Control de Emisiones EURO V y Combustibles Diésel (y cortes de Biodiesel) de Bajo Azufre para Vehículos Pesados en Brasil – Experiencias Y Desafios para el Control de NOx

Ing. Alfred Szwarc

Seminario-Taller: Emisiones Contaminantes y Eficiencia Energética del Transporte Pesado

Buenos Aires, 29 de noviembre de 2017

EMISIONES VEHICULARES SON LA

MÁS IMPORTANTE FUENTE DE

CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN REGIONES

URBANAS

CO2

HC

SOx

O3 CH4

La contaminación del aire por emisiones vehiculares se tornó un serio problema en Sudamérica

Población Urbana en 2016: 358 millones*

(*) La población urbana es de aproximadamente el 85% de la población total de Sudamérica

FATIGA TOS RINITIS ASMA NEUMONÍA NEUMOPATÍA CRÓNICA CÁNCER, ETC.

INFARTO AL MIOCARDIO ANGINA INSUFICIENCIA CARDÍACA ARRITMIA, ETC.

Ejemplos de efectos adversos en la Salud asociados a los contaminantes del aire.

O3 SOx

NOx

MP

CO

HC

Los más susceptibles: niños, ancianos y portadores de enfermedades cardiopulmonares

Ref. CETESB, 2017 RMSP: Región Metropolitana de San Pablo, Brasil MAA: media aritmética anual

Indicador de NOx para el control de calidad del aire es el NO2 Estándar NO2 (1 hora): 260 µg/m3 198 µg/m3 concentración máxima Estándar NO2 (MAA): 60 µg/m3 52 µg/m3 concentración máxima Estándar O3 (8 horas): 140 µg/m3 202 µg/m3 concentración máxima y multiples concentraciones por encima del estándar

Calidad del Aire y NOx en la RMSP - 2016

Los NOx pueden reaccionar con hidrocarburos en presencia de luz solar y producir contaminantes fotoquímicos (ozono O3 huminiebla urbana y gas de efecto invernadero de corta duración), partículas finas respirables y lluvia acida. Aunque aparentemente la situación parece estar bajo control, el cuadro para el ozono presenta una realidad diferente lo que requiere control más restrictivo de NOx.

Ref. CETESB, 2017 RMSP: Región Metropolitana de San Pablo, Brasil

Control de los Óxidos de Nitrógeno (NOx)

Los vehículos Diesel són la principal fuente de emisiones de NOx en el sector de transportes. En Brasil la flota de vehículos livianos Diesel es pequeña así que los vehículos pesados reciben más atención para el control de NOx.

49%

32%

18% 1%

NOx en la RMSP - 2015

Vehículos pesados

Procesos industriales

Vehículos livianos

Motocicletas

Pesados 3,2% flota 49% NOx

(39.300 t/a)

Ref. CETESB, 2017 RMSP: Región Metropolitana de San Pablo, Brasil MAA: media aritmética anual

Indicadores de MP para el control de calidad del aire: MP10 y MP2,5 Estándar MP10 (24 horas): 120 µg/m3 111 µg/m3 concentración máxima Estándar MP10 (MAA): 40 µg/m3 40 µg/m3 concentración máxima Estándar MP2,5 (24 horas): 60 µg/m3 65 µg/m3 concentración máxima Estándar MP10 (MAA): 20 µg/m3 21 µg/m3 concentración máxima

Calidad del Aire y MP en la RMSP - 2016

Aunque las concentraciones de MP10 están por debajo de los estándares, las concentraciones de MP2.5 exceden sus estándares. Este hecho indica la necesidad de control más restrictivo de MP2.5 debido al alto riesgo que presenta para la salud pública.

Ref. CETESB, 2017 RMSP: Región Metropolitana de San Pablo, Brasil

Control de Material Particulado (MP) Los vehículos Diesel són la principal fuente de emisiones de MP en el sector de transportes. En Brasil la flota de vehículos livianos Diesel es pequeña así que los vehículos pesados reciben más atención para el control de MP.

33%

10%

6% 1%

25%

25%

MP10 en la RMSP - 2015

Vehículos pesados

Procesos industriales

Vehículos livianos

Motocicletas

Aerosol secundário

Resuspensón de polvo

Pesados 3,2% flota 33% MP10 (1.250 t/a)

No hay información detallada para elaborar un cuadro similar para MP2.5

Ref. VCA

EURO V y Euro VI en la UE

(*) Reglamentación Euro IV no se adoptó en Brasil por falta de combustible de bajo contenido de azufre.

• Empezó en 2012 reducción hasta un 60% las emisiones de NOx y un 80% las emisiones del MP contra la Euro III*.

• Requiere el uso de gasóleo de bajo contenido de azufre. Inicialmente S50, que fue reemplazado en 2013 por S10. En 2014 el gasóleo más común en Brasil, el S1800, fue reemplazado por S500.

• S10 resulta en reducción de emisiones de óxidos de azufre (SOx) y aumenta la durabilidad del motor. Las características del combustible también forman menos depósitos y reducen la emisión de MP. Tiene número de cetano más alto (min. 48) mejor combustión. Mezclado con un 8% biodiesel reduce la emisión de gases de efecto invernadero.

• Vehículos pesados con el sistema de postratamiento de gases SCR (reducción catalítica selectiva de NOx) necesitan solución de urea (Addblue, ARLA 32)

EURO V en Brasil (Proconve P7)

• Tecnología SCR ha demostrado ser eficiente y ahorra combustible en comparación con la tecnología EGR (3% hasta 6%), pero requiere restablecer la solución de urea.

• Consumo de solución de urea representa ~ 5% del consumo de combustible.

• Problema: Trampas para disminuir o evitar el consumo de solución de urea (producción casera, la dilución del producto con agua, utilización de emuladores del OBD etc.) aumento de la emisión de NOx hasta un 400%!

• Necesidad de monitoreo de la calidad del producto y de su uso.

• Migración a sistemas más robustos contra trampas (reglamentación y ingeniería) Euro VI.

EURO V en Brasil (Proconve P7)

Gasóleo en Brasil - 1

Hay 2 tipos de gasóleo comercial para aplicaciones vehiculares en el mercado brasileño: S10 (10 mg/kg azufre, no recibe tinte) vehículos Euro V y versiones

más avanzadas ~ 40% del mercado S500 (500 mg/kg azufre, recibe tinte rojo) vehículos Euro III y

versiones anteriores ~ 60% del Mercado

Según las proyecciones disponibles el reemplazo completo del S500 por el S10 debe ocurrir hasta 2026 o 2027 Los 2 tipos de gasóleo reciben la adición de 8% en volumen de biodiesel (B8). A partir de marzo 2018 el contenido de biodiesel cambiará al 10% en volume (B10).

Gasóleo en Brasil - 2

És possible utilizar gasóleo con contenido de biodiesel superior al límite establecido (BX) pero limitado al 30% en volumen (B30). Sin embargo, en este caso debe obtenerse una licencia especial de la ANP (Agencia Nacional del Petróleo, Gas Natural y Biocombustibles) Hay un tipo de gasóleo especial, llamado “gasóleo de referencia”, exclusivamente para certificación y homologación de emisiones no recibe la adición de biodiesel. La especificación de la calidad para los dos tipos de gasóleo comercial está establecida en la Resolución ANP No 50/2014 y la para el gasóleo de referencia en la Resolución ANP No 40/2008. La especificacíon para los gasóleos BX – B30 está establecida en la Resolución ANP No 30/2016.

Gasóleo en Brasil - 3

El control de calidad se realiza por la ANP que estableció convenios con varias universidades e institutos de investigación en todas las regiones del país que hacen periódicamente la recolección y análisis de muestras de gasóleo de las estaciones de servicio. También hacen seguimiento de los precios. Los resultados se publican en el sitio de la ANP en boletines mensuales e informe anual.

Contenido de Azufre

S10 S500

Biodiesel en Brasil

La producción de biodiesel a partir de de soja es predominante, representando ~ 70% del total. Las grasas animales son responsables de ~ 17,5% de la producción mientras que el resto proviene de aceite reciclado, aceite de semilla de algodón y aceite de palma. Sin embargo, el mix de producción fluctúa. La actual capacidad de producción de biodiesel es aproximadamente 8 mil millones litros/año y el consumo es de 4,2 mil millones litros/año. Se espera superar los 5 mil millones litros/año en 2018 con el B10. La comercialización de biodiesel se realiza a través de subastas organizadas por la ANP. Precio medio en la última subasta ~ US 700/m3 La especificación de la calidad para el biodiesel está establecida en la Resolución ANP No 45/2014

Muchas Gracias!

alfreds@terra.com.br

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Buenos Aires, 29 de noviembre de 2017

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