Articulo de referencia

No exceder

El estándar de no exceder ( NTE , por sus siglas en inglés) promulgado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) garantiza que...

El estándar de no exceder ( NTE , por sus siglas en inglés) promulgado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) garantiza que las emisiones de los motores de camiones pesados ​​se controlen en todo el rango de combinaciones de velocidad y carga que se experimentan comúnmente en su uso. El NTE establece un área (la "zona NTE") bajo la curva de torque de un motor donde las emisiones no deben exceder un valor especificado para ninguno de los contaminantes regulados. El procedimiento de prueba NTE no implica un ciclo de conducción específico de ninguna duración específica (kilometraje o tiempo). Más bien, implica la conducción de cualquier tipo que pueda ocurrir dentro de los límites del área de control NTE, incluyendo la operación en condiciones de estado estacionario o transitorias y bajo condiciones ambientales variables. Las emisiones se promedian durante un tiempo mínimo de treinta segundos y luego se comparan con los límites de emisión NTE aplicables. [ 1 ]

Creación de NTE

Las normas NTE fueron creadas por la EPA como resultado de un decreto de consentimiento entre la EPA y varios fabricantes importantes de motores diésel. Estos fabricantes incluían a Caterpillar , Cummins , Detroit Diesel , Mack , la empresa matriz de Mack, Renault Vehicles Industriels , y Volvo Truck Corp. Estos fabricantes fueron acusados ​​de violar la Ley de Aire Limpio al instalar dispositivos que anulaban los controles de emisiones. [ 2 ] Como parte del acuerdo resultante del decreto de consentimiento con la EPA, estos fabricantes fueron multados severamente y sometidos a nuevas normas de emisiones que incluían NTE.

Requisitos para lograr el funcionamiento del motor en la "zona NTE"

Cuando se cumplen simultáneamente todas las siguientes condiciones durante al menos 30 segundos, se considera que el motor está funcionando en la zona NTE. [ 3 ]

  1. La velocidad del motor debe ser superior al 15% por encima de la velocidad de ralentí.
  2. El par motor debe ser mayor o igual al 30% del par máximo.
  3. La potencia del motor debe ser mayor o igual al 30% de la potencia máxima .
  4. La altitud del vehículo debe ser menor o igual a 5.500 pies (1.700 m) . 
  5. La temperatura ambiente debe ser menor o igual a 100 °F (38 °C) a nivel del mar y a 86 °F a 5500 pies (1700 m) .    
  6. El consumo específico de combustible al freno (BSFC) debe ser menor o igual al 105% del BSFC mínimo si un motor no está acoplado a una transmisión manual o automática de varias velocidades .
  7. El funcionamiento del motor debe realizarse fuera de cualquier zona de exclusión solicitada por el fabricante.
  8. El funcionamiento del motor debe estar fuera de cualquier región NTE en la que el fabricante indique que se empleará menos del 5% del tiempo de uso.
  9. En los motores equipados con recirculación de gases de escape (EGR), la temperatura del colector de admisión debe ser superior o igual a 86-100 grados Fahrenheit , dependiendo de la presión del colector de admisión.
  10. En los motores equipados con EGR, la temperatura del refrigerante del motor debe ser superior o igual a 125-140 grados Fahrenheit, dependiendo de la presión del colector de admisión.
  11. La temperatura de los sistemas de postratamiento del motor debe ser superior o igual a 250 grados Celsius .

Representaciones visuales de la zona NTE

Ejemplo de área de control NTE para un motor diésel de servicio pesado con una velocidad de funcionamiento del motor del 100 % inferior a 2400 rpm.
Ejemplo de área de control NTE para un motor diésel de servicio pesado con una velocidad de funcionamiento del motor del 100 % superior a 2400 rpm.

Descripción

La prueba NTE, según se define en CFR 86.1370-2007, establece un área (área de control NTE) bajo la curva de par de un motor donde las emisiones no deben exceder un límite de emisión especificado para un contaminante dado. El límite NTE se establece en 1.25 veces el límite de emisión FTP como se describe en la subsección anterior. Para los motores de servicio pesado del año modelo 2005, el límite de emisión NTE para NMHC más NOx es 1.25 veces 2.5  gramos por caballo de fuerza-hora de frenado, o 3.125  gramos por caballo de fuerza-hora de frenado . El área de control NTE básica para motores diésel tiene tres límites básicos en el mapa de par y velocidad del motor. El primero es el límite superior que está representado por el par máximo de un motor a una velocidad dada. El segundo límite es el 30 por ciento del par máximo. Solo la operación por encima de este límite se incluye en el área de control NTE. El tercer límite se determina en función de la velocidad más baja del motor al 50 por ciento de la potencia máxima y la velocidad más alta del motor al 70 por ciento de la potencia máxima. Esta velocidad del motor se considera la "velocidad operativa del motor del 15 por ciento". El cuarto límite es el 30% de la potencia máxima [ 4 ].

Controversia y deficiencias en relación con los estándares NTE.

Controversia

Un tema controvertido es la aplicabilidad de los límites NTE a la conducción en condiciones reales. Para que se apliquen las normas NTE, el motor debe permanecer dentro de la zona NTE (los límites incluyen el funcionamiento a un mínimo del 30 % de la potencia nominal) durante al menos 30 segundos. Surgió la preocupación de que realizar esta acción pudiera resultar difícil, ya que cada vez que el conductor levanta el pie del pedal del acelerador o cambia de marcha en vehículos con transmisión manual , el motor sale de la zona NTE.

En la conducción urbana o suburbana, esto sucede con relativa frecuencia, hasta el punto de que los estándares NTE son aplicables solo en una porción muy pequeña de la operación [ 5 ] o, en algunos casos, no se aplican en absoluto. La probabilidad de que el motor permanezca dentro de la zona NTE durante más de 30 segundos también disminuye con la llegada de motores de alta potencia. Por ejemplo, si la potencia requerida para mantener un autobús o un camión de larga distancia a velocidad de crucero en autopista es de alrededor de 150 hp (110 kW) , la probabilidad de que un motor de 475 hp (354 kW) funcione constantemente a cargas superiores al 30 %, sin "caídas" a niveles de potencia más bajos, puede ser relativamente pequeña.    

Estas preocupaciones fueron confirmadas por estudios realizados por la Universidad de Virginia Occidental (WVU) en virtud de los Decretos de Consentimiento . La WVU descubrió que «permanecer durante 30 segundos dentro de la zona NTE puede ser bastante difícil. La consiguiente baja disponibilidad de NTE plantea un problema, ya que muchas mediciones dentro del área NTE deben descartarse junto con las de fuera de dicha área. Surge la pregunta de si, de esta manera, todas las emisiones de la vida real se reflejan suficientemente bien en los resultados de la prueba NTE» [ 6 ].

Un segundo problema preocupante, en la misma línea, es el caso de un motor que cumple con la normativa dentro de la zona NTE, pero presenta niveles elevados de NOx a niveles de potencia justo fuera de dicha zona, o en ralentí. Por razones como esta, el Grupo de Trabajo sobre Emisiones en Ciclos Fuera de Ciclo está estudiando si una extensión de la zona NTE es racional, ya que analizan si existen puntos en el mapa del motor (fuera de la zona NTE) que contribuyan significativamente a las emisiones reales. Sus hallazgos preliminares coinciden con los de la WVU, que determinó que el tiempo de funcionamiento del motor en la zona NTE es bastante bajo. [ 7 ]

La EPA admitió deficiencias

Según la EPA de EE. UU., existen limitaciones técnicas de NTE bajo condiciones operativas limitadas que han llevado a la EPA a "excluir" (véanse los gráficos anteriores) ciertas partes de la zona NTE para tener en cuenta estas deficiencias. A continuación, se presentan algunos extractos:

La zona NTE se definió con el objetivo de establecer un límite de emisiones homogéneo. Las excepciones dentro de esa zona excluyen ciertas áreas de operación de la consideración de NTE o limitan la cantidad de emisiones que dicha operación puede contribuir al resultado de NTE. Las deficiencias permiten excedencias temporales de los estándares NTE debido a limitaciones técnicas en condiciones de operación restringidas. La idea es no responsabilizar al fabricante del cumplimiento de NTE durante los modos en que el motor no es capaz de operar o en los que no es técnicamente factible cumplir con los estándares NTE. [ 5 ]

En cuanto a la "exclusión" de materia particulada

La región específica de PM se "aparta" del área de control NTE. El área de exclusión específica de PM generalmente se encuentra en el área bajo la curva de par, donde las velocidades del motor son altas y el par motor es bajo, y puede variar en forma dependiendo de varios criterios relacionados con la velocidad y cálculos detallados en las regulaciones. Controlar las PM en este rango de operación presenta desafíos técnicos fundamentales que creemos que no se pueden superar en el plazo de 2004. Específicamente, las presiones del cilindro creadas bajo estas condiciones de alta velocidad y baja carga a menudo son insuficientes para evitar que el aceite lubricante sea ingerido en la cámara de combustión. El resultado son altos niveles de emisiones de PM. Además, no creemos que estos motores pasen una parte significativa de su tiempo de operación en este rango limitado de velocidad y par [ 8 ].

Demandas y acuerdos

demandas

En 2001, la Asociación de Fabricantes de Motores (EMA) y varias entidades individuales de la industria del transporte por carretera (como International Truck and Engine Corporation ) presentaron cinco demandas separadas contra la EPA de EE. UU. Cada una de estas demandas cuestionaba la legalidad y la viabilidad tecnológica de ciertas normas de control de emisiones de motores en las regulaciones de la EPA, ahora conocidas como requisitos NTE. En su impugnación, la EMA afirmó que, para determinar si un motor cumple con una norma primaria de emisiones, los motores se prueban y evalúan mediante una prueba de laboratorio estandarizada de 20 minutos conocida como Procedimiento de Prueba Federal. El NTE, por el contrario, no tiene un procedimiento de prueba específico y potencialmente podría aplicarse a una cantidad casi infinita de condiciones de prueba. Esto, en opinión de los fabricantes, hacía prácticamente imposible garantizar el cumplimiento total con el NTE, ya que no existe una forma real o práctica de probar un motor en todas las condiciones imaginables, lo que hacía que el NTE fuera ilegal (la CAA autoriza a la EPA a adoptar normas de motores Y los procedimientos de prueba correspondientes) y técnicamente inviable. [ 9 ]

Asentamiento

El 3 de junio de 2003, las partes finalizaron un acuerdo para resolver sus disputas relativas a las normas NTE. Las partes acordaron un esquema detallado para una futura regulación que exigiría un programa de pruebas NTE en servicio pesado ("HDIUT") dirigido por el fabricante para motores y vehículos diésel. Una sección del esquema establecía:

El umbral NTE será el estándar NTE, incluyendo los márgenes incorporados en las regulaciones existentes, más un margen adicional para tener en cuenta la precisión de la medición en uso. Este margen adicional se determinará mediante los procesos y metodologías de medición que desarrollará y aprobará la EPA/CARB/EMA. Este margen se estructurará para incentivar a los fabricantes de instrumentos a desarrollar instrumentos cada vez más precisos en el futuro. [ 10 ]

HDIUT y sistemas portátiles de medición de emisiones (PEMS)

El objetivo final del nuevo programa HDIUT es permitir una simplificación significativa de la certificación de motores si un programa de pruebas de emisiones en condiciones de uso realmente sólido resulta viable y rentable. Las evaluaciones de laboratorio de motores, que consumen mucho tiempo y son costosas, podrían entonces dar paso a evaluaciones de emisiones en tiempo real y en condiciones reales, que proporcionen de manera eficiente datos más relevantes.

Básicamente, el HDIUT es un programa de pruebas en carretera, gestionado por el fabricante y acordado por la industria. Se basa en el estándar NTE original. Está diseñado para centrarse en el cumplimiento en condiciones reales y se basa en pruebas de emisiones, utilizando sistemas portátiles de medición de emisiones (PEMS) para medir los contaminantes NOx , HC , CO y PM . [ 11 ] Se están estableciendo márgenes de precisión de medición para tener en cuenta la variabilidad de la medición de emisiones asociada con el uso del PEMS. [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. Dieselnet, "Aplicabilidad y ciclos de prueba", Normas de emisiones » Camiones pesados ​​de Estados Unidos y http://www.dieselnet.com/standards/us/hd.html
  2. Mike Osenga, "La industria del diésel se enfrenta al acuerdo sobre emisiones. La aplicación de la Ley de Aire Limpio por parte de la EPA afecta a toda la industria de motores diésel (Panorama general de la industria)", Diesel Progress North American Edition , (Publicado el 12 de enero de 1998) http://www.encyclopedia.com/doc/1G1-53919838.html
  3. Oficina de Transporte y Calidad del Aire de la EPA de EE. UU., "Programa de pruebas en uso para motores y vehículos diésel de servicio pesado, documento de soporte técnico" Documento EPA420-R-05-006 (Publicado en junio de 2005)
  4. Junta de Recursos del Aire del Estado de California, "Audiencia pública para considerar enmiendas para adoptar procedimientos de prueba de emisiones de ciclo estacionario europeo de no exceder y Euro III para los motores diésel de servicio pesado del año modelo 2005 y posteriores", Informe del personal: Declaración inicial de motivos (Fecha de publicación: 20 de octubre de 2000) http://www.arb.ca.gov/regact/ntetest/isor.doc
  5. 1 2 Grupo de Trabajo sobre Emisiones Fuera de Ciclo, "Respuestas de la EPA a las preguntas de la presentación NTE del 22 de marzo de 2004". http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/7th%20meeting/Informal%20Doc%20No%2014%20-%20EPA%20answers%20to%20NTE%20Questions%20from%206th%E2%80%A6.pdf
  6. Estudio sobre tecnología de control de emisiones para vehículos pesados, "Pruebas de conformidad en uso de dispositivos de control de emisiones", Estudio preparado para la Comisión Europea - DG ENTR (Empresa), (mayo de 2002)
  7. Riemersma, Iddo. "Evaluación del área de control de WNTE con respecto al rango de operación del motor en condiciones reales", Preparado para la 13.ª reunión del Grupo de Trabajo sobre Emisiones Fuera de Ciclo (Presentado del 5 al 7 de abril de 2006). http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/13th%20meeting/Informal%20Doc%20No%20%2042%20-%20Presentatie%20OCE-NTE%20meeting%20final.pdf Archivado el 9 de octubre de 2006 en Wayback Machine
  8. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, "Control de emisiones de contaminación atmosférica de motores y vehículos pesados ​​de carretera del año modelo 2004 y posteriores; Revisión de la definición de camión ligero", 40 CFR Partes 85 y 86 (1999)
  9. Asociación de Fabricantes de Motores, "Preguntas y respuestas sobre el acuerdo EMA-EPA sobre vehículos pesados ​​NTE", (11 de junio de 2003) http://www.enginemanufacturers.org/admin/library/upload/371.pdf Archivado el 28 de septiembre de 2007 en Wayback Machine
  10. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, "Plan de prueba para determinar los límites de medición del PEMS para las emisiones gaseosas reguladas bajo las pruebas de uso de motores diésel pesados ​​operados por el fabricante", Expediente n.° OAR-2004-0072-0069, (20 de mayo de 2005) Programa http://www.epa.gov/otaq/highway-diesel/regs/testplan.pdf
  11. Spears, Matt (de la USEPA), "Programa de asignación de medidas PEMS de la EPA de EE. UU.", Presentación para la Conferencia JRC de 2007, 19 de marzo de 2007. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_2_20_Spears_M_US%20Measurement%20Allowance%20Program.pdf Archivado el 21 de julio de 2007 en Wayback Machine
  12. Shimpi, Shirish A. (de Cummins) "Opiniones de los fabricantes de motores estadounidenses sobre las pruebas en uso", Presentación para la Conferencia JRC de 2007, 19 de marzo de 2007. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_1_19_Shimpi_S_US%20Manufacturer%20Views%20on%20In-Use%20Emissions.pdf Archivado el 21 de julio de 2007 en Wayback Machine