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Este documento sólo versa acerca de Camiones diesel en uso, puesto que los camiones de carga pesada funcionan básicamente con diesel. Sin embargo, las flotas limitadas, como los camiones que recogen basura y que operan en el centro de la ciudad, podrían usar perfectamente el GNC como combustible. En tales casos, también se hace referencia al documento "Buses en uso: Programas de I/M".
Uno de los mecanismos más efectivos para minimizar las emisiones de los vehículos en servicio es someterlos a tests periódicos para identificar a los vehículos de alta contaminación y después darles mantención apropiada. Tales esfuerzos se conocen comunmente como "Inspección y Mantención ", o programas I/M. Las pruebas periódicas también son importantes para asegurarse de que los vehículos de bajas emisiones más nuevos todavía tengan emisiones por debajo de los valores límites establecidos. Tales esfuerzos se conocen comúnmente como "Programas de Inspección y Mantención ", o programas I/M. Esto es expresado por la Comisión Europea de la siguiente manera: "un programa de I/M apunta a asegurarse de que los sistemas de control de emisiones de los vehículos a motor estén funcionando adecuadamente durante toda la vida del vehículo".
Cuando sea posible, un programa de I/M para la verificación de emisiones de escape debiera estar combinado con un chequeo de la seguridad del vehículo. Esto es de especial importancia cuando, por ejemplo, los buses pesados a diesel existentes son convertidos para operar con gas natural y las modificación del vehículo comprende la instalación de estanques de gas y de cañerías desde los estanques hasta el motor.
Hasta hace muy poco, los programas I/M se habían centrado básicamente en los automóviles a gasolina. Sin embargo, dada la relativamente reciente conciencia pública de las amenazas a la salud y al ambiente representadas por las emisiones de los vehículos diesel, ahora hay un interés mundial por "ponerse al día" con programas equivalentes y protocolos de tests para identificar confiable y económicamente los vehículos diesel altamente contaminantes y repararlos.
Con frecuencia, un reducido número de vehículos causan un gran porcentaje de contaminación atmosférica, por lo mismo, contribuyen de manera significativa a una mala calidad del aire. Cuando aquellos vehículos se les identifica como flagrantes contaminadores, deberían efectuarse esfuerzos para implementar un sistema que asegure la adecuada reparación de ellos. Desde una perspectiva técnica, el método de prueba usdo para el programa de I/M debiera enfocarse en los contaminantes que el programa pretende reducir y, además, debiera equiparar las tecnologías del vehículo y del combustible.
En el futuro, es posible que se preste mayor atención a reducir las emisiones de NOX y de material particulado. Esto implicará nuevos desafíos para el desarrollo de programas de I/M modificados.
Los diferentes tipos de pruebas de I/M para los camiones a diesel son:
- Mediciones de humo negro (con carga total, en estado detenido) o de opacidad (aceleración libre)
- Prueba en estado detenido, con carga (Modo de Simulación de Aceleración, ASM)
- Prueba de Carga Transitoria (IM- 240; Sistema de Análisis de Masa Vehicular, VMAS)
Las dos últimas pruebas con carga se desarrollaron originalmente para los vehículos de carga liviana (coches de pasajeros) y deben ser realizadas sobre un dinamómetro de chassis.
Además, la percepción remota también tiene el potencial de identificar los vehículos de altas emisiones y, por ende, puede ser parte de futuros programas de I/M.
Respecto de las características técnicas de un programa de I/M, se debe considerar lo siguiente:
- Requerimientos técnicos para la inspección (qué tipo de procedimiento de prueba y equipamiento a usar, pistas de pruebas manuales o "automáticas" para reducir el riesgo de manipulación de resultados).
- Desarrollo de un programa detallado para la inspección misma (programa de inspección) de los vehículos a usar durante el procedimiento de inspección.
- Criterios de aprobación/rechazo (para introducir valores límites usados en otros países o para desarrollar un sistema de introducción gradual para hacer más estrictos los estándares durante un número de años, con lo cual se reduce la cantidad de vehículos que son rechazados al comienzo del programa).
- Periodicidad de la inspección (una o dos veces al año, y la edad del vehículo en la primera inspección).
- Sistema para asegurar la calidad y posible acreditación.
- Capacitación de inspectores de vehículos (inicial y anual).
También deben darse pasos para asegurarse que la industria de talleres de reparaciones esté entrenada para reparar y ajustar los vehículos que no pasan la inspección.
Cuando se decide implementar un sistema de inspección de vehículos obligatorio, muchas otras materias se deben considerar, también:
- Tipo del sistema de inspección (centralizado versus descentralizado).
- Mejoramiento de orden institucional (una clara división entre el organismo regulador y el operador en las plantas de revisión para dejar espacio para la retroalimentación desde los inspectores a los reguladores quienes supervisarán el sistema, etc.).
- Propiedad de las plantas de revisión (independientes, operador privado).
- Implementación de un registro de vehículos o mejoramiento de aquel ya existente (para hacer posible que se encuentren los vehículos rechazados en la revisión o aquellos que no han sido revisados aún).
- Campañas para concienciar a la población (y hacerla que apoye) los programas de I/M. (Algo muy importante, puesto que la gente debe confiar en el programa y darse cuenta de los beneficios de él).
Los camiones diesel convencionales producen cantidades significativas de emisiones contaminantes - especialmente material particulado (MP) y óxidos de nitrógeno (NOx) - que causan un deterioro de la calidad del aire. Mientras que los vehículos diesel adecuadamente mantenidos tienden a tener un bajo deterioramiento, la escasa mantención puede provocar aumentos en los niveles de humo y de particulado.
La falta de equipamiento robusto y comercialmente disponible para medir las emisiones de MP de diesel de forma rápida y acuciosa ha significado que los reguladores se han visto obligados a enfocar programas I/M para diesel en cuanto a la opacidad del humo. El humo es un contaminante altamente indeseable por sí mismo y el reducir los niveles de opacidad puede también tender a reducir las emisiones de particulado. Sin embargo, los datos disponibles indican que la opacidad del humo, incluso cuando se mide bajo una carga controlada sobre un dinamómetro, tiene escasa correlación con las emisiones de particulado medidas bajo las mismas condiciones. Las emisiones altas de humo pueden causar graves problemas de motor, tales como inyectores gastados o un limpiador de aire sucio que afectan las emisiones de MP a través del ciclo de conducción, o también pueden causar problemas como alterar el limitador de la emisión de humo que afecta a las emisiones solamente durante las aceleraciones momentáneas y por ende tienen mucho menos impacto sobre las emisiones de MP a lo largo de un ciclo de conducción completo.
Los dos tests de humo/opacidad más comunes que se efectúan son:
El test de arrastre, que se lleva a cabo a maxima velocidad, con la carga del dinamómetro incrementada gradualmente para tirar ahcia atras de manera que el motor esté funcionando o "arrastrando". Este test a veces se efectúa a la orilla de un camino sin un dinamómetro usando el freno del vehículo. Por razones prácticas, como la escas repetitibilidad, necesidad de personal con experiencia para efectuar las pruebas, los costos de inversión relativamente altos cuando no se hacen las pruebas en carreteras, este test ha sido reemplazado por por el test de aceleración libre en los países de la Unión Europea. Este sistema no puede medir los NOx.
El test de aceleración libre (SAE J1667 Aceleración libre) este test simplemente involucra presionar el pedal del acelerador totalmente cuando la transmisión está en neutro y medir el máximo de humo. El test no necesita un dinamómetro. No obstante, el opacímetro debe estar bastante bien especificado respecto de las constantes de tiempo, y el largo de la línea de muestreo y el diseño de la sonda. Para los motores/vehículos más viejos, el método de prueba puede posiblemente causar daños al motor en los motores escasamente mantenidos. Este sistema no puede medir las emisiones de NOx.
Para cumplir con las exigencias futuras, la "nueva generación" de programas de I/M debe desarrollarse más. Cuando el enfoque está en las emisiones de NOx, se deben introducir las pruebas con carga sobre un dinamómetro de chassis. Esto también hará posible medir las emisiones de particulado. Hay varios caminos a seguir:
Prueba con carga en estado fijo:
- Es posible medir los NOx
- Los ciclos de conducción ASM simulan las emisiones de un vehículo durante la aceleración
- El sistema puede usarse para probar las tecnologías convencionales y avanzadas
- Deben desarrollarse "puntos de corte" especiales (criterios de pase y de rechazo)
Prueba con carga transitoria (IM 240, VMAS):
- Es posible medir NOx
- El mejor método para identificar vehículos con altas emisiones
- Ofrece el mayor potencial de reducción de emisiones
- El método de prueba más caro (VMAS un dinamómetro de chassis más barato puede usarse).
Las evaluaciones de pruebas cortas han mostrado que las pruebas cortas basadas en dinamómetros con segmentos de aceleración transiente son considerablemente más efectivas que las pruebas sin carga o de estado estacionario al estimar emisiones "realistas" de todos los contaminantes regulados. Pero, los costos de inversión son altos.
La opacidad del humo medido durante la prueba de aceleración libre (SAE J1667), o cualquiera de las pruebas de estado esatcionario, no se correlacionan bien con la emisiones de particulado que se generan durante la prueba de ciclo transiente en dinamómetro. La opacidad del humo es básicamente sólo una medida de comodidad visual. A pesar de estas reservas, es posible definir puntos de corte para aprobación/rechazo, pero ligados con altos valores por errores de comisión y/o errores de omisión.
El potencial de reducción de emisiones es grande, pero, por cierto, depende del método de prueba usado y de los criterios de aprobación/rechazo. Por lo general, ese potencial es mayor cuando se usa una prueba con modalidad cargada en vez de las más comúnmente usdas (aceleración libre o arrastre).
Un estudio llevado a cabo en los E.E.U.U estimó que las actuales emisiones de MP de vehículos de carga pesada en uso son cerca de 55% más altas que sus valores de diseño. Si se introduce un programa que repruebe el peor 25%, y tiene como consecuencia una reducción de dos tercios en las emisiones en exceso, las emisiones de MP totales se reducirían en un 25% aproximadamente. Los costos de reparación estimados que son cerca de US$ 250 por vehículo reprobado, resultarían en una efectividad de costo de cerca de US$7.600 por tonelada reducida. Otros estudios muestran una reducción de las emisiones reguladas (CO, HC, NOx y MP) hasta un 20 - 50%, y, además, una reducción de consumo de combustible de un 15 - 20%, dependiendo del tamaño del motor y de la tecnología de éste cuando se implementa un programa de I/M adecuado.
Los motores diesel, en general, son considerados muy confiables, especialmente en comparación con tecnologías más nuevas que emplean trenes de potencia alternativo. Los motores diesel han tenido ya una larga evolución de desarrollo continuo. Por ello, se han hecho la tecnología de elección para los vehículos y buses comerciales en la gran mayoría de las regiones del mundo. Si se mantienen apropiadamente, se puede esperar que funcionen por muchos cientos de miles de millas antes de que se necesiten reparaciones generales al motor. En pruebas de confiabilidad a camiones de combustibles alternativos, los camiones diesel generalmente sirven como referencia
A medida que los países introducen estándares más estrictos que requieren la adición de equipamiento para controlar la contaminación, más atención debe darse a este tema. De forma similar, las tecnologías que modifican a los camiones en uso existentes pueden requerir de cuidadosa atención para asegurarse de que ellos no se deterioren excesivamente.
El equipo de prueba de Inspección y Mantención está bien desarrollado y es bastante confiable si es apropiadamente seleccionado y emparejado con la tarea.
Hay una gran variedad de programas de pruebas de humo para camiones y buses diesel en todo el mundo.
Se cree, en general, que una prueba con carga, barata y que mida directamente emisiones de MP en vez de humo, aumentaría sustancialmente las posibilidades de un buen programa de I/M diesel. Sin embargo, incluso con esto es probable que los costos de reparación serían altos, haciendo que una fuerte implementación sea difícil en muchos países en desarrollo.
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