisiones de la Nueva Tecnología Diesel (NTDE)

Comparación emisiones NTDE con otras tecnologías

Que hacemos en el CCA en este tema?

Modelación de la calidad del aire y estudios de costo-beneficio en salud pública

Patrón temporal de emisiones de CO (marcador de la actividad vehicular) usado en el programa de modelación de la calidad del aire WRF-CHEM acoplado para el

Salida gráfica del modelo WRF-CHEM de las diferencias en el centro de México de la concentración de O3. meteorología de marzo del 2006.

Salida gráfica del modelo WRF-CHEM de las diferencias en el centro de México de la concentración de PM2.5. meteorología de marzo del 2006.

Localización de las diferencias de concentraciones de PM2.5 en el Valle de México, entre diferentes flotas tecnológicas. (De An evaluation of the hybrid car technology for the Mexico Mega City, Aron D. Jazcilevich, et al, Journal of Power Sources, 196 (2011), pp. 5704–5718).

Serie de tiempo de beneficios en salud pública por reducción de PM2.5 por una intervención tecnológica. (De An evaluation of the hybrid car technology for the Mexico Mega City, Aron D. Jazcilevich, et al, Journal of Power Sources, 196 (2011), pp. 5704–5718).

Variación anual del beneficio para los escenarios de reducción de emisiones Beneficios anuales carga (5% de descuento) 250

Millones USD Dlls

200

150

100 Escenario 1

50

Escenario 2 Escenario 3

0 2012

2014

2016

2018

2020 Año

2022

2024

2026

Rendimiento global correspondiente a los escenarios de reducción de emisiones Rendimiento anual carga

2.55

2.5

KM/L

2.45

2.4 Escenario 1 Escenario 2

2.35

Escenario 3

2.3 2012

2014

2016

2018

2020 Año

2022

2024

2026

Obtención experimental de emisiones

Autobús de pasajeros Linner a gas natural y camión repartidor Mercedes Benz a Diesel.

Recorridos dentro del campus de Ciudad Universitaria. Google Earth 2010

Emisiones promedio para los recorridos realizados con dos camiones (Josué Medina Colín).

Motor diesel conectado al dinamómetro de banco. PEMS Axion y lectura de parámetros del dinamómetro. Colección de muestras para el análisis químico. Mezcla de combustible alimentando el motor. (De Fernando García Puertos).

Porcentajes de HAP emitidos por el biodiesel y el DUBA respecto al diesel (Brenda Liz Valle Herández)

Porcentaje de las principales familias de grupos orgánicos que integran a los diferentes tipos de diesel y de biodiesel. (Omar Amador)

Simulación (ADVISOR)

Mapa relacionando torque, RPM y emisión de CO, para un motor Mercedes Benz de 5.9L usando biodiesel. (De la tesis de Josué Samuel Medina Colín).

Definición vehículo

Definición recorrido

Resultados

Resultados de la simulación de CO2 para el caso de diesel 500.

Para HAP´s ?

FIN