Contaminación vehicular en México


Contaminación vehicular en México

Contaminación vehicular en México Problemas como calentamiento global, lluvia ácida, capa de ozono son aquellos que preocupan a la población mundial, pero no de manera tan directa. En cambio la contaminación del aire repercute de manera directa a las personas en su salud general; causando enfermedades cardiovasculares, conjuntivitis, problemas respiratorios, ardor de ojos, agravar enfermedades como asma, irritación de garganta, comezón en la piel y problemas estomacales e intestinales, por mencionar algunos. Dada la gran diversidad de problemas de salud que conlleva la contaminación, además del daño al medio ambiente, el control de emisiones contaminantes difiere mucho del país que se utilice como referencia. Actualmente, según datos de la SEMARNAT, el 34% de las emisiones contaminantes son hechas por el transporte automotor, por lo cual se requiere especial atención.

Contenido

Historia

A mediados del siglo XX, la contaminación emitida por los motores de combustión interna era suficientemente tolerable y el ambiente permanecía relativamente limpio.

Conforme la población fue creciendo exponencialmente, la demanda de energía y otros bienes también lo fueron haciendo. La creación de fábricas, plantas generadoras y fabricación de más automóviles hicieron que las emisiones contaminantes ya no fueran tolerables.

La contaminación del aire fue reconocida primero en Los Angeles, California, durante 1940. El término smog fue utilizado por primera vez dada la combinación de la neblina de la zona y humo y otros contaminantes. En 1960, normas de emisiones contaminantes fueron establecidas en California para regular la contaminación lo cual llevo a los demás estados de Estados Unidos, Japón y Europa a seguir estas regulaciones. En 1970 se logró reducir un 95% las emisiones de hidrocarburos, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno; haciendo los motores más eficientes y colocando catalizadores.

Proceso de combustión

La combustió se da por la mezcla de un combustible y oxígeno, en los MCI (motor de combustión interna) este proceso se da por la ignición a través de una chispa que es generada comúnmente por una bujía.

El proceso químico que conlleva la combustión para un MCI a gasolina cuando hay suficiente cantidad de oxígeno para que oxide el combustible de hidrocarburo es: C3H8+502=3CO2+4H2O. Se libera sólo dióxido de carbono y agua.

Pero esta es una situación ideal, cabe mencionar que el aire no solo está compuesto de oxígeno, sino también de otros gases como nitrógeno (71%), oxígeno (21%), vapor de agua (va de un 0 a 7%) y otros gases como dióxido de carbono, hidrógeno, etc.

Lo que nos deja:

C8H18 + 12.5(O2+3.773N2) = 8CO2+9H2O+47.16N2 Lo que nos da como producto de la combustión dióxido de carbono, agua y nitrógeno.

Podemos agrupar las fuentes de emisión en cinco grupos: - Hidrocarburos (HC)

- Monóxido de carbono (CO)

- Óxidos de nitrógeno (NOx)

- Partículas

- Otras emisiones

Hidrocarburos

Se presentan en los gases de combustión en alrededor de 6000 ppm, lo cual es el equivalente de 1 a 1.5% del combustible. Su emisión depende del tipo de componentes del combustible, geometría de la cámara de combustión, parámetros de operación del motor, etc.

Las emisiones reaccionan con la atmósfera y actúan como irritantes y algunos como carcinogénicos y todos los componentes, excepto el CH4, también reaccionan para formar el smog fotoquímico.

Causas de las emisiones de HC:

- Razón no estequiométrica de aire-combustible.

- Combustión incompleta.

- Fuga en la válvula de escape de gases.

- Depósito de partículas de gases en las paredes del cilindro.

- Aceite en las paredes en la cámara del cilindro.

Monóxido de carbono

Es un gas venenoso, inodoro e incoloro, se presenta cuando no existe suficiente oxígeno para convertir el carbono del combustible en CO2.

Un valor típico de los gases emitidos por un MCI van del 0.5% al 5%. Además de la contaminación, la generación de CO representa una pérdida de energía química.

La presencia de CO en el aire que se respira repercute en la transportación de oxígeno en la sangre, se hace más difícil.

Causas de CO:

- Mezcla rica de combustible.

- Combustión incompleta.

Óxido de nitrógeno (NOx)

En los gases de combustión, se encuentran los NOx en alrededor de 2000 ppm donde se tiene una gran cantidad de monóxido de nitrógeno, seguido del dióxido de nitrógeno y pequeñas cantidades de otros tipos de óxido de este gas.

Es de los componentes más restringidos por las normas que controlan las emisiones porque reacciona con la atmósfera para crear el ozono y es el principal generador del smog fotoquímico.

NOx se da por las altas temperaturas y su cantidad depende de la presión, razón de aire-combustible, tiempo de combustión y de las reacciones químicas no instántaneas.

Además de los problemas ambientales, también conlleva problemas de salud que se centran en el daño pulmonar.

Partículas

Los sistemas de escape de los MCI contienen partículas de hollín que son generadas en las zonas dónde está la mayor cantidad de combustible dentro del cilindro. Esto se nota en el humo negro que es una contaminación no deseada. La mayor densidad de las partículas ocurre cuándo el automóvil está en carga plena (mariposa totalmente abierta), es decir cuándo se necesita mayor cantidad de combustible para obtener la mayor potencia posible resultando en una mezcla rica y consumo alto. Un ejemplo es cuando vemos humo negro salir del escape de un autobús que acelera cuando la cambia la luz del semáforo de rojo a verde.

Para evitar su creación se encuentra una gran dificultad, ya que si la creación de hollín se da por una combustión temprana o mala, lo que podría hacerse es crear un tiempo de combustión mayor lo que ayudaría a generar más CO2 y menos CO, pero esto implica también generar mayor cantidad de NOx .

Los problemas de salud que traen estas partículas suspendidas pueden ir desde una bronquitis, irritación de nariz y garganta y aumentar la mortalidad en adultos mayores.

Otras emisiones

- Aldehídos: se generan cuando se utiliza un combustible basado en alcohol. Causa irritación en ojos y sistema respiratorio.

- Sulfuro: contribuye a la lluvia ácida, gasolina sin plomo tiene alrededor de 150 a 660 ppm por peso, mientras que en algunos diesel se tiene hasta 5000 ppm por peso.

- Plomo: Era un aditivo que se dejó de utilizar en la gasolina cerca de 1980, se utilizaba para aumentar el octanaje del combustible pero traía problemas de salud como afectación en el desarrollo del feto, menor capacidad de filtración en los riñones y saturnismo.

Verificación vehicular

Muchos países utilizan diversas herramientas normativas, dentro de las cuales está el de calidad del aire que establece la concentración de contaminantes en el aire según el riesgo que presenta para la salud.

En México se cuenta con el IMECA (Índice Metropolitano de la Calidad del Aire) que sirve para conocer los niveles de contaminación ambiental que prevalecen en su zona de residencia o trabajo.El IMECA se publica cada hora para la población de la Zona Metropolitana de la Ciudad de México, que abarca la totalidad del Distrito Federal y la zona conurbada del Estado de México. A partir de este índice, se puede determinar si la población puede realizar sus actividades cotidianas o llevar a cabo una contingencia ambiental, y en el caso de la contaminación vehicular, tomar decisiones estratégicas respecto al control del tránsito y/o circulación en la zona.

Como programa de control de emisiones por parte de del gobierno federal, se cuenta con el programa de verificación vehicular que tiene como fin inspeccionar y dar mantenimiento a los vehículos para que éstos puedan pasar una serie de pruebas y así circular en las ciudades de la república.

Esta certificación para poder circular sin emitir cierta cantidad de contaminantes se da por normas oficiales mexicanas:

Norma Descripción
NOM-041-ECOL-1999 Que establece los límites máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina como combustible
NOM-042-ECOL-1999 Que establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y partículas suspendidas provenientes del escape de vehículos automotores nuevos en planta, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y diesel de los mismos, con peso bruto vehicular que no exceda los 3,856 kilogramos
NOM-044-ECOL-1993 Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas suspendidas totales y opacidad de humo provenientes del escape de motores nuevos que usan diesel como combustible y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores con peso bruto vehicular mayor de 3,857 kilogramos
NOM-045-ECOL-1996 Que establece los niveles máximos permisibles de opacidad del humo proveniente del escape de vehículos automotores en circulación que usan diesel o mezclas que incluyan diesel como combustible
NOM-047-ECOL-1993 Que establece las características del equipo y el procedimiento de medición para la verificación de los niveles de emisión de contaminantes, provenientes de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos
NOM-048-ECOL-1993 Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono y humo, provenientes del escape de las motocicletas en circulación que utilizan gasolina o mezcla de gasolina-aceite como combustible
NOM-049-ECOL-1993 Que establece las características del equipo y el procedimiento de medición, para la verificación de los niveles de emisión de gases contaminantes, provenientes de las motocicletas en circulación que usan gasolina o mezcla de gasolina-aceite como combustible
NOM-050-ECOL-1993 Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos como combustible.
NOM-076-ECOL-1995 Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno provenientes del escape, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible, que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y otros combustibles alternos y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores, con peso bruto vehicular mayor de 3,857 kilogramos nuevos en planta

Los estados con los que se cuenta con este programa son:

Aguascalientes, Chihuahua, Distrito Federal, Guanajuato, Hidalgo, Jalisco, Edo. De México, Michoacán, Morelos, Oaxaca, Nuevo León, Puebla, Querétaro, Tlaxcala, Veracruz y Yucatán.

Este proceso de verificación vehicular se lleva a cabo en un centro de verificación que es un local establecido por las autoridades competentes o autorizado por éstas, en dónde se mide la emisión de contaminantes que provienen de vehículos que estén en circulación.

En el DF se realizan dos tipos de pruebas:

- Estática: prueba efectuada a un vehículo en función de sus características mecánicas.

- Dinámica: prueba realizada a un vehículo en un dinamómetro con aplicación externa de carga al motor y con variación de velocidad según las etapas: o PAS 5024: se va a una velocidad constante de 24 km/h y se aplica una carga que equivale al 50% de la potencia requerida para acelerar el motor en una tasa de 5.6 km/h por segundo.

o PAS 2540: velocidad constante de 40km/h, se aplica una carga que equivale al 25% para mantener esa velocidad bajo condiciones reales de manejo.


Comúnmente en la mayoría de los otros estados, las pruebas realizadas son las de ralentí y velocidad angular constante del motor (2500 rpm) por un periodo cercano a los 30 segundos. Es decir prueba estática. Esta prueba se debe aplicar para autos que sean definidos no adecuados para realizar pruebas dinámicas según el fabricante.

Se dice que un vehículo pasa la verificación cuando no presenta humo visible y el índice de los valores promedio de los contaminantes no rebase los parámetros establecidos por la Norma Oficial Mexicana NOM-041-ECOL-1999.

Dado que también la lectura de datos puede variar por el equipo utilizado por sus características, instalación, modo de uso, etc.; se desarrolló un “Manual Técnico de Verificación Automotriz” donde se describe de manera detallada las especificaciones y funciones que debe cumplir el equipo de medición.

El calendario de verificación se define por el número de terminación de la placa del vehículo que va relacionado con un color en específico:

Color del engomado del vehículo Último dígito de la placa de permanente circulación Periodo en que deberá verificar
Amarillo 5 ó 6 enero y febrero/ julio y agosto
Rosa 7 ó 8 febrero y marzo / agosto y septiembre
Rojo 3 ó 4 marzo y abril / septiembre y octubre
Verde 1 ó 2 abril y mayo / octubre y noviembre
Azul 9 ó 0 mayo y junio / noviembre y diciembre

Este calendario aplica para todos los estados donde existe el programa de verificación.

Indicador de eficiencia energética y emisiones vehiculares

Así es cómo el gobierno federal se ha dado a la tarea de poner a disposición de los ciudadanos información sobre las características ambientales y de rendimiento de los nuevos vehículos disponibles en el país con la finalidad de que los habitantes podamos comenzar a concientizar que el uso de contaminantes fósiles producen gases contaminantes, factor principal del causante del efecto invernadero y que como consecuencia trae los cambios climáticos y la alteración de la fauna y flora ya que este efecto impide la salida de los rayos UV provocados por el sol y se da el calentamiento global.


De la misma manera el gobierno con apoyo de la Comisión Nacional para el uso Eficiente de la energía, La Comisión Nacional de Ecología y la PROFECO, cuenta con una página llamada “ecovehículos” (http://www.ecovehiculos.gob.mx/index.php). La cual nos muestra de una manera rápida y sencilla la eficiencia energética y la emisión de gases de nuestros autos de acuerdo con la marca y el modelo (a partir del 2008).

En esta misma página encontraremos información acerca de las nuevas tendencias de autos como lo son los híbridos, vehículos con biocombustibles y de celdas de hidrógeno. Cada uno de ellos con sus ventajas y desventajas pero que son una alternativa para el cuidado de nuestro planeta.

La manera en que representan la calificación de un automóvil es por medio de una tabla en dónde en el eje vertical se califica de un nivel “?” (aún desconocido) hasta 10 (10 = más eficiente) respecto a gases de efecto invernadero global mientras que en el eje horizontal se presenta la misma ponderación pero respecto calificación de contaminantes de aire local.

Por lo que la esquina superior derecha mostraría a los autos más eficientes y menos contaminantes mientras que la esquina inferior izquierda ubica a los automóviles más contaminantes.

Estas calificaciones se basan en las siguientes tablas de datos:


Lamborghini Murcielago


Toyota Prius

Referencias

- W. Pulkrabek, Willard. Engineering fundamentals of the internal combustion engine. Prentice Hall. 1997.

- Semarnat. Colección: ¿Y el medio ambiente?. Problemas en México y el mundo. Disponible en: http://www.semarnat.gob.mx/informacionambiental/Documents/sniarn/yelmedio.html

- Semarnat, CONUEE, PROFECO, SENER. Ecovehiculos. Disponible en: http://www.ecovehiculos.gob.mx/index.php

- Programa de verificación vehicular. Gobierno del Distrito Federal. Disponible en: http://www.sma.df.gob.mx/verificentros/index.php?op=inicio

- INE. Verificación vehicular. Disponible en: http://www.ine.gob.mx/calaire-informacion-basica/587-calaire-verificacion.

- [Manual técnico de verificación automotriz http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/consultaPublicacion.html?id_pub=374]




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