Una guía completa para entender la normativa sobre emisiones en 2020 y más allá
27 de mayo de 2020
El esfuerzo colectivo de la industria de fabricación de vehículos pesados para mitigar los impactos negativos sobre el medio ambiente derivados del uso de motores tiene casi dos décadas. Con regulaciones que varían de un país a otro y de una aplicación a otra, puede resultar un poco abrumador de digerir.
He aquí una guía completa de las normativas actuales sobre emisiones y lo que pueden esperar quienes diseñen la próxima oleada de máquinas que cambiarán el mundo.
Desde que las emisiones de CO2 se convirtieron en un tema candente a principios de la década de 1990, los gobiernos federales y estatales han trabajado con los fabricantes de motores y equipos para limitar la cantidad de material nocivo que entra en la atmósfera. Europa adoptó por primera vez sus fases de requisitos sobre emisiones en 1992; los esfuerzos de Estados Unidos se remontan a la Ley de Aire Limpio de 1970.
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Normas de emisiones en carretera de Estados Unidos
- Fase 2 de la normativa para camiones pesados
- Normativa de fase 2 para motores instalados en camiones pesados
- Normas de la fase 2 para camiones profesionales
- Normas de fase 2 para motores instalados en camiones profesionales
Normas de la Unión Europea sobre emisiones en carretera
Normativa de fuera de carretera de Estados Unidos
- Normas de emisiones Tier 4 para motores de hasta 560 kW
- Normas de emisiones Tier 4 para motores de más de 560 kW
Límites de emisiones de la fase V de la Unión Europea
Gran parte del panorama normativo actual puede agruparse en categorías dentro y fuera de carretera, tanto para Estados Unidos como para la Unión Europea.
Estados Unidos En carretera
Un memorando presidencial emitido en mayo de 2010 llevó a la Agencia de Protección Medioambiental y a la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carretera a adoptar en agosto de 2011 las normas sobre emisiones de gases de efecto invernadero y ahorro de combustible para los camiones medianos y pesados con modelos de los años 2014 a 18. Se estimó que estas normas de la «Fase 1» reducirían las emisiones de CO2 en 270 millones de toneladas métricas y ahorrarían a los propietarios unos 50.000 millones de dólares en combustible, según la EPA.
En 2016, la EPA y la NHTSA formalizaron la Fase 2, que afecta a los vehículos hasta el año modelo 2027. Estas normas más estrictas están diseñadas para «recortar la contaminación por carbono para reducir los impactos del cambio climático, al tiempo que se refuerza la seguridad energética y se estimula la innovación en la fabricación», afirma la EPA.
En concreto, se proyectan para:
- Reducir las emisiones de CO2 en aproximadamente 1.100 millones de toneladas métricas
- Ahorrar a los propietarios unos 170.000 millones de dólares en costes de combustible
- Reducir el consumo de petróleo en hasta dos mil millones de barriles durante la vida útil de los vehículos vendidos en el marco del programa.
Los reglamentos completos comprenden cientos de páginas, pero se resumen en las siguientes tablas, adoptadas del resumen de reglamentos de dieselnet.com.
Fase 2 de la normativa para camiones pesados
| Categoría | Emisiones de CO2 EPA (g/tonelada-milla) | Consumo de combustible NHTSA (gal/1.000 ton-milla) | ||||
| Techo bajo | Techo medio | Techo alto | Techo bajo | Techo medio | Techo alto | |
| Cabina diurna Clase 7 | 96.2 | 103.4 | 100 | 9.4499 | 10.15717 | 9.82318 |
| Cabina diurna Clase 8 | 73.4 | 78 | 75.7 | 7.21022 | 7.66208 | 7.43615 |
| Cabina dormitorio Clase 8 | 64.1 | 69.6 | 64.3 | 6.29666 | 6.83694 | 6.31631 |
| Transporte pesado Clase 8 | 48.3 | 4.7446 | ||||
Normativa de fase 2 para motores instalados en camiones pesados
| Categoría | Año | Emisiones de CO2 (g/bhp-hr) | Consumo de combustible* (galones/100 CV-hora) |
| Motores MHD | 2014 | 502 | 4.93** |
| 2017 | 487 | 4.78 | |
| 2021 | 473 | 4.6464 | |
| 2024 | 461 | 4.5285 | |
| 2027 | 457 | 4.4892 | |
| Motores HHD | 2014 | 475 | 4.67** |
| 2017 | 460 | 4.52 | |
| 2021 | 447 | 4.391 | |
| 2024 | 436 | 4.2829 | |
| 2027 | 432 | 4.2436 |
* Normas equivalentes de la NHTSA basadas en 10.180 g de CO2 por galón de diésel
** Voluntario en MY 2014 y MY 2015.
Normas de la fase 2 para camiones profesionales
| Categoría | Emisiones de CO2 EPA (g/tonelada-milla) | Consumo de combustible NHTSA (gal/1.000 ton-milla | ||||
| Urbano | Multiusos | Regional | Urbano | Multiusos | Regional | |
| Vehículos con motores de encendido por compresión | ||||||
| Ligero Pesado Clase 2b-5 | 367 | 330 | 291 | 36.0511 | 32.4165 | 28.5855 |
| Medio Pesado Clase 6-7 | 258 | 235 | 218 | 25.3438 | 23.0845 | 21.4145 |
| Pesado Pesado Clase 8 | 269 | 230 | 189 | 26.4244 | 22.5933 | 18.5658 |
| Vehículos con motores de encendido por chispa | ||||||
| Ligero Pesado Clase 2b-5 | 413 | 372 | 319 | 46.4724 | 41.8589 | 35.8951 |
| Medio Pesado Clase 6-7 | 297 | 268 | 247 | 33.4196 | 30.1564 | 27.7934 |
Normas de fase 2 para motores instalados en camiones profesionales
| Categoría | Año | Emisiones de CO2 | Consumo de combustible* |
| g/bhp-hr | galón/100 CV-hora | ||
| Motores LHD | 2014 | 600 | 5.89** |
| 2017 | 576 | 5.66 | |
| 2021 | 563 | 5.5305 | |
| 2024 | 555 | 5.4519 | |
| 2027 | 552 | 5.4224 | |
| Motores MHD | 2014 | 600 | 5.89** |
| 2017 | 576 | 5.66 | |
| 2021 | 545 | 5.3536 | |
| 2024 | 538 | 5.2849 | |
| 2027 | 535 | 5.2554 | |
| Motores HHD | 2014 | 567 | 5.57** |
| 2017 | 555 | 5.45 | |
| 2021 | 513 | 5.0393 | |
| 2024 | 506 | 4.9705 | |
| 2027 | 503 | 4.9411 | |
| Motores de gasolina HD | 2016 | 627 | 7.06 |
* Normas equivalentes de la NHTSA basadas en 10.180 g de CO2 por galón de diésel
** Voluntario en MY 2014 y MY 2015
Unión Europea En carretera
Europa se encuentra actualmente en la sexta fase de sus normas sobre emisiones de vehículos de carretera. La última ronda se promulgó en 2012 y se aplica plenamente desde 2015.
Según el Consejo Internacional de Transporte Limpio, los países del G-20 representan el 90% de las ventas mundiales de vehículos, y la mayoría de ellos han adoptado la hoja de ruta europea para reducir las emisiones.
He aquí los últimos mandatos de la UE, comúnmente denominados «Euro VI», cortesía del ICCT:
Normativa Euro VI para vehículos pesados
| Contaminante | Pruebas en estado estacionario | Pruebas transitorias |
| CO | 1.5 | 4 |
| HC | 0.13 | 0.16** |
| Ch3* | 0.5 | |
| Nox | 0.4 | 0.46 |
| PM | 0.01 | 0.01 |
| PN (#/km) | 8.0 x 10 | 6.0 x 10 |
| Amoníaco (ppm) | 0.01 | 0.01 |
| Límite de azufre del combustible (ppm) | 10 | 10 |
| Ciclo de pruebas | WHSC | WHTC |
* Para Euro V sólo para gas natural, para Euro VI, GN y GLP
** HC total para motores diésel, HC no metano para otros
Normativa Euro VI para vehículos ligeros
| Contaminante | Gasolina | Diesel |
| CO | 1.0 | 0.5 |
| HC | 0.1* | |
| HC+NOX | 0.17 | |
| NOX | 0.06 | 0.08 |
| PM | 0.005** | 0.005 |
| PN (#/km) | 6.0×10*** | 6.0×10 |
*y 0,068 g/km para NMHC
** aplicable sólo a motores DI, 0,0045 g/km utilizando el procedimiento de medición PMP
*** aplicable sólo a motores DI, 6 x 1012 #/km en los tres primeros años de entrada en vigor de Euro 6
Fuera de carretera de Estados Unidos
El cumplimiento de las normas de emisiones no se limita a las calles y carreteras de EE. Desde 2015, Estados Unidos se encuentra en el nivel 4 de sus normas de emisiones de NOx y partículas .
Todos los equipos de construcción, agrícolas e industriales fabricados en EE.UU. están sujetos a esta normativa, cuyo objetivo era reducir las emisiones de partículas y NOx en un 90%.
Normas de emisiones Tier 4 para motores de hasta 560 kW
| Potencia del motor | Año | CO | NMHC | NMHC+NOx | NOx | PM |
| kW < 8 (CV < 11) | 2008 | 8.0 (6.0) | – | 7.5 (5.6) | – | 0.4* (0.3) |
| 8 ≤ kW < 19 (11 ≤ CV < 25) | 2008 | 6.6 (4.9) | – | 7.5 (5.6) | – | 0.4 (0.3) |
| 19 ≤ kW < 37 (25 ≤ CV < 50) | 2008 | 5.5 (4.1) | – | 7.5 (5.6) | – | 0.3 (0.22) |
| 2013 | 5.5 (4.1) | – | 4.7 (3.5) | – | 0.03 (0.022) | |
| 37 ≤ kW < 56 (50 ≤ CV < 75) | 2008 | 5.0 (3.7) | – | 4.7 (3.5) | – | 0.3** (0.22) |
| 2013 | 5.0 (3.7) | – | 4.7 (3.5) | – | 0.03 (0.022) | |
| 56 ≤ kW < 130 (75 ≤ CV < 175) | 2012-2014*** | 5.0 (3.7) | 0.19 (0.14) | – | 0.40 (0.30) | 0.02 (0.015) |
| 130 ≤ kW ≤ 560 (175 ≤ CV ≤ 750) | 2011-2014**** | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | – | 0.40 (0.30) | 0.02 (0.015) |
* Los motores DI de arranque manual y refrigeración por aire pueden certificarse según las normas Tier 2 hasta 2009 y según una norma opcional de PM de 0,6 g/kWh a partir de 2010
** 0,4 g/kWh (Tier 2) si el fabricante cumple la norma de 0.03 g/kWh a partir de 2012
*** PM/CO: pleno cumplimiento a partir de 2012; NOx/HC: Opción 1 (si se utilizan créditos Tier 2 acumulados)â50% motores deben cumplir en 2012-2013; Opción 2 (si no se solicitan créditos Tier 2)â25% motores deben cumplir en 2012-2014, con pleno cumplimiento a partir de 2014.12.31
**** PM/CO: pleno cumplimiento a partir de 2011; NOx/HC: 50% motores deben cumplir en 2011-2013
En la página web de Diesel Net se enumeran algunas opciones alternativas. La EPA también enumera normativas específicas para motores de más de 560 kW.
Normas de emisiones Tier 4 para motores de más de 560 kW
| Categoría | CO | NMHC | NOx | PM |
| Grupos electrógenos | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | 0.67 (0.50) | 0.03 (0.022) |
| Todos los motores excepto los grupos electrógenos | 3.5 (2.6) | 0.19 (0.14) | 3.5 (2.6) | 0.04 (0.03) |
Fuera de carretera de la Unión Europea
La UE se encuentra actualmente en la fase V de su normativa sobre maquinaria móvil no de carretera, cuya plena aplicación está prevista para 2021. Los últimos cambios se centran en establecer límites más estrictos para las emisiones de partículas.
Límites de emisiones de la fase V de la Unión Europea
| Categoría | Tipo de encendido | Potencia neta (kW) | Fecha | CO (g/kWh) | HC | NOx | PM | PN (1/kWh) |
| NRE-v/c-1 | CI | P < 8 | 2019 | 8 | 7,50a,c | 0.40* | – | |
| NRE-v/c-2 | CI | 8 ≤ P < 19 | 2019 | 6.6 | 7,50a,c | 0.4 | – | |
| NRE-v/c-3 | CI | 19 ≤ P < 37 | 2019 | 5 | 4,70a,c | 0.015 | 1×1012 | |
| NRE-v/c-4 | CI | 37 ≤ P < 56 | 2019 | 5 | 4,70a,c | 0.015 | 1×1012 | |
| NRE-v/c-5 | Todos | 56 ≤ P < 130 | 2020 | 5 | 0.19c | 0.4 | 0.015 | 1×1012 |
| NRE-v/c-6 | Todos | 130 ≤ P ≤ 560 | 2019 | 3.5 | 0.19c | 0.4 | 0.015 | 1×1012 |
| NRE-v/c-7 | Todos | P > 560 | 2019 | 3.5 | 0.19** | 3.5 | 0.045 | – |
| NRG-v/c-1 | Todos | P > 560 | 2019 | 3.5 | 0.19*** | 0.67 | 0.035 | – |
En Estados Unidos, el estado de California cuenta con un permiso especial de la EPA para promulgar sus propias normas sobre emisiones, debido en parte a la grave contaminación que sufre desde hace décadas la zona de Los Ángeles. Colorado, Connecticut, Delaware, Maine, Maryland, Massachusetts, Nueva Jersey, Nuevo México, Nueva York, Oregón, Pensilvania, Rhode Island, Vermont, Washington y el Distrito de Columbia han adoptado las normas de California, que son más estrictas que las de la EPA.
Darle sentido a todo
Son muchos datos y siglas, pero la UE y la EPA ofrecen herramientas que los ingenieros pueden utilizar para garantizar el cumplimiento de sus aplicaciones específicas, como el Modelo de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEM ) de EE.UU. y la Herramienta de Cálculo del Consumo Energético de los Vehículos (VECTO) de la UE .
Ambos permiten a los ingenieros proporcionar datos sobre el motor y elaborar predicciones sobre el nivel de emisiones.
Entonces, ¿hacia dónde nos dirigimos?
La evolución de la normativa tiende a seguir un patrón. Durante más de dos décadas, la densamente poblada Europa ha estado a la vanguardia de las normas sobre emisiones. California suele ir unos años por detrás, y el resto de Estados Unidos un par de años después.
Otros países ricos en fabricación como China y Japón tienen sus propias normas en evolución. A medida que la economía se hace más global, los principales fabricantes han presionado para lograr una mayor armonización; algunos ejemplos son el Acuerdo de París de las Naciones Unidas y el acuerdo de la EPA y la Junta de Recursos Atmosféricos de California para aplicar normativas similares a las actuales de California para 2027.
La pandemia mundial de COVID-19 y las medidas de bloqueo para mitigarla han provocado un descenso de las emisiones de CO2 del 17% entre enero y abril de 2020. Algunos científicos prevén un descenso de entre el 4,4 y el 8 por ciento para finales de año, lo que supondría la mayor disminución anual desde la Segunda Guerra Mundial.
Pero se espera que cualquier caída sea temporal a medida que la industria del transporte y la economía mundial se recuperen.
Lo que no está claro es hasta qué punto estarán dispuestas las empresas a continuar con su agresiva expansión global tras una crisis sanitaria mundial provocada por la propagación de un virus por países y continentes.
Como con la mayoría de las cosas COVID, las predicciones son tan buenas como las conjeturas en este punto.
En los últimos meses, la EPA ha dicho que tratará de reducir aún más la contaminación a través de su » Iniciativa de camiones más limpios.» Mientras tanto, el presidente Donald Trump ha reducido algunas emisiones a nivel automovilístico, por lo que no está claro cómo se alcanzará en el futuro el equilibrio entre permitir a los fabricantes y proteger el mundo en el que fabrican.
Un medio para ello es la Electrificación, pero es probable que su aplicación a gran escala esté a más de una década de distancia.
Lo que es más urgente hoy en día es otro tipo de emisión: la contaminación acústica. La Directiva de ruido exterior de la UE limita los decibelios que pueden emitir los motores fuera de carretera, especialmente los equipos de construcción y los tractores agrícolas que funcionan cerca de un entorno urbano.
Se espera que Norteamérica adopte medidas similares en los próximos años.