INTRODUCCIÓNEl tema central de estudio de la presente es la evaluación, comparación y elección de los métodos existentes en la reducción de emisiones causado por el viejo parque automotor. Esto se realiza para poder mejorar la calidad del aire que se respira en nuestra ciudad para así poder mejorar la calidad de vida de sus habitantes. Para ello se hará uso de anteriores investigaciones relacionadas al tema, donde se elegirá que opciones serían las más viables para hacer frente a la contaminación generada por los automóviles, especialmente aquellos que ya tienen una antigüedad considerable y que continúan circulando por nuestras calles.

CAPITULO I

Planteamiento del problema

Con el crecimiento del parque automotor a través de los años la contaminación fue acrecentándose, por lo cual la reducción de las emisiones en los vehículos se ha vuelto una tarea de nunca acabar para poder afectar en lo más mínimo nuestro planeta. En nuestro país por la falta de control de vehículos y de combustibles, la contaminación ha ido acrecentándose de manera alarmante con lo que el 70 % de la contaminación es causada principalmente por los vehículos.

50% de los vehículos que componen el parque vehicular son diésel. Entre el 60-70% de los vehículos pesados tienen más de 15 años de antigüedad. El transporte contribuye a la contaminación atmosférica y el ruido ambiental en

principales zonas urbanas de Perú. El transporte aporta una fracción importante de las emisiones de CO2 y tiene un

alto potencial de crecimiento. El parque vehículos nuevos que ingresa tiene bajo nivel de eficiencia.

Las ciudades con altos niveles de PM10 son las ciudades con mayor población.

–Lima Callao: 79,7 ug/m3 (10.000.000 habs),

–Cusco: 93,8 ug/m3 (1.100.000 habs),

–Arequipa: 74,1 ug/m3 (1.100.000 habs),

–Trujillo: 62,8 ug/m3 (700.000 habs),

–Chiclayo 148,5 ug/m3 (500.000 habs),

–Piura: 67,3 ug/m3 (400.000 habs)

Debido a la problemática que presenta nuestra ciudad, es preciso plantear la siguiente pregunta: ¿Qué métodos serán los más eficientes para disminuir las emisiones contaminantes de los autos con antigüedad considerable?

Objetivos Generales y Especificos

General:Reducir las emisiones contaminantes de los vehículos de antigüedad considerable

Específicos: -Identificar qué clase de vehículos son los máscontaminantes

-Buscar vías para la reducción de emisiones

-Comparar las soluciones y mostrarlas en orden de importancia

Justificación

En nuestra ciudad se observa un gran crecimiento parque automotor, lo cual genera un gran caos vehicular, el cual viene acompañado de una alta contaminación ocasionada por los vehículos más antiguos. Es por eso que el presente estudio tiene como meta brindar soluciones para reducir las emisiones contaminantes de los autos con más antigüedad, lo cual generará consecuencias positivas en la calidad de vida de nuestros habitantes.

CAPITULO IIAntecedentes

U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY OFFICE OF MOBILE SOURCES: “Automobile Emissions: An Overview”

Curva de costo marginal de mitigación: Proyecto de planificación frente al cambio climático

PUCP, Facultad de ciencias e Ingeniería, Eduardo Alfonso Carcelén Nava: “Estudio de las emisiones atmosféricas de buses urbanos con motores diésel en Lima y Callao en base a la metodología COPERT”

Ministerio del Ambiente, Marcelo Fernández, Eric Concepción: “Estrategia Nacional para combustibles y vehículos más limpios y eficientes en el Perú”

ICCT:”Opportunities to reduce vehicle emissions in Jakarta” Ministerio del Ambiente, Ing. PedroDongo: “Control de emisiones vehiculares y

limitesmáximos permisibles” Ministerio del Ambiente, Centro Mario Molina Chile: “Seguimiento Ambiental del

mercado automotriz peruano.”

Marco Teórico

Tipos de emisiones

Procesos de emisión de los vehículos que circulan por caminos y vialidades

Los vehículos automotores propulsados por motores de combustión interna producen,en general, tres tipos de emisiones de gases contaminantes:

a) Emisionesevaporativas

b) Emisiones por el tubo de escape

c) Emisiones de partículas por el desgaste tanto de los frenos como de las llantas

Emisiones evaporativasLas emisiones causadas por la evaporación de combustible pueden ocurrir cuando el vehículo está estacionado y también cuando está en circulación; su magnitud depende de las características del vehículo, factores geográficos y meteorológicos, como la altura y la temperatura ambiente y, principalmente, de la presión de vapor del combustible. La variedad de procesos por los que se presentan emisiones evaporativas en los vehículos incluye:

Emisiones diurnas: Son generadas en el sistema de combustible del vehículodebido a los cambios de temperatura a través de las 24 horasdel día.

Emisiones del vehículo recién apagado con el motor caliente: Se presentanuna vez que se apaga el motor, debido a la volatilización del combustiblepor su calor residual.

Emisiones evaporativas en circulación: Se presentan cuando el motor estáen operación normal.

Emisiones evaporativas del vehículo en reposo con el motor frío: Ocurrenprincipalmente debido a la permeabilidad de los componentes del sistemade combustible.

Emisiones evaporativas durante el proceso de recarga de combustible:Consisten de fugas de vapores del tanque de combustible durante el procesode recarga; se presentan mientras el vehículo está en las estaciones deservicio y para efectos de inventarios de emisiones, son tratadas típicamentecomo fuente de área.

Emisiones por el tubo de escapeLas emisiones por el tubo de escape son producto de la quema del combustible (sea éste gasolina, diesel u otros como gas licuado o biocombustibles) y comprenden a una serie

de contaminantes tales como: el monóxido y bióxido de car- bono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y las partículas. Además, ciertos contaminantes presentes en el combustible como el azufre y, hasta hace algunos años, el plomo se liberan al ambiente a través del proceso de combustión. Las emisiones por el tubo de escape dependen de las características del vehículo, su tecnología y su sistema de control de emisiones; los vehículos más pesados o más potentes tienden a generar mayores emisiones por kilómetro recorrido y las normas que regulan la construcción de vehículos determinan tanto su tecnología así como la presencia o ausencia de equipos de control de emisiones, como los convertidores catalíticos. El estado de mantenimiento del vehículo y los factores operativos, la velocidad de circulación, la frecuencia e intensidad de las aceleraciones y las características del combustible (como su contenido de azufre) juegan un papel determinante en las emisiones por el escape.

La gasolina y el diesel son mezclas, principalmente, de hidrocarburos, compuestos que contienen átomos de hidrógeno y carbono. Si la combustión en un motor fuera perfecta, el oxígeno en el aire convertiría todo el hidrógeno del combustible en agua y todo el carbono en dióxido de carbono. En la realidad, el proceso de combustión no es perfecto y, en consecuencia, los motores de los automóviles emiten varios tipos de contaminantes.

Hidrocarburos (HC):Las emisiones de hidrocarburos resultan cuando no se quema completamente el combustible en el motor. Existe una gran varie- dad de hidrocarburos emitidos a la atmósfera y de ellos los de mayor interés, por sus impactos en la salud y el ambiente, son los compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos compuestos son precursores del ozono y algunos de ellos, como el benceno, formaldehído y acetaldehído, tienen una alta toxicidad para el ser humano.

• Monóxido de carbono (CO): El monóxido de carbono es un producto de la combustión incompleta y ocurre cuando el carbono en el combustible se oxida sólo parcialmente. El monóxido de carbono se adhiere con facilidad a la hemoglobina de la sangre y reduce el flujo de oxígeno en el torrente sanguíneo ocasionando alteraciones en los sistemas nervioso y cardiovascular.

• Óxidos de nitrógeno (NOx): Bajo las condiciones de alta temperatura y presión que imperan en el motor, los átomos de nitrógeno y oxígeno del aire reaccionan para formar monóxido de nitrógeno (NO), bióxido de nitrógeno (NO2) y otros óxidos de nitrógeno menos comunes, que se conocende manera colectiva como NOx. Los óxidos de nitrógeno, al igual que los hidrocarburos, son precursores de ozono. Así mismo, con la presencia de humedad en la atmósfera se convierten en ácido nítrico, contribuyendo de esta forma al fenómeno conocido como lluvia ácida. La exposición aguda al NO2 puede incrementar las enfermedades respiratorias, especialmenteen niños y personas asmáticas. La exposición crónica a este contaminantepuede disminuir las defensas contra infecciones respiratorias.

• Bióxido de azufre (SO2): El SO2 es un gas incoloro de fuerte olor, que se produce debido a la presencia de azufre en el combustible. Al oxidarse en la atmósfera produce sulfatos, que forman parte del material particulado. Este compuesto es irritante para los ojos, nariz y garganta, y agrava los síntomas del asma y la bronquitis. La exposición prolongada al bióxido de azufre reduce el funcionamiento pulmonar y causa enfermedades respiratorias.

• Partículas (PM): Las partículas también son producto de los procesos de combustión en el motor de los vehículos. Este contaminante es uno de los que tiene mayores impactos en la salud humana; ha sido asociado con un aumento de síntomas de enfermedades respiratorias, reducción de la función pulmonar, agravamiento del asma, y muertes prematuras por afecciones respiratorias y cardiovasculares.

• Plomo (Pb) y otros aditivos metálicos: Su empleo como antidetonante en la gasolina ha propiciado durante mucho tiempo emisiones que han de- mostrado tener impactos nocivos en el coeficiente intelectual de los niños. Sin embargo, desde 1998 las gasolinas que se comercializan en México no contienen plomo.

• Amoniaco (NH3): Las emisiones de amoniaco cobran importancia ambiental por el hecho de que este contaminante suele reaccionar con SOx y NOx para formar partículas secundarias tales como el sulfato de amonio[(NH4)2SO4] y el nitrato de amonio (NH4NO3), las cuales tienen un impacto significativo en la reducción de la visibilidad. La exposición a concentraciones altas de este contaminante puede provocar irritación de la piel, inflamación pulmonar e incluso edema pulmonar.

• Bióxido de carbono (CO2): El bióxido de carbono no atenta contra la salud pero es un gas con importante efecto invernadero que atrapa el calor de la tierra y contribuye seriamente al calentamiento global.Metano (CH4): El metano es también un gas de efecto invernadero genera- do durante los procesos de combustión en los vehículos. Tiene un potencial de calentamiento 21 veces mayor al del bióxido de carbono.Óxido nitroso (N2O): Este contaminante, que pertenece a la familia de los óxidos de nitrógeno, también contribuye al efecto invernadero y su poten- cial de calentamiento es 310 veces mayor que el bióxido de carbono.

Causas de emisiones contaminantesUna de las causas tiene que ver con las leyes el cual rigen el parque automotor Lo primero que podríamos hacer es cambiar las leyes para que esos coches que emiten más Co2 del que es aceptable deberían ser vendido y desguazados.

Otro factor que influye en las emisiones contaminantes es el peso del vehículo Las emisiones de CO2 de un camión son mayores que las de un turismo convencional ya que a mayor demanda de potencia para moverse y mayor peso, mayor consumo de Combustible y mayores emisiones.

La velocidad es otro factor vital para reducir las emisiones de CO2. Una vez se traspasa la barrera de los 120 kilómetros, el CO2 que se emite es exponencial y proporcionalmente superior a una velocidad moderada. Así pues, quienes no les gustan la velocidad ni correr a la hora de conducir, ya saben que de una manera más o menos inconsciente, están contribuyendo a reducir el C02 que se emite a la atmósfera.

la temperatura ambiente y la del propio motor. Cuando el motor está frío o hace mucho frío ambiental, las emisiones de dióxido de carbono son mayores.

Límites de emisión

Métodos de reducción de emisiones

PARAMETROS A TOMAR EN CUANTA PARA LA SUSTITUCION DE COMBUSTIBLES:

Tipos de sustitución:- Gas natural por diesel y/o gasolina.- Biodiesel.- Etanol en la gasolina

    Aspectos de comparación:Mecánica: 

- Capacidad de aceleración.-  Capacidad de ascenso.

Energética:- Consumo de combustible.- Autonomía.

Ambiental:- CO y HC (sincronización de vehículos), 

SOx (Calidad del combustible), NOx, CO2 (Calentamiento global)

               Nuevas tecnologías.- Vehículos eléctricos.  - Vehículos híbridos.

               Problemas:- Adaptación de los vehículos a las 

condiciones particulares de una región: Altitud, variaciones en la composición del combustible.

Limpieza de las emisiones producidas

Los avances en la tecnología de los vehículos y el motor continuamente reducen la cantidad de poluciones generadas; no obstante, esto es considerado insuficiente para cumplir en lo más mínimo con las emisiones establecidas. Por lo tanto, las tecnologías de limpieza todavía tienen gran importancia y han sido esenciales por bastante tiempo como parte del control de emisiones.

Inyección de aire

Un sistema temprano en el control de emisiones, el reactor de inyección de aire, reduce los productos incompletos de la combustión (hidrocarburos y monóxido de carbono) por medio de la inyección de aire fresco dentro del múltiple de escape del motor. Con esto se pretende que la combustión ocurra también en la tubería de escape, para lo cual el aire es llevado a través de un "smog pump" manejado por el motor y dirigido hacia los colectores. No obstante, su uso ha ido siendo reemplazado por motores de combustión más limpia y mejores convertidores catalíticos.

Reciclaje y recirculación de los gases de escape

Muchos motores producidos después de 1973 tienen una válvula de recirculación de los gases entre el escape y el múltiple de admisión; su propósito es la reducción de las emisiones del Óxido de Nitrógeno introduciendo los gases del escape dentro de la mezcla de gasolina y gas, disminuyendo los picos de temperatura de combustión.

Convertidores Catalíticos

Los convertidores catalíticos son dispositivos que se colocan en la tubería de escape con lo que se pretende convertir varias emisiones tóxicas en menos perjudiciales. Entre los elementos usados como catalizadores se incluyen platino, paladio y rodio. Los convertidores catalíticos han sido mejorados constantemente con los años y aportan una mejora significativa, además de práctica, en la reducción de emisiones de gases de escape .Debemos saber que el catalizador, al igual que el resto de componentes, se va deteriorando con el tiempo y empeora su funcionalidad, por lo que su eficacia se va perdiendo con el paso del tiempo y los kilómetros, de tal forma que a los cien mil kilómetros aproximadamente termina su vida útil y debe ser sustituido.

Combustibles alternativos

BiodieselEl biodiesel es un combustible conformado por una mezcla de esteres por lo que no existe fórmula concreta del mismo. Comoéster genérico podemos considerar el CH3(CH2)16COOCH3.La densidad a 15°C oscila entre 0.860-0.900Kg/l

Presenta las siguientes propiedades: Ligera pérdida de potencia Leve incremento del consumo Limitaciones a bajas temperaturas Incompatibilidad con materiales. REducciond e emisiones contaminantes Menor estabilidad debido a enlaces insaturados. Sin emisión de SOx Emision de CO2 recuperada por la planta.

Autos con menor a 10 años pueden usarla sin cambios en el motor.

Bioetanol

Alcohol de alta pureza producido mediante fermentación y posterior destilación a partir de cultivos ricos en azucares.Para poder utilizar el etanol, se necesita motores con las siguientes características:

Relación de compresión mayor Bujíasmás resistentes Dispositivo especial de arranque en frio Materiales resistentes a la corrosión y disolventes del etanol Ventajas Aumenta el octanaje para una mayor relación de compresión Elevado calor de vaporización reduce la temperatura de admisión Menor emisión de HC y CO2

Desventajas

Menor poder calorífico Una mezcla de gasolina alcohol se desestabiliza fácilmente Problemas de arranque en frio A elevadas temperaturas provoca bolsas de combustible vaporizado dentro

del sistema de vaporización Emisiones de vaporización aumentan

Gas licuado de petróleoEs una mezcla de propano, butano, recuperados del gas natural y del refino del petróleo. Se utiliza en motores donde se debe reducir las emisiones contaminantes.

Ventajas:

No contiene plomo ni azufre Combustiónmás completa y limpia Resistencia al autoencendido(103octanos) Gases de escape limpios Menor consumo de aceite Reducción del nivel del ruido

Gas Natural

Es una mezcla de hidrocarburos de bajo punto de ebullición. Tiene una mayor concentración de metanocon pequeñas cantidades de etano y propano. Pueden estar incluidos azufre, nitrógeno y dióxido de carbono, dependiendo de la zona de procedencia. Sus emisiones están catalogadas para vehículos ecológicamente mejorados.

Ventajas Emisiones de HC, CO y NOX menores. Emision de particulas despreciable. Emision de SO2 despreciable. Nivel de ruido inferior. Menores emisiones de CO2. Menor mantenimiento.

CAPITULO III

TIPO DE INVESTIGACION:El tipo o modelo de investigación que empleamos para el presente trabajo es el tipo de investigación descriptiva donde buscamos especificar las propiedades características importantes y un análisis de importancia mediante una recolección de datos especificados en los anexos.

DESCRIPCION DEL AMBITO DE LA INVESTIGACION:

El presente trabajo se centro principalmente en las emisiones de gases contaminantes causadas por el parque automotor siendo esta más intensas cuando analizamos el parque automotor de años muy anteriores.

CAPITULO IVRESULTADOS:

- Existe la tecnología y las alternativas para reducir la polución del aire.-   La   sustitución   de   un   combustible   debe   ir   acompañado   de   un   estudio   mecánico 

energético y ambiental que obtendremos del combustible que vamos a reemplazar.

CAPITULO V

RECOMENDACIONES

Mejorar el transporte público disminuyendo el tránsito urbano. Moficar los motores de combustión interna. Emplear carburantes sustitutivos de la gasolina. Desarrollar otras fuentes energéticas alternativas tales como la eléctrica.

REFERENCIAS Y ANEXOS: