En su último informe, publicado el 2 de mayo de 2018, la Organización Mundial de la Salud afirma que 9 de cada 10 personas respiran aire contaminado y 7 millones mueren cada año por exposición a partículas finas. Más allá de la proporción de éstas en el aire, el tamaño de las partículas es esencial: cuanto más pequeñas sean, más penetran en nuestro organismo, provocando efectos nocivos para la salud.
Aunque no sea el único factor de contaminación atmosférica, el tráfico es un elemento muy importante, sobre todo en las grandes ciudades. En contra de lo que generalmente se piensa, los vehículos diesel no son los únicos que emiten partículas finas por el tubo de escape; los nuevos motores de gasolina de inyección directa contribuyen igualmente a estas emisiones.
De hecho, todos los vehículos, sea cual sea su sistema de propulsión, generan estas partículas; sencillamente porque una gran parte de ellas se desprenden de la abrasión de neumáticos y frenos. Por lo tanto, representan casi la mitad de las emisiones totales del transporte por carretera en las zonas urbanas.
Diésel y gasolina
La combustión produce más partículas de escape en los motores diesel que en los de gasolina. Los coches de gasóleo más antiguos emitían grandes cantidades de estos elementos contaminantes. Pero la introducción, a partir de 2005, de la tecnología de filtro de partículas, un dispositivo muy difundido en 2009, ha permitido reducir drásticamente estas emisiones: los vehículos diésel equipados con un filtro emiten ahora entre uno y poco más mg/km de partículas, mientras que antes emitían alrededor de 50 mg/km. Las emisiones totales de partículas de los gases de escape diesel disminuyeron un 35% entre 2004 y 2013, a pesar del aumento del número de vehículos.
La inyección directa, un nuevo problema
Los coches a gasolina, sin embargo, han emitido siempre niveles muy bajos de partículas contaminantes. Pero la introducción de las tecnologías de inyección directa de gasolina (IED) a partir de 2007, diseñadas para reducir el consumo de combustible, ha cambiado la situación. Estos vehículos emiten partículas más finas, especialmente en frío y en los acelerones.
En 2016, los motores de inyección directa representaron el 43% de las ventas de vehículos de gasolina en Europa, mostrando un claro crecimiento. Y esta nueva tecnología se está generalizando en los coches con motor a gasolina, lo que explica en parte el incremento del número de partículas finas presentes en la atmósfera. Hasta 2005, la norma contra la polución vigente en la Unión Europea -la norma Euro 4- sólo especificaba un límite en la masa de las partículas.
A partir de 2009, la norma Euro 5 añadió, además del límite de masa, un coto en el número de partículas emitidas por los vehículos diésel (fijado en 6×10¹¹ partículas por kilómetro), lo que permite tener en cuenta las partículas finas o muy finas. En 2015, la norma Euro 6b amplió esta limitación a los motores de gasolina, cuyo umbral de emisiones de partículas en número es idéntico al de los vehículos diésel.
Las nuevas tecnologías contra las emisiones
Como las primeras generaciones de motores IDE no estaban incluidas en la norma, las tecnologías que permiten limitar estas emisiones contaminantes no estaban integradas en los motores por los fabricantes. Sus niveles de emisión, dependiendo de las condiciones de combustión y del estilo de conducción, podrían alcanzar tranquilamente las 10¹3 partículas/km, ¡Diez veces más que los recientes motores diésel!
Hoy en día existen tecnologías que permiten reducir estas emisiones, especialmente el filtro de partículas para motores de gasolina y la optimización de los sistemas de inyección y la forma de las cámaras de combustión. Estos avances se incluyen cada vez más en los motores IDE de última generación para cumplir con los estándares recientes. Las emisiones de partículas están muy por debajo de los límites de 6×10¹¹ de partículas/km reglamentarios.
El roce de las ruedas, un contaminante más
La abrasión de los neumáticos, los frenos y la carretera también genera partículas finas, independientemente de la tecnología de propulsión del vehículo. Esto afecta a todos los coches, incluidos los eléctricos, aunque se puedan reducir las emisiones de desgaste de los frenos en comparación con un vehículo convencional mediante la recuperación de energía. Las emisiones de partículas finas de un solo vehículo causadas por la abrasión de los neumáticos, los frenos y la carretera son del orden de 5 a 30 mg por kilómetro recorrido; estos niveles son superiores a los que emite un tubo de escape de los modelos de coches más recientes, tanto de gasolina como de gasóleo. La abrasión de los neumáticos debe tenerse en cuenta a la hora de medir las emisiones contaminantes.
En 2015, el Observatorio de la Calidad del Aire de la Región de París registró que el 41% de las partículas finas en suspensión emitidas por el tráfico rodado en la zona provenían de estas emisiones, excluyendo los gases de escape. A diferencia de las partículas de los gases de escape diesel, estas emisiones de partículas relacionadas con la abrasión sólo disminuyeron en un 5% durante el período 2000-2012. Estos niveles dependen de muchos factores: las características del vehículo (masa, presión de los neumáticos, etc.), el perfil de la carretera (si hay muchas curvas o cuestas), el estilo de conducción (intensidad del frenado, revoluciones del motor, velocidad en curva), las condiciones ambientales (temperatura, lluvia, nieve) o el tipo de pavimento de la carretera.
Un conductor experimentado sabe que la vida de sus neumáticos y pastillas de freno depende en gran medida de su estilo de conducción, y esto tiene el lógico efecto sobre la emisión de partículas finas causadas por ese desgaste. Estos problemas son especialmente agudos en los países nórdicos. Las cantidades de partículas debidas a la abrasión de los frenos, los neumáticos y la carretera, así como las emisiones del motor, se almacenan en capas de hielo o en el suelo mojado. En primavera, las carreteras se secan y estas partículas que se acumulan durante todo el invierno quedan al aire. Después, con el paso de los coches, se liberan a la atmósfera y generan picos de contaminación con importante presencia de partículas finas.
Tome conciencia de sus propias emisiones
Lanzada en 2016, la aplicación gratuita para teléfonos inteligentes Geco air, desarrollada por el IFPEN (instituto francés de investigación sobre energía, transporte y medio ambiente) con el apoyo de Ademe (Agencia Francesa de Gestión del Medio Ambiente y la Energía), ayuda a los conductores a reducir su huella de contaminación midiendo sus emisiones contaminantes (NOx et CO) y CO2. La aplicación incluye un modelo de emisión de partículas específico para vehículos de gasolina IDE. Geco air también evalúa las emisiones de partículas finas relacionadas con la abrasión de neumáticos y pastillas de freno.
Para valorar mejor la relación de estas emisiones con las condiciones de conducción, se ha desarrollado un modelo dinámico que integra las características específicas de cada vehículo (peso, centro de gravedad, tamaño de los neumáticos, etc.). Utilizando la información de velocidad, pendiente y rumbo proporcionada cada segundo por el GPS, esta aplicación calcula las fuerzas sufridas por cada una de las ruedas del vehículo para determinar, segundo tras segundo, el desgaste de los componentes y las emisiones de partículas finas resultantes.
Dependiendo del estilo de conducción (frenada y aceleración bruscas, abordaje de las curvas, etc.), los niveles de emisiones relacionadas con el desgaste pueden incluso duplicarse. Todos estos datos proporcionan una visión completa de la huella medioambiental de los viajes, teniendo en cuenta las características del vehículo y el estilo de conducción.
Los investigadores del IFPEN están trabajando actualmente en el diseño de un objeto conectado, Willbee, acoplado a Geco, para visualizar los niveles de emisión en tiempo real; de este modo, el conductor puede tomar conciencia de su propio impacto en la calidad del aire. Esta combinación de datos también puede facilitar a los municipios mapas en tiempo real de las emisiones en su territorio y, por lo tanto, ayudarles a identificar los puntos críticos.
Autores: Gilles Corde, Responsable du programme « Logiciels et mobilité connectée », IFP Énergies nouvelles ; Laurent Thibault, Chef de projet Geco air, IFP Énergies nouvelles y Philippe Dégeilh, Ingénieur de recherche, système moteur et véhicule, IFP Énergies nouvelles
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
Por Fórmate a Fondo