La norma No-To-Exceed ( NTE ) promulgada [ ¿cuándo? ] por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) garantiza que las emisiones de los motores de camiones pesados estén controladas en todo el rango de combinaciones de velocidad y carga que se experimentan comúnmente en uso. NTE establece un área (la "zona NTE") bajo la curva de torque de un motor donde las emisiones no deben exceder un valor especificado para ninguno de los contaminantes regulados. El procedimiento de prueba NTE no implica un ciclo de conducción específico de una duración específica (kilometraje o tiempo). Más bien, implica cualquier tipo de conducción que pueda ocurrir dentro de los límites del área de control NTE, incluida la operación en condiciones de estado estable o transitorias y en condiciones ambientales variables. Las emisiones se promedian durante un tiempo mínimo de treinta segundos y luego se comparan con los límites de emisión NTE aplicables. [1]
Las normas NTE fueron creadas por la EPA como resultado de un decreto de consentimiento entre la EPA y varios fabricantes importantes de motores diésel. Entre estos fabricantes se encontraban Caterpillar , Cummins , Detroit Diesel , Mack , la empresa matriz de Mack, Renault Vehicles Industriels, y Volvo Truck Corp. Estos fabricantes fueron acusados de violar la Ley de Aire Limpio al instalar dispositivos que anulan los controles de emisiones. [2] Como parte del acuerdo resultante del decreto de consentimiento con la EPA, a estos fabricantes se les impusieron fuertes multas y se los sometió a nuevas normas de emisiones que incluían la NTE.
Cuando se cumplen simultáneamente todas las condiciones siguientes durante al menos 30 segundos, se considera que el motor está funcionando en la zona NTE. [3]
La prueba NTE, según se define en CFR 86.1370-2007, establece un área (área de control NTE) bajo la curva de torque de un motor donde las emisiones no deben exceder un límite de emisión especificado para un contaminante dado. El límite NTE se establece en 1,25 veces el límite de emisión FTP como se describe en la subsección anterior. Para los motores de servicio pesado del año modelo 2005, el límite de emisión NTE para NMHC más NOx es 1,25 veces 2,5 gramos por caballo de fuerza de freno-hora, o 3,125 gramos por caballo de fuerza de freno -hora. El área de control NTE básica para motores diésel tiene tres límites básicos en el mapa de torque y velocidad del motor. El primero es el límite superior que está representado por el torque máximo de un motor a una velocidad dada. El segundo límite es el 30 por ciento del torque máximo. Solo la operación por encima de este límite se incluye en el área de control NTE. El tercer límite se determina en función de la velocidad más baja del motor al 50 por ciento de la potencia máxima y la velocidad más alta del motor al 70 por ciento de la potencia máxima. Esta velocidad del motor se considera el "15 por ciento de la velocidad operativa del motor". El cuarto límite es el 30 por ciento de la potencia máxima [4]
Un tema controvertido es la aplicabilidad de los límites NTE a la conducción en el mundo real. Para que se apliquen las normas NTE, el motor debe permanecer dentro de la zona NTE (los límites incluyen el funcionamiento a un mínimo del 30 % de la potencia nominal) durante al menos 30 segundos. Surgió la preocupación de que realizar esta acción podría resultar difícil, ya que cada vez que el conductor quita el pie del pedal del acelerador o cambia de marcha en vehículos con transmisión manual , el motor sale de la zona NTE.
En la conducción urbana o suburbana, esto sucede con relativa frecuencia, hasta el punto de que las normas NTE se aplican solo en una parte muy pequeña de la operación [5] o, en algunos casos, no se aplican en absoluto. La probabilidad de que el motor permanezca dentro de la zona NTE durante más de 30 segundos también disminuye con la llegada de los motores de alta potencia. Por ejemplo, si la potencia necesaria para mantener un autobús o un camión de carretera a velocidad de crucero en carretera es de alrededor de 150 hp (110 kW), la probabilidad de que un motor de 475 hp (354 kW) funcione de manera constante con cargas superiores al 30%, sin "caídas" a niveles de potencia más bajos, puede ser relativamente pequeña.
Estas preocupaciones fueron confirmadas por estudios realizados por la Universidad de Virginia Occidental (WVU) en virtud de los Decretos de Consentimiento . La WVU descubrió que "permanecer durante 30 segundos dentro de la zona NTE puede ser bastante difícil. La baja disponibilidad de NTE resultante plantea un problema, ya que muchas mediciones dentro del área NTE deben rechazarse junto con las de fuera del área NTE. Se plantea la pregunta de si de esta manera todas las emisiones de la vida real se reflejan suficientemente bien en los resultados de las pruebas NTE" [6].
Un segundo tema de preocupación en la misma línea es el caso en que un motor cumple con las normas dentro de la zona NTE, pero presenta niveles elevados de NOx en niveles de potencia justo fuera de la zona NTE, o al ralentí. Por razones como ésta, el Grupo de Trabajo sobre Emisiones Fuera de Ciclo está estudiando si una extensión de la zona NTE es racional, ya que evalúan si hay puntos en el mapa de motores (fuera de la zona NTE) que tienen una contribución significativa a las emisiones en la vida real. Sus hallazgos preliminares reflejan los de WVU, ya que descubrieron que el tiempo de funcionamiento del motor en la zona NTE es bastante bajo. [7]
Según la EPA de los EE. UU., existen limitaciones técnicas de la NTE en condiciones operativas limitadas que han obligado a la EPA a "separar" (ver gráficos anteriores) ciertas porciones de la zona NTE para permitir estas deficiencias. A continuación, se incluyen extractos:
La zona NTE se definió con el deseo de tener un límite de emisiones homogéneo. Las excepciones dentro de esa zona excluyen ciertas áreas de operación de la consideración NTE o limitan la cantidad de emisiones de esa operación que pueden contribuir a un resultado NTE; las deficiencias permiten excedencias temporales de las normas NTE debido a limitaciones técnicas en condiciones de operación limitadas. La idea no es responsabilizar al fabricante del cumplimiento de las normas NTE durante los modos en los que el motor no puede operar o en los que no es técnicamente factible cumplir con las normas NTE. [5]
La región específica de PM está "excluida" del área de control de NTE. El área de exclusión específica de PM se encuentra generalmente en el área bajo la curva de par, donde las velocidades del motor son altas y el par motor es bajo, y puede variar en forma dependiendo de varios criterios y cálculos relacionados con la velocidad detallados en las regulaciones. Controlar PM en este rango de operación presenta desafíos técnicos fundamentales que creemos que no se pueden superar en el marco temporal de 2004. En particular, las presiones de cilindro creadas bajo estas condiciones de alta velocidad y baja carga a menudo son insuficientes para evitar que el aceite lubricante se ingiera en la cámara de combustión. El resultado son altos niveles de emisiones de PM. Además, no creemos que estos motores pasen una parte significativa de su tiempo de funcionamiento en este rango limitado de velocidad y par motor [8].
En 2001, la Asociación de Fabricantes de Motores (EMA, por sus siglas en inglés) y varias entidades individuales de la industria del transporte por carretera (como la International Truck and Engine Corporation ) presentaron cinco demandas separadas contra la EPA de los EE. UU. Cada una de esas demandas cuestionaba la legalidad y la viabilidad tecnológica de ciertas normas de control de emisiones de motores en las regulaciones de la EPA, ahora conocidas como requisitos NTE. En su impugnación, la EMA declaró que para determinar si un motor cumple con una norma de emisiones primaria, los motores se prueban y evalúan utilizando una prueba de laboratorio de emisiones estandarizada de 20 minutos conocida como Procedimiento de Prueba Federal. El NTE, por el contrario, no tiene un procedimiento de prueba específico y potencialmente podría aplicarse en un número casi infinito de condiciones de prueba. Esto, en opinión de los fabricantes, hizo que fuera prácticamente imposible garantizar el cumplimiento total con el NTE, ya que no existe una forma real o práctica de probar un motor en todas las condiciones imaginables, y por lo tanto hizo que el NTE fuera ilegal (la CAA autoriza a la EPA a adoptar normas de motores Y procedimientos de prueba que lo acompañen) y técnicamente inviable. [9]
El 3 de junio de 2003, las partes llegaron a un acuerdo definitivo sobre sus disputas en relación con las normas NTE. Las partes acordaron un esquema detallado para una futura reglamentación que exigiría un programa de pruebas NTE en uso para vehículos y motores diésel dirigido por el fabricante. Una sección del esquema establecía lo siguiente:
El umbral NTE será el estándar NTE, incluidos los márgenes incorporados en las regulaciones existentes, más un margen adicional para tener en cuenta la precisión de las mediciones en uso. Este margen adicional estará determinado por los procesos y metodologías de medición que se desarrollarán y aprobarán por la EPA/CARB/EMA. Este margen se estructurará para alentar a los fabricantes de instrumentos a desarrollar instrumentos cada vez más precisos en el futuro. [10]
El objetivo último del nuevo programa HDIUT es permitir una importante simplificación de la certificación de motores si resulta viable y rentable un programa de pruebas de emisiones en uso verdaderamente sólido. Las evaluaciones de laboratorio de los motores, que requieren mucho tiempo y son costosas, podrían dar paso a evaluaciones de emisiones en tiempo real y en el mundo real que proporcionen datos más relevantes de manera eficiente.
Básicamente, el HDIUT es un programa de pruebas en carretera, en uso y ejecutado por el fabricante, acordado por la industria. Se basa en la norma NTE original. Está diseñado para centrarse en el cumplimiento en el mundo real y se basa en pruebas de emisiones, utilizando sistemas portátiles de medición de emisiones (PEMS) con NOx , HC , CO y PM como contaminantes a medir. [11] Se están estableciendo márgenes de precisión de medición para tener en cuenta la variabilidad de la medición de emisiones asociada con el uso de PEMS. [12]
