Gases que emiten los vehículos y la contaminación ambiental

Los automóviles, motos y camiones, son algunos de los tipos de vehículos que componen el parque automotor de todo el mundo. Parte de las consecuencias negativas, se produce por la contaminación ambiental que generan los gases contaminantes expulsados por los vehículos. Aunque no todo es malo, ya que los automóviles también ayudan a la movilidad de las personas en sus ciudades y en viajes a otros estilos.

Con el tiempo los automóviles han tenido importantes cambios estructurales y tecnológicos que permiten que su impacto ambiental sea menor. Actualmente, en Chile, la mayor parte de los automóviles funcionan con motor catalítico. En este sentido, los vehículos más antiguos son aquellos que más gases expulsan al medio ambiente.

Lo anterior se produce cuando el automóvil quema el combustible y elimina por el tubo de escape algunos gases que contribuyen al calentamiento global. Es por la contaminación de la gasolina que muchas personas deciden comprar un vehículo que funciona gracias a la electricidad.

La cantidad de contaminación que emite un automóvil dependerá de varios factores, como el tipo de vehículo, el combustible que utiliza y la forma de conducción. También es importante que sepas que la marca, modelo, año y tecnología del automóvil, son aspectos a considerar en el nivel de contaminación.

¿Cómo puedo saber si los gases de mi vehículo cumplen los parámetros?

Con el calentamiento global, las normas de emisiones de gases contaminantes son severas y Chile es líder al respecto. Por esta razón, queremos darte unos consejos para que los gases que emita tu automóvil sean lo más bajos posible, de manera que apruebes los test de gases en la revisión técnica.

1. Se prende la luz del Check Engine

   Una de las razones más comunes por las que se prende esta luz, es porque hay un problema en las emisiones del vehículo, probablemente en el sistema de escape, si es que hablamos de gases. Entre los defectos más comunes al respecto, destaca algún problema con el sensor de oxígeno y/o de inyección, por ejemplo.

   El sensor de oxígeno administra la mezcla de admisión y escape de aire, de manera que la mezcla de combustible se produzca de forma adecuada.

2. Mueve el auto, maneja

   Desde 2 semanas hasta el día de la prueba, conduce el auto a velocidad de carretera; es decir, entre 80 y 120 km/h; obviamente cuando los límites lo permitan. Esto es recomendable, dado que la velocidad aumenta la temperatura del convertidor catalítico, quemando restos de combustible y otros desechos acumulados, los que podrían incidir en el test de gases en la planta PRT.

3. Haz cambio de aceite

   Ideal sería que al momento de ir a obtener el certificado de gases contaminantes, coincida con el momento en que vas a cambiar aceite. Te lo decimos porque al cambiar aceite, mejora el rendimiento del motor, además que el lubricante muy usado puede emitir contaminantes poco amigables.

4. Realiza las mantenciones preventivas

   Entre todos los chequeos que hay que hacer, bueno es revisar mangueras, que no haya fugas, ni se vean resecadas, quemadas, menos agujereadas. A la vez, es bueno tener la seguridad de que las líneas de escape no tengan alguna rotura por donde escapen gases. También es recomendable cambiar el filtro de aire, porque podría tener contaminación acumulada que absorberá todo el proceso de combustión de tu auto. Haz las mantenciones preventivas periódicamente.

5. La importancia de los neumáticos

   Sí, los neumáticos. No creas que es porque el caucho expele algún tipo de gas, si no, porque al poner el auto en el dinamómetro, tienes que tener los neumáticos con una correcta presión de aire.

   Te decimos esto, porque al acelerar el auto sobre los rodillos del dinamómetro para verificar sus emisiones, si los neumáticos tienen poco aire, el motor se esforzará más y podría emitir más gases. Si usas tu auto en la carretera o la ciudad con poca presión de aire, pasará lo mismo; efectivamente podrías contaminar más. Por el contrario, una correcta presión de aire, hará al motor esforzarse menos en el dinamómetro, mejorando el trabajo del motor, la combustión y por ende las emisiones.

6. Usar aditivo

   Esto puede ser recomendable, puesto que los aditivos que van directamente al estanque de combustible, mejoran la calidad del mismo, reduciendo las emisiones contaminantes de los gases, limpiando primero los depósitos de CO₂ acumulados en distintas partes del motor.

7. Revisa la tapa por donde echas bencina

   Así es, puede ser un mínimo detalle; pero si la tapa está trizada o tiene problema de sello, se podría encender la luz del check engine, haciendo que repruebes inmediatamente la medición de gases.

8. Maneja a velocidad de carretera justo antes de las pruebas

   Arriba te dijimos que anduvieras a velocidad de carretera desde 2 semanas antes de ir a la revisión de gases del auto.

Prueba de emisión periódica obligatoria

DEKRA es el líder mundial en pruebas de emisiones de vehículos, ayudando a proteger tanto a los usuarios de las carreteras como al medio ambiente en todo el mundo. DEKRA ofrece a sus clientes controles de emisiones que a menudo se combinan con una exhaustiva inspección de seguridad de un vehículo.

Las pruebas de emisiones de DEKRA aseguran que las emisiones de los gases de escape de los vehículos durante la vida útil del vehículo cumplen con los valores de referencia. Esta referencia es, en la mayoría de los casos, el nivel que tenía el vehículo en la fecha de homologación.

Los experimentados inspectores de vehículos de DEKRA son capaces de inspeccionar con precisión todos los vehículos de carretera con equipos de última generación y los procesos de mayor calidad. Estas medidas también pueden completarse con un control electrónico mediante el diagnóstico a bordo. Trabajamos constantemente con autoridades e instituciones nacionales e internacionales para mejorar las pruebas de emisiones y adaptarlas a las condiciones técnicas de los vehículos modernos.

La revisión de gases y la revisión técnica

La revisión de gases acostumbra a hacerse en todos los vehículos junto con la revisión técnica. Todos los años, para renovar la revisión técnica, debemos preparar nuestro vehículo. Hay que revisar aspectos, como:

• El tren delantero y trasero
• Comprobar si hay o no fugas de lubricantes, líquido de frenos o refrigerante.
• Verificar si los frenos están con sus mantenciones preventivas al día y que funcionen a la perfección.
• Revisar si todas las luces funcionan; es decir, luces altas, bajas, los intermitentes, luces de reversa y frenos.
• Contar con el kit de seguridad.
• Tener todos los documentos del auto, principalmente el padrón y la revisión técnica anterior con su respectivo certificado de emisión de gases contaminantes.

Como te decíamos, cuando vas a renovar la revisión técnica, también hay que aprobar los test de emisiones de gases contaminantes. Este trámite es fundamental para que obtengas el Certificado de Revisión Técnica y de emisiones contaminantes de forma integral, lejos de multas y de exceso de daño al medio ambiente. Considera, que si tu vehículo es diésel o no es catalítico, tienes que ir a hacer la revisión de gases cada 4 meses. Es decir, renovar el certificado de emisiones contaminantes solamente.

¿Cuál es la norma de gases en Chile?

Originalmente, era a partir del 30 de septiembre de 2024, que debía entrar en vigencia la nueva norma Euro 6c (Tier 3 bin 70) para los autos 0 kilómetro. Sin embargo, todo se aplazó para la misma fecha, pero de este 2025. La misión será que todos los vehículos cada vez contaminen menos, o así lo marca la tendencia mundial.

Se trata de la entrada en vigencia del Decreto Supremo N°211 de 1991 y N°54 de 1994, en su 2° fase de implementación de la norma Euro 6c.

Emisiones Contaminantes de un Motor de Gasolina Funcionando a dos Cotas con Combustibles de dos Calidades

Una de las discusiones actuales más significativas en el cambio climático es en torno al tema de la emisión baja en carbono y su efecto sobre la salud humana (Achour, 2016). La energía que se utiliza en movilidad representa más del 25% del suministro de energía del mundo, la demanda mundial de petróleo se concentra en el sector del transporte con más del 50%, y la mayor parte en el transporte por carretera (World Energy Outlook, 2013). El sistema de propulsión más utilizado en la actualidad, es el motor de combustión interna alternativo MCIA (World Energy Council, 2011).

La gran mayoría de estudios relacionados con los MCIA, se basan en disminuir el consumo de combustibles y en la reducción de emisiones contaminantes (U.S Departament of Energy). Emisiones de vehículos son una fuente importante de contaminación del aire urbano (Dai, 2015). La contaminación del aire es un problema bien conocido que oscila entre los problemas locales de calidad del aire, hasta los efectos globales que de la humanidad se enfrenta (Holman, 2015). Tras el Foro Internacional de Transporte las emisiones de CO2 del sector transporte representan el 23% a nivel mundial y 30% OCDE de las emisiones totales de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles (Rakha, 2003; Krajzewicz, 2015).

Las normas de emisiones de vehículos son las herramientas de políticas técnicas primarias disponibles para mitigar las emisiones de los vehículos. Los procedimientos de prueba de emisiones para los vehículos ligeros se basan en un ciclo de transición que representa el patrón de conducción de un país en particular. Los ciclos para vehículos ligeros de servicio son FTP-75 y NEDC que se utilizan en los Estados Unidos y los procedimientos de ensayo europeos, respectivamente (Pathak, 2016). Los factores de emisión son la cantidad promedio de contaminantes emitidos por un tipo de vehículo (Binder, 2014). Estos se expresan en términos de masa de contaminante emitido por unidad de distancia recorrida o por unidad de combustible consumido.

La determinación de estos factores representa grandes desafíos para las autoridades ambientales (Huertas, 2013). Para obtener el ciclo de conducción típico de la ciudad y medir las emisiones de un gran número de vehículos siguiendo los procedimientos estándar (Qu, 2015; Liu, 2015), se han desarrollado varios trabajos para encontrar el ciclo de conducción típico de cada ciudad (Huertas, 2005; Booth, 2002; Andre, 1996). Las emisiones se evalúan mediante estándares ASM 5015, ASM 2525 o tipo similar de pruebas (Thomas, 2010).

El estudio planteado de Emisiones Contaminantes de un Motor de Gasolina Funcionando a dos Cotas con Combustibles de dos Calidades, busca determinar la relación entre la calidad de la gasolina que se expende en el Ecuador (octanaje), la presión atmosférica de las distintas regiones del país, a nivel del mar, y sobre los 2500 metros de altura. Se debe tomar en cuenta la condición de ajuste en la inyección de combustible que viene dada por los resultados del cálculo de la relación aire/combustible (A/C), con los datos del sensor de oxígeno (CISE, 2011), en condiciones de mezcla rica, el tiempo de apertura de los inyectores disminuye.

Cuando la altitud aumenta la masa de oxígeno disminuye, sin importar la temperatura ambiental (Lapuerta et al., 2006), influyendo en la relación A/C de tal modo que el incremento de altura determina un ángulo de encendido mayor (Bosch, 2002). De lo expuesto, tanto el ángulo de encendido y la altura son determinantes en el consumo de combustible, el par motor y los gases emitidos.

Se ha considerado las Normativas vigentes en el país como: el Reglamento Técnico Ecuatoriano RTE INEN 017: Control de emisiones contaminantes de fuentes móviles terrestres, del cual se definen las normas a seguir para motores de gasolina. Entre las que se encuentran las normas NTE INEN 2203: Medición de emisiones de gases de escape en motores de combustión interna; NTE INEN 2204: Gestión ambiental. Aire. Vehículos automotores. Límites permitidos de emisiones producidas por fuentes móviles terrestres de gasolina; y la norma NTE INEN 2349: Revisión técnica vehicular. Procedimientos.

Materiales y métodos utilizados en el estudio

Se ha realizado una investigación de campo, de carácter exploratoria, en la cual se busca determinar la diferencia de niveles de emisiones de gases contaminantes, en la combustión de un motor de Ciclo Otto, utilizando gasolinas de 87 y 92 octanos, a nivel del mar y sobre los 2500 metros de altura.

Para cada tipo de combustible y región estudiada, se han efectuado cinco mediciones, primero con una velocidad de giro del motor de 700 rpm, y posteriormente a 2500 revoluciones por minuto. Para cada prueba, el motor del vehículo debe estar a temperatura de funcionamiento.

La investigación requiere repetir las pruebas con combustibles de dos calidades (octanajes distintos), con el fin de que las mismas no se mezclen y alteren los resultados de las pruebas, se utiliza un cánister externo que hace la función de un tanque de combustible, se lo llena previamente con el tipo de combustible requerido. Este procedimiento se realiza a 2860 m, y se repite a una altura de 15 m.

Las pruebas se realizaron en el Laboratorio del CCICEV en la ciudad de Quito, y en la ciudad de Tonsupa, a alturas de 2860 m y 15 m respectivamente.

Equipos utilizados

Se ha utilizado el vehículo de marca Nissan, modelo SENTRA 2.0 SPORT 6MT SER fabricado en el año 2011, de 2000 cm3 de cilindrada, en la tabla 1 se describen las características del motor del vehículo.

Para la medición de las emisiones se ha utilizado un analizador de gases MGT-5 MAHA con modulo fijo de control, los datos técnicos y una imagen del mismo se presentan en la tabla 2 y figura 1 respectivamente.

En la tabla 3 se presentan las principales condiciones atmosféricas de las dos zonas de estudio donde se desarrolló el experimento.

Protocolo de pruebas

La medición se realiza cuando el vehículo está en la temperatura de funcionamiento y la transmisión del mismo se encuentra en neutro. Para cada tipo de combustible y región estudiada se realizan cinco mediciones, en bajas revoluciones (ralentí 700 rpm) y en altas revoluciones (2500 rpm). El tiempo de medición es aproximadamente 30 segundos en cada prueba, para asegurarse de que el vehículo esté estable.

La medición estática de gases se realizó para cuatro parámetros que son hidrocarburos no combustionados HC (ppm), monóxido de carbono CO (%V), dióxido de carbono CO2 (%V) y oxígeno O2 (%V).

Para la realización de las pruebas se sigue el protocolo que se describe en los siguientes nueve puntos:

1. Comprobar que el equipo haya pasado por un período de calentamiento y estabilización (5 minutos);
2. Verificar que el sistema de escape del automotor no presente fugas ni salidas adicionales a las del diseño;
3. Revisar que accesorios del vehículo tales como luces, aire acondicionado, etc. no se encuentren funcionando;
4. Verificar que el motor se encuentre a la temperatura normal de funcionamiento;
5. Verificar que la transmisión del vehículo se encuentre en neutro en caso de tener transmisión manual o en parqueo en caso de ser de transmisión automática;
6. Conectar la pinza trigger al cable de una de las bujías de encendido, para conocer el número exacto de revoluciones;
7. Introducir totalmente la sonda en el tubo de escape, verificando previamente la limpieza de la misma y asegurarse que quede fija dentro del sistema de escape durante la medición;
8. Para tomar la medida en marcha mínima o ralentí, las revoluciones no deben ser mayores a 1200 rpm. Caso contrario la prueba no podrá realizarse;
9. Acelerar hasta 2500 rpm para efectuar la medición en altas revoluciones, mantener estable el acelerador y tomar la medida.

En la figura 2 se presenta una fotografía de la utilización del cánister el mismo que consta de una bomba manual con la que se presuriza el sistema a 50 psi o 344,74 kPa para garantizar el flujo constante de combustible; su presión es revisada en cada prueba. Después del cambio de combustible el vehículo permanece encendido durante 5 minutos, acelerándolo a 4000 rpm para procurar consumir cualquier residuo del combustible de distinto octanaje.

Los datos obtenidos deben ser procesados, tabulados y analizados.

Resultados y discusión

Una vez realizadas todas las pruebas requeridas, se procesan los datos obtenidos, logrando los siguientes resultados debidamente ajustados.

En la Tabla 4, se presentan los datos de las pruebas realizadas en el Laboratorio del CCICEV, en la ciudad de Quito, con gasolina de 92 octanos a una altura aproximada de 2860 m.

En la Tabla 5, se presentan los resultados de las pruebas realizadas en el Laboratorio del CCICEV, en la ciudad de Quito, con gasolina de 87 octanos a una altura aproximada de 2860 m.

En la Tabla 6, se presentan los resultados de las pruebas realizadas utilizando los mismos equipos del CCICEV en la ciudad de Tonsupa, con gasolina de 92 octanos a una altura aproximada de 15 m.

En la Tabla 7, se presentan los resultados de las pruebas realizadas utilizando los mismos equipos del CCICEV en la ciudad de Tonsupa, con gasolina de 87 octanos a una altura aproximada de 15 m.

Se debe mencionar que la concentración másica de oxígeno en el aire admitido disminuye con la altitud (Lapuerta, 2006), en contraparte el incremento de la temperatura disminuye la densidad, pero como regla general la altura influye en mayor proporción (Aeronáutica, 2009), de esta manera a mayor altura se tendrá una presión inferior así como una densidad baja, adicionalmente la gradiente térmica influye en una disminución de temperatura a medida que se incrementa la altitud.

En la Figura 3 se nota claramente como los niveles de CO a altura aproximada de 2860 m son bastante mayores a los valores a nivel del mar. En la Figura 4, se puede ver la diferencia entre las emisiones a 2860 m y las emisiones a nivel del mar; sin embargo, la más notoria diferencia es entre distintos combustibles a nivel del mar, siendo las emisiones para gasolina de 92 octanos mínimas, tendiendo a cero, mientras que las emisiones para gasolina de 87 octanos es la más alta medición.

Acorde al modelo del vehículo (año 2011), y al mínimo mantenimiento realizado en los sensores se puede establecer que el aumento sus valores de CO y HC (anormales) a altas revoluciones, se deben al inicio de un malfuncionamiento del sensor de presión absoluta, a pesar que los valores se encuentran dentro de los rangos permitidos por la norma NTE INEN 2204. Estas diferencias se dan cuando el sensor realiza una mala medición del diferencial de presión: atmosférica y de succión, como consecuencia de una pérdida de sensibilidad del sensor.

Prueba de ello se puede apreciar que las variaciones de O2 y CO2 son relativamente inapreciables (Xunta de Galicia, 2015), como se muestra en las figuras 5, 6, 9 y 10. En la Figura 5, se aprecia una clara diferencia entre las pruebas realizadas a 2860 m y las pruebas realizadas a nivel del mar, siendo los niveles de emisiones de estas últimas, claramente menores. Mientras que en la Figura 6, al aumentar las rpm, los niveles de CO2 son mayores al utilizar la gasolina de mayor octanaje, esto se debe a que su combustión es mejor, y las emisiones de este gas son mayores pero las de Monóxido de Carbono son menores.

En las figuras 7 y 8, tenemos una clara muestra que el mejor resultado se consiguió con gasolina de 92 octanos a nivel del mar, mientras que el peor resultado es el de la gasolina de menor octanaje a la misma altura; sin embargo, debe resaltarse que al aumentar la velocidad de giro del motor, los niveles de emisiones para gasolina de 97 octanos se triplican.

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