Ambiental

Diseño y puesta en marcha laboratorio experimental de emisiones de gases para vehículos livianos.

1 Introducción y objetivos

1.1 Introducción
La creciente importancia de los fenómenos medioambientales producidos por la actividad humana exige la cuantificación de las externalidades producidas y la incorporación de ellas en las metodologías de planificación urbana. Específicamente, el temade la contaminación en la Región Metropolitana (RM), ya ha alcanzado niveles críticos. La región ha sido declarada como zona saturada por ozono, material particulado respirable, partículas totales en suspensión y monóxido de carbono y zona latente, por di ´ oxido de nitrógeno.
Debido a esto es que se ha hecho imperativo contar con herramientas que estimen el nivel de emisiones asociadas a lasprincipales fuentes de contaminación, para garantizar una calidad del aire segura para la salud de la población.

1.2 Objetivo Principal
El objetivo principal de este trabajo de memoria es diseñar, instalar y poner en marcha un laboratorio experimental de emisiones de gases para vehículos livianos.

2 Antecedentes
La operación de un vehículo influye en gran medida en los niveles de contaminantesque se emiten a la atmosfera. Como se puede apreciar en la figura, los valores máximos de emisiones se alcanzan cuando se producen cambios de velocidades bruscos, obteniendo valores hasta 3 veces superiores a lo que se obtendría con el vehículo operando a régimen constante. Es por esto que es importante estudiar los parámetros de operación de un vehículo y ver como estos influyen en las emisionesde gases contaminantes producidos.
A continuación se repasaran algunos conceptos importantes en la operación de un vehículo, también la tecnología que existe para reproducir en laboratorio las condiciones reales de operación y algunas técnicas que existen para evaluar parámetros que influyen en ella.

2.1 Muestreo de los gases de escape
Como se ha indicado anteriormente, la operación de unvehículo está fuertemente relacionada con la cantidad de gases de escape que éste emite. La forma de captar esos gases y llevarlos luego a los analizadores no es trivial. El sistema de muestreo debe ser diseñado para medir la masa efectiva de las emisiones de escape del motor de un vehículo. Como se trata de gases, factores como humedad, temperatura, presión, grado de dilución, etc. determinan laspropiedades del gas, propiedades que deben ser controladas por el sistema que se utilice para obtener resultados lo más confiables posible. La Agencia de Protección Ambiental (EPA por sus siglas en ingles), ha optado por el Muestreo a Volumen Constante (CVS por sus siglas en ingles) el cual es empleado para captar la totalidad de los gases de escape emitidos por el vehículo durante la secuencia demanejo.

2.2 Analizadores de Gases de Escape
Gracias a que el dinamómetro puede simular condiciones reales de operación de un vehículo y el sistema CVS asociado a éste permite extraer muestras representativas de las emisiones producidas, los analizadores por su parte determinan la concentración de gases contaminantes en esa muestra. Dentro de las tecnólogas existentes para este análisis,existen distintos métodos, dependiendo del componente del gas que se quiera determinar. Estos métodos se agrupan en 4 grandes grupos, los métodos por espectroscopia, los métodos por cromatografía, los métodos magnéticos y por último los electroquímicos. A continuación se describen los métodos más utilizados para medir la contaminación producida por fuentes móviles.

2.3 Gases de calibración
Los gasesde calibración son mezclas de gases en las que se tienen en cuenta especiales requerimientos de tolerancia de preparación, precisión de la concentración y pureza de los componentes empleados. Fundamentalmente se emplean en la calibración de instrumentos para la determinación de concentraciones de gases contaminantes y, adicionalmente, en la investigación experimental y procesos en los que se...