Considerando que las emisiones provenientes de la combustión contienen distintos polutantes gaseosos es de esperar que un catalizador apto debe contener más de un componente para alcanzar alta eficiencia en la reducción de las emisiones. Por ello se considera como hipótesis de trabajo que la incorporación de mayor número de componentes activos en el catalizador que operen sinérgicamente pueden incrementar fuertemente la actividad catalítica mecanismo redox del tipo Mars-van Krevelen (MVK). Para esto se plantea la utilización de catalizadores de oxídicos de metales de transición (cobalto) promovidos con metales nobles (Au y Rh) para mejorar propiedades tales como actividad y resistencia. Por lo tanto, el objetivo general de esta tesis Doctoral se orienta al diseño y obtención de catalizadores aptos para ser utilizados en fuentes móviles de emisiones gaseosas, principalmente de emisiones provenientes de motores Diesel. Particularmente se aborda el estudio de materiales catalíticos efectivos para la eliminación de hidrocarburos remanentes (HC) en presencia NOx, donde las moléculas modelos son propano (hidrocarburo saturado) y naftaleno (hidrocarburo policíclico), y de material particulado (Diesel Soot). Se estudian catalizadores de óxidos de cobalto soportados sobre óxidos simples tales como: sílice, alúmina y zirconia. Algunos de estos sistemas serán modificados mediante el agregado de metales nobles (oro y rodio) con el fin de lograr una promoción de la actividad.

El año 1996 la Región Metropolitana fue declarada Zona Saturada por cuatro contaminantes atmosféricos (ozono, material particulado respirable, partículas en suspensión y monóxido de carbono) y Zona Latente por los elevados niveles de dióxido de nitrógeno presentes en el aire. Las emisiones vehiculares representan una fuente importante de dichos contaminates, y sobre la cual existe poca información local. El presente trabajo aborda de manera directa la cuantificación de los distintos contaminantes atmosféricos asociadas al sector de fuentes móviles, haciéndose cargo de dicha deficiencia en información, relevante para la gestión ambiental de la región. Existen diversas campañas experimentales realizadas por el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Chile, las cuales se abordan en el presente trabajo. Las categorías estudiadas corresponden a vehículos livianos y medianos, camiones y buses del transporte público, totalizando una muestra de 179 vehículos, separados en 29 categorías vehiculares, según las normas de emisión vigentes en el país. El estudio distingue mediciones de CO, HC, NOX, MP y CO2 realizadas bajo condiciones de laboratorio y en ruta mediante equipos portátiles. Las mediciones de laboratorio entregan información bajo condiciones definidas y controladas para ciclos de conducción locales, en tanto que los equipos portátiles permiten estudiar las emisiones bajo condiciones de manejo en la vida real. Para los datos obtenidos mediante pruebas en ruta se utiliza un método basado en el concepto de Potencia Específica Vehicular, que permite evaluar las emisiones para cualquier condición de conducción. Siguiendo el esquema utilizado en Chile para la determinación de inventarios de emisión, se construyen 110 curvas de emisión para los contaminantes y categorías vehiculares de interés, las cuales se reportan en su forma algebraica, con los coeficientes de correlación correspondientes y para todas las categorías en estudio. La regresión de los resultados experimentales presenta, en la mayoría de los casos, valores de R2 superiores a 0,8. Los resultados obtenidos apuntan en la dirección de COPERT IV. Las curvas presentadas reflejan las condiciones de manejo y mantenimiento locales, y constituyen una herramienta útil para la estimación y análisis de las emisiones vehiculares bajo la realidad de la Región Metropolitana y se recomienda ampliar el tamaño muestral de la categoría de vehículos pesados, en particular de los Camiones.

La Región Metropolitana es el área más densamente poblada del país. Se encuentra geográficamente rodeada de cerros y montañas lo que dificulta la ventilación de la cuenca donde se encuentra emplazada. La gran actividad humana la ha contaminado, siendo actualmente zona saturada de Ozono y Material Particulado Respirable, y mantiene zona de latencia de Monóxido de Carbono. Es por esto que se necesita conocer las fuentes que provocan estas emisiones de la forma más certera posible. Dentro de esos agentes que provocan la contaminación están las fuentes móviles. Es difícil determinar exactamente la emisión que estas fuentes generan porque se mueven por la ciudad y no están sometidas a un régimen constante de funcionamiento. Uno de los métodos para estimar emisiones es la metodología propuesta por Michel André sobre el desarrollo de ciclos de conducción. Un ciclo de conducción es una secuencia acotada de velocidad/tiempo estadísticamente representativa de la actividad de las fuentes móviles en la ciudad. Posteriormente a los ciclos obtenidos se les aplica metodología de estimación de factores de emisiones, tal como la metodología IVE, que permite caracterizar las situaciones temporales del vehículo con tasas de emisión. Dada la importancia de los vehículos livianos en el parque automotriz de Santiago, se realizó el siguiente trabajo de memoria para desarrollar y analizar los factores de emisión de vehículos livianos desagregándolos en tipo de vía y horario. Esto permitió establecer la caracterización de las dinámicas de conducción de cada vía en cada horario, permitiendo conocer tanto las velocidades medias de desplazamiento como las aceleraciones y frenadas como así los tiempos en que los vehículos están detenidos en el tráfico. Además, se estableció para cada vía en distintos horarios los factores de emisión de monóxido de carbono CO, dióxido de carbono CO2, NOx, hidrocarburos en suspensión HC y material particulado respirable MP10. Los resultados vinculan las emisiones vehiculares fuertemente con el tipo de vía donde se mueven las fuentes móviles. Además, se pudo establecer relaciones actualizadas entre velocidades medias presentes en las vías y factores de emisión. Para NOx y algunos casos CO, no se pudo establecer una buena relación. Estos gases son de importancia para la ciudad de Santiago, pues son generadores de Ozono troposférico. Por lo tanto, se valida la confección de factores de emisión para estos gases, de modo que queden determinados para cada tipo de vía y no por la velocidad media.