Desde hace años un tema recurrente en la discusión sobre la eficiencia de los nuevos motores y de las tecnologías que incorporan ha sido el de la calidad del diesel que se vende en nuestro país. En la propuesta de la nueva NOM-044 esto queda de manifiesto y se afirma que para poder adoptar los límites establecidos en la misma, además del uso de tecnologías de control, se deben cumplir dos requisitos adicionales: contar con diesel de ultrabajo contenido de azufre y con fluido de escape para vehículos diesel (DEF) o urea de grado automotriz.
Esto es relevante porque el contenido de azufre en el diesel tiene un efecto importante en el desempeño de las tecnologías avanzadas de control de emisiones, y además puede afectar a las emisiones de los vehículos que están en circulación y que no cuentan con estas tecnologías.
Los requisitos de contenido máximo de azufre en el diesel, tanto en Estados Unidos (de 15 ppm) como en Europa (de 10 ppm), se consideran ultrabajos o “cercanos a cero”. Tan solo estos límites de concentración de azufre representan una reducción de entre el 97 y 98% en la concentración de azufre en el diesel que se vende en México (500 ppm).
A pesar de que la diferencia entre los límites de azufre establecidos en EE.UU. y Europa es de 5 ppm, los estándares de calidad de combustible de ambos lugares pueden ser considerados funcionalmente equivalentes, por tres razones fundamentales: las tecnologías vehiculares que se ofertan y se venden en ambos lugares son las mismas; el impacto que tiene esta diferencia de contenido de azufre en las emisiones es marginal y los niveles de 10 y 15 ppm son límites máximos, así que el contenido real de azufre en las estaciones de servicio es normalmente menor, y son equivalentes en cada región.
En contraste con lo ocurrido en Europa, donde la norma de calidad de combustible se definió antes que los límites de emisiones, en Estados Unidos las normas de combustibles y de emisiones aparecieron conjuntamente. En EE.UU. se estableció el límite superior de 15 ppm de contenido de azufre con base en la evaluación que realizó la EPA sobre las tecnologías que usarían los fabricantes para cumplir con los límites de las normas más estrictas. Al final, la tecnología conocida como trampas de NOX, que resultó ser la más sensible a los niveles de azufre y que sirvió como base para definir el límite superior de 15 ppm, no se ha comercializado aún en vehículos pesados, solo en ligeros.
Es decir, la diferencia entre 10 ppm y 15 ppm de azufre no implica un sacrificio en términos de cumplimiento de los límites de emisiones ni en lo que respecta al rendimiento de combustible o la durabilidad. Si se utiliza combustible de 15 ppm, las emisiones del motor serían aproximadamente 0.5% mayores que las que se producen con el diesel de 10 ppm, lo cual no sería detectable en el escape, una vez que pasaran por el DPF.
En lo que se refiere a los combustibles vendidos en las estaciones de servicio, la implementación de los estándares de Estados Unidos y Europa ha tenido prácticamente el mismo resultado, pues los niveles promedio de azufre en el diesel que se vende en ambos lugares fluctúan entre 5 ppm y 8 ppm. Las autoridades europeas son celosas del cumplimiento de los límites de contenido de azufre, realizan pruebas en las estaciones de servicio, por lo que el contenido de azufre promedio en el diesel que sale de las refinerías europeas es de 5 ppm. En EE.UU., con el fin de asegurar que se cumpla el límite de 15 ppm, los distribuidores del combustible rechazan el diesel con más de 8 ppm de contenido de azufre. El contenido de azufre que se reporta en más del 90% de los muestreos realizados en Estados Unidos (donde se realizan más de 4,500 muestreos cada año) es menor a 10 ppm (EPA 2013).
¿Cómo se ha realizado la transición en otros países?
Evidentemente el cambio hacia un combustible más limpio no puede realizarse intempestivamente, la experiencia en Estados Unidos, puede ser de gran utilidad. En aquél país, la EPA previó un periodo de transición de cuatro meses (como máximo) entre el comienzo de la introducción paulatina de diesel de 15 ppm de azufre y la entrada en vigor de los estándares de emisión correspondientes. Para evitar problemas con el suministro de combustible y asegurar que el diesel de 15 ppm estuviera disponible en todo el país, se dispuso que este fuera penetrando gradualmente el mercado en un periodo de cuatro años. Así, para el primer día de septiembre de 2006, al menos el 80% del combustible debería cumplir con el límite de 15 ppm de azufre. En paralelo, en las normas para motores año-modelo 2007 se establecieron límites que requerían el uso de filtros DPF, para los cuales es necesario el diesel de ultrabajo contenido de azufre.
Es decir, entre 2007 y 2010 un pequeño pero importante porcentaje del combustible distribuido en EE.UU. contenía más de 15 ppm de azufre: de 5 a 15% en los primeros 18 meses hasta llegar a tener entre 1 y 2% en los siguientes dos años. Este combustible debía identificarse claramente como combustible con alto contenido de azufre, de manera que no se utilizara en vehículos con tecnología EPA 2007 o más reciente (EPA 2001).
Otro país que ya ha pasado por este proceso es Brasil, ahí la transición hacia el diesel de ultrabajo azufre fue aún más gradual. Las normas establecieron un límite obligatorio de 50 ppm de azufre (correspondiente a Euro IV) en ciertas ciudades. En algunas entró en vigor a partir de 2010, y en otras, a partir de 2011.
Posteriormente, en 2012, entraron en vigor normas de emisión equivalentes a Euro V, pero el diesel de 10 ppm (adecuado para esta tecnología) no estuvo disponible sino hasta un año después. Estas normas de emisión obligaron a la Agencia Nacional Brasileña para el Petróleo, el Gas Natural y los Biocombustibles (ANP, por sus siglas en portugués) a establecer un plan de suministro que garantizara la disponibilidad nacional del diesel de bajo azufre. Como parte de este plan, la ANP designó ciertas estaciones de servicio en las que fuera obligatoria la venta de diesel de bajo azufre, de 50 ppm en 2012 y de 10 ppm en 2013. Estas estaciones y otras en las que el despacho de diesel UBA es voluntario representan aproximadamente el 35% del total de las estaciones de servicio en el país.
Además del diesel de ultrabajo contenido de azufre, los sistemas SCR de control de emisiones de óxidos de nitrógeno requieren una solución de urea conocida como fluido de escape para vehículos diesel (DEF, por sus siglas en inglés).
Para asegurar que el suministro de DEF sea suficiente en Estados Unidos, la EPA exige, como parte del proceso de certificación, que los fabricantes presenten un plan para que el DEF esté disponible y sea accesible para los conductores. La introducción gradual de DEF ha sido más lenta que la del diesel UBA, pues su consumo es cerca del 2% del consumo de diesel. Por lo tanto, la norma estadounidense requiere que el tanque de DEF cuente con una capacidad mínima tal que solo requiera llenarse una vez por cada 2 a 3 veces que se llene el tanque de diesel.
Una revisión del mercado muestra que los fabricantes han diseñado tanques de DEF y controlado su consumo de forma tal que los camiones vendidos actualmente tienen un tanque de DEF (con capacidad de 20 a 50 galones) que permite recorrer la distancia equivalente a 6 a 8 veces lo que posibilita el tanque de combustible (de 150 a 200 galones). Por lo tanto, los conductores pueden programar el llenado del tanque de urea en ciertas estaciones de servicio o en su base.
Los sistemas SCR se utilizan ampliamente en varios países y en ninguno de ellos ha sido un problema la disponibilidad de este fluido. En Brasil, por ejemplo, el suministro de urea no ha impedido la adopción de los estándares Euro V, pues al entrar en vigor, los proveedores de DEF inmediatamente entraron al mercado.
En nuestro país ya se vende DEF para llenar los tanques de los vehículos de exportación que se ensamblan en el país y para un creciente número de autobuses urbanos que cumplen con los estándares Euro IV o Euro V y que circulan en las ciudades más grandes.
