Procedimiento de prueba armonizado a nivel mundial para vehículos ligeros

El Procedimiento Mundial Armonizado de Pruebas para Vehículos Ligeros ( WLTP ) ^{[ 1 ]} es un estándar mundial de ciclo de conducción para determinar los niveles de contaminantes , los estándares de emisión _de CO2 y el consumo de combustible de los automóviles convencionales con motor de combustión interna (ICE) e híbridos , así como la autonomía totalmente eléctrica de los vehículos eléctricos enchufables .

El WLTP fue adoptado por el Comité de Transporte Interior de la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE) como la Adenda n.º 15 al Registro Global (Reglamento Técnico Global) definido por el Acuerdo de 1998. ^{[ 2 ]} La norma es aceptada por China , Japón , Estados Unidos y la Unión Europea , entre otros. ^{[ 3 ]} Su objetivo es reemplazar el anterior y regional Nuevo Ciclo de Conducción Europeo (NEDC) como nuevo procedimiento de homologación de vehículos europeos . Su versión final se publicó en 2015.

Uno de los principales objetivos del WLTP es lograr una mejor correspondencia entre las estimaciones de laboratorio del consumo de combustible y las emisiones y las mediciones en condiciones de conducción reales. ^{[ 4 ]} Dado que los objetivos de CO ₂ son cada vez más importantes para el rendimiento económico de los fabricantes de vehículos en todo el mundo, el WLTP también busca armonizar los procedimientos de prueba a nivel internacional y establecer igualdad de condiciones en el mercado global. Además de los países de la UE , el WLTP es también la prueba estándar de consumo de combustible y emisiones para India , Corea del Sur y Japón. Asimismo, el WLTP se vincula con el Reglamento (CE) 2009/443 para verificar que la flota de vehículos nuevos de un fabricante, ponderada por ventas, no emita más CO ₂ en promedio que el objetivo establecido por la Unión Europea, que actualmente se sitúa en 95 g de CO ₂ -eq por kilómetro para 2021. ^{[ 5 ] [ 6 ]} 

La normativa tuvo en cuenta varios ciclos nacionales, como el procedimiento de certificación mundial para vehículos pesados ​​(WHDC) y el ciclo mundial de pruebas para motocicletas (WMTC). ^{[ 7 ]} También se consideraron el Acuerdo de 1958 y el Acuerdo de 1998, los de Japón y la norma Parte 1066 de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA). ^{[ 7 ]}

Del estándar NEDC al WLTP

Desde el 1 de septiembre de 2019, todos los vehículos ligeros que se registren en países de la UE (y también en Suiza , Noruega , Islandia y Turquía ) deben cumplir con los estándares WLTP. ^{[ 4 ]} El WLTP reemplaza al antiguo NEDC como procedimiento europeo de homologación en laboratorio, que se estableció en la década de 1980 para simular las condiciones de conducción urbana para un automóvil de pasajeros. ^{[ 8 ]} En 1992, el NEDC se actualizó para incluir también una ruta no urbana (caracterizada por velocidades medias a altas), y finalmente en 1997 se agregaron también las cifras de emisiones de CO _2. ^{[ 9 ]} Hoy en día, el ciclo NEDC se ha vuelto obsoleto ya que no es representativo de los estilos de conducción modernos, dado que las distancias y las variedades de carreteras a las que se enfrenta un automóvil medio han cambiado desde el diseño de la prueba. ^{[ 10 ] [ 11 ]} La estructura del NEDC se caracteriza por una velocidad media de 34  km/h, aceleraciones suaves, paradas pocas y prolongadas y una velocidad máxima de 120  km/h. ^{[ 12 ]}

El nuevo estándar se ha diseñado para ser más representativo de las condiciones de conducción reales y modernas. Para lograr este objetivo, el WLTP es 10 minutos más largo que el NEDC (30 minutos en lugar de 20), su perfil de velocidad es más dinámico, con aceleraciones más rápidas seguidas de frenadas cortas. Además, las velocidades media y máxima se han incrementado a 46,5  km/h y 131,3  km/h respectivamente. La distancia recorrida es de 23,25  km (más del doble de los 11 kilómetros del NEDC). ^{[ 5 ]}

Las diferencias clave entre la antigua prueba NEDC y la nueva prueba WLTP son que WLTP: ^{[ 4 ]}

• tiene velocidades medias y máximas más altas
• Incluye una gama más amplia de condiciones de conducción (urbana, suburbana, carretera principal, autopista ).
• simula una distancia mayor
• tiene mayor potencia de accionamiento promedio y máxima
• analiza aceleraciones y desaceleraciones más pronunciadas
• Pruebas de equipos opcionales por separado

Como resultado, el rendimiento del coche disminuye.

El procedimiento de prueba proporciona directrices estrictas con respecto a las condiciones de las pruebas en dinamómetro y la carga en carretera (resistencia al movimiento), el cambio de marchas, el peso total del automóvil (incluido el equipamiento opcional, la carga y los pasajeros), la calidad del combustible, la temperatura ambiente y la selección y presión de los neumáticos.

Se aplican tres ciclos de prueba WLTC diferentes, dependiendo de la clase de vehículo definida por la relación potencia/peso PWr en W/kg (potencia nominal del motor / peso en vacío ):

• Clase 1: vehículos de baja potencia con PWr ≤ 22;
• Clase 2: vehículos con 22 < PWr ≤ 34;
• Clase 3: vehículos de alta potencia con PWr > 34;

Actualmente, la mayoría de los coches comunes tienen una relación potencia-peso de entre 40 y 100  W/kg, por lo que pertenecen a la clase 3. Las furgonetas y los autobuses también pueden pertenecer a la clase 2.

En cada clase, hay varias pruebas de conducción diseñadas para representar el funcionamiento real del vehículo en carreteras urbanas e interurbanas, autopistas y autovías. La duración de cada parte es fija entre las clases, pero las curvas de aceleración y velocidad tienen formas diferentes. La secuencia de pruebas está además limitada por la velocidad máxima del vehículo _Vmax .

Para asegurar la comparabilidad de todos los vehículos, garantizando así una comparación justa entre los diferentes fabricantes de automóviles, las pruebas WLTP se realizan en el laboratorio bajo condiciones claras y repetibles. El protocolo establece que: ^{[ 6 ]}

• El perfil de velocidad que debe repetir el vehículo probado (indicando un valor de velocidad para cada uno de los 1800 segundos).
• Parámetros de instrumentación de laboratorio, como la calibración de dinamómetros , analizadores de gases, anemómetros , velocímetros o la resistencia a la rodadura del banco de pruebas.
• Condiciones ambientales, como la temperatura ambiente , la densidad del aire y el viento.
• Tipo de combustible : gasolina , diésel , GLP , gas natural , electricidad , etc.
• Calidad del combustible y sus propiedades químicas
• Las tolerancias bajo las cuales las medidas son válidas
• El proceso de preparación de los vehículos antes de la prueba.

Los dos últimos son más estrictos que en el protocolo NEDC, ya que anteriormente los fabricantes de automóviles los utilizaban en su beneficio para mantener los valores de CO ₂ (legalmente) lo más bajos posible. ^{[ 11 ]}

El procedimiento no indica un punto de cambio de marcha fijo , a diferencia del NEDC, permitiendo que cada vehículo utilice sus puntos de cambio óptimos. De hecho, estos puntos dependen de parámetros únicos del vehículo, como el peso, el mapa de par , la potencia específica y la velocidad del motor. ^{[ 5 ]}

Durante el ciclo WLTP también se considera el impacto del equipamiento opcional del modelo. De esta forma, las pruebas reflejan mejor las emisiones de los vehículos individuales, y no solo las del modelo con equipamiento estándar (como ocurría en el ciclo NEDC). De hecho, para un mismo vehículo, el procedimiento de homologación requiere dos mediciones: una para el equipamiento estándar y otra para el modelo totalmente equipado. ^{[ 5 ]} Esto tiene en cuenta el efecto sobre la aerodinámica del vehículo , la resistencia a la rodadura y el cambio de masa debido a las características adicionales. ^{[ 8 ]}

El nuevo procedimiento WLTP se basa en los nuevos ciclos de conducción (WLTC – Ciclos de prueba armonizados a nivel mundial para vehículos ligeros) para medir el consumo medio de combustible, las emisiones de CO2 _y las emisiones de contaminantes de los turismos y vehículos comerciales ligeros . ^{[ 14 ]}

El periodo de transición de NEDC a WLTP comenzó en 2017 y finalizó en septiembre de 2019. Los fabricantes de automóviles debían obtener la homologación tanto bajo WLTP como bajo NEDC para cualquier vehículo nuevo a partir del 1 de septiembre de 2017, mientras que WLTP sustituyó a NEDC a partir de septiembre de 2018. Desde esa fecha, las mediciones de consumo de combustible y emisiones de CO₂ _obtenidas bajo WLTP son las únicas con validez legal y deben incluirse en la documentación oficial (el Certificado de Conformidad). ^{[ 5 ]}

Dado que las estructuras de NEDC y WLTP son diferentes, los valores obtenidos pueden variar entre sí incluso si se prueba el mismo automóvil. Como WLTP refleja con mayor precisión las condiciones de conducción en carretera, sus mediciones de emisiones de CO₂ en laboratorio _suelen ser más altas que las de NEDC. ^{[ 5 ]} El rendimiento de un vehículo no cambia de una prueba a otra; simplemente, WLTP simula una trayectoria diferente y más dinámica, lo que se refleja en un valor medio de contaminantes más alto. Este hecho es importante, ya que la cifra de CO₂ _se utiliza en muchos países para determinar el coste del impuesto sobre vehículos nuevos. Dadas las discrepancias entre ambos procedimientos, la UNECE sugirió que los responsables políticos deberían tener en cuenta esta asimetría durante el proceso de transición. ^{[ 4 ]} Por ejemplo, en el Reino Unido, durante el período de transición de NEDC a WLTP, si el valor de CO₂ _se obtenía con este último, debía convertirse a un «equivalente NEDC». ^{[ 15 ]}

Junto con el procedimiento de laboratorio, la UNECE introdujo una prueba en condiciones reales de conducción para las emisiones de NOx y otras partículas , que son una de las principales causas de la contaminación atmosférica . Este procedimiento se denomina prueba de emisiones en condiciones reales de conducción (RDE, por sus siglas en inglés) y verifica que no se superen los límites legales de contaminantes en condiciones de uso reales. La RDE no sustituye la prueba de laboratorio (la única que tiene validez legal), sino que la complementa. Durante la RDE, el vehículo se prueba bajo diversas condiciones de conducción y externas que incluyen diferentes alturas, temperaturas, carga adicional, conducción en pendientes ascendentes y descendentes, carreteras lentas, carreteras rápidas, etc. ^{[ 4 ]} Además, el flujo de aire libre que recibe el vehículo no está condicionado por la posición del ventilador, lo que podría causar alteraciones en las emisiones medidas en las pruebas de laboratorio. ^{[ 16 ]}

Para medir las emisiones durante la prueba en carretera, los vehículos están equipados con un sistema portátil de medición de emisiones (PEMS) que monitoriza los contaminantes y los valores de CO₂ _en tiempo real. El PEMS contiene instrumentación compleja que incluye: analizadores de gases avanzados, caudalímetros de gases de escape, una estación meteorológica integrada , un sistema de posicionamiento global (GPS) y conexión a la red . El protocolo no indica un único PEMS como referencia, sino el conjunto de parámetros que debe cumplir su equipo. Los datos recopilados se analizan para verificar que las condiciones externas bajo las cuales se realizan las mediciones cumplen con las tolerancias y garantizan la validez legal. ^{[ 6 ]}

Los límites de las emisiones nocivas son los mismos que los del WLTP, multiplicados por un factor de conformidad. Los factores de conformidad tienen en cuenta el error de la instrumentación , que no puede garantizar el mismo nivel de precisión y repetibilidad que la prueba de laboratorio, así como la influencia del propio PEMS en el vehículo que se está probando. Por ejemplo, durante la validación de las emisiones de NO _x , se utiliza un factor de conformidad de 1,5 (50 % por encima de la tolerancia normal). ^{[ 17 ]}

En la Unión Europea, la segunda modificación del WLTP es el Reglamento (UE) 2018/1832 de la Comisión, de 5 de noviembre de 2018. ^{[ 18 ]}

Esta normativa se aplica a los vehículos ligeros, mientras que los vehículos pesados ​​están sujetos al Reglamento (UE) 2019/1242.

El Reglamento (UE) 2017/1151 establece los requisitos para el dispositivo de monitorización del consumo de combustible y/o energía eléctrica. La información registrada incluye:

• Consumo total de combustible (durante la vida útil del vehículo) (litros);
• Distancia total recorrida (a lo largo de la vida) (kilómetros);
• Consumo de combustible del motor (gramos/segundo y litros/hora);
• Consumo de combustible del vehículo (gramos/segundo);
• Velocidad del vehículo (kilómetros/hora).

Para vehículos híbridos:

• Combustible total consumido en funcionamiento con carga (vida útil) (litros);
• Consumo total de combustible en funcionamiento con carga seleccionable por el conductor (vida útil) (litros);
• Distancia total recorrida en funcionamiento con descarga de carga y motor apagado (vida útil) (kilómetros);
• Distancia total recorrida en funcionamiento con descarga de carga y motor en marcha (vida útil) (kilómetros);
• Distancia total recorrida en funcionamiento con carga incremental seleccionable por el conductor (vida útil) (kilómetros);
• Energía total de la red eléctrica en la batería (vida útil) (kWh). ^{[ 18 ]}

Esta información es almacenada por el dispositivo de monitoreo de consumo de combustible y/o energía a bordo (OBFCM). El OBFCM es obligatorio desde 2021 en los autos nuevos europeos. ^{[ 18 ]}

Japón ha adoptado una variante del WLTP conocida como Japan-WLTP, que utiliza el marco global del WLTP pero lo modifica para las condiciones de conducción japonesas. La principal diferencia radica en la eliminación de la  fase de velocidad extra alta (92 km/h), lo que refleja las velocidades medias de tráfico más bajas en Japón. El Japan-WLTP también tiene límites de emisiones ajustados más altos para los hidrocarburos distintos del metano y los óxidos de nitrógeno, para compensar las velocidades medias más bajas y garantizar que la prueba general cumpla con la rigurosidad del WLTP global. ^{[ 19 ]}

• Procedimiento de prueba federal de la EPA , comúnmente conocido como FTP-75
• Ciclo de pruebas de vehículos ligeros en China
• Índice AIR

• Procedimiento de prueba armonizado a nivel mundial para vehículos ligeros (WLTP) - Transporte - Reglamento de vehículos - Wiki de la CEPE Archivado el 8 de noviembre de 2012 en Wayback Machine
• CIRCABC - Bienvenido
• División de Transportes de la CEPE/Foro Mundial para la Armonización de la Reglamentación sobre Vehículos (UN/ECE/WP29)