En el presente trabajo de tesis, se realizó un análisis de evaluación comparativa del consumo de combustible e índices de emisiones de un vehículo liviano funcionando con dos mezclas de gasolina y etanol (E7,8 y E10) en Lima Metropolitana. El vehículo, de marca Hyundai modelo Santa Fe, fue instrumentado e implementado adecuadamente mediante un único sistema de adquisición de datos para obtener un registro en tiempo real del consumo de aire de admisión de motor, las emisiones de gases de escape, la distancia recorrida y la velocidad del vehículo, y las condiciones ambientales durante las pruebas. La campaña experimental se desarrolló en dos circuitos de conducción urbana en Lima Metropolitana: circuito en condiciones de tráfico y circuito a velocidad constante. Las pruebas fueron realizadas en un periodo aproximado de dos semanas, tratando de asemejar las condiciones de operación: hora de inicio, carga del vehículo, presión de neumáticos entre otros. De los resultados obtenidos en condiciones de tráfico, se constató que el consumo de combustible prácticamente no fue alterada al incrementar el contenido de etanol en el gasohol comercial (E7,8). En cambio, para el circuito a velocidad constante, el consumo de combustible aumentó en 11,2 % al incrementar el contenido de etanol. Con respecto a los índices de emisiones calculados (g/km) en condiciones de tráfico, estos presentaron una mejora en reducción al usar E10 bajo condiciones de tráfico, ya que con E10 se obtuvo un índice de emisión de 91,71 mg/km de NOX, 208,70 mg/km de HC, 14.24 g/km de CO y 273,80 g/km de CO2, mientras que utilizando E7,8 el vehículo emitió 102,61 mg/km de NOX, 232,44 mg/km de HC, 15,00 g/km de CO y 277,74 de CO2. El consumo de combustible promedio (km/L) y todos los índices de emisiones (g/km) disminuyeron, significativamente, indiferente del tipo de combustible (E7,8 o E10), en condiciones a velocidad promedio constante respecto a condiciones de tráfico. Finalmente, el estudio concluye que el E10 representa una alternativa económicamente y ambientalmente viable debido a los resultados de desempeño y emisiones obtenidas en el presente estudio. / Tesis

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.

En el presente trabajo de tesis, se realizó un análisis de evaluación comparativa del consumo de combustible e índices de emisiones de un vehículo liviano funcionando con dos mezclas de gasolina y etanol (E7,8 y E10) en Lima Metropolitana. El vehículo, de marca Hyundai modelo Santa Fe, fue instrumentado e implementado adecuadamente mediante un único sistema de adquisición de datos para obtener un registro en tiempo real del consumo de aire de admisión de motor, las emisiones de gases de escape, la distancia recorrida y la velocidad del vehículo, y las condiciones ambientales durante las pruebas. La campaña experimental se desarrolló en dos circuitos de conducción urbana en Lima Metropolitana: circuito en condiciones de tráfico y circuito a velocidad constante. Las pruebas fueron realizadas en un periodo aproximado de dos semanas, tratando de asemejar las condiciones de operación: hora de inicio, carga del vehículo, presión de neumáticos entre otros. De los resultados obtenidos en condiciones de tráfico, se constató que el consumo de combustible prácticamente no fue alterada al incrementar el contenido de etanol en el gasohol comercial (E7,8). En cambio, para el circuito a velocidad constante, el consumo de combustible aumentó en 11,2 % al incrementar el contenido de etanol. Con respecto a los índices de emisiones calculados (g/km) en condiciones de tráfico, estos presentaron una mejora en reducción al usar E10 bajo condiciones de tráfico, ya que con E10 se obtuvo un índice de emisión de 91,71 mg/km de NOX, 208,70 mg/km de HC, 14.24 g/km de CO y 273,80 g/km de CO2, mientras que utilizando E7,8 el vehículo emitió 102,61 mg/km de NOX, 232,44 mg/km de HC, 15,00 g/km de CO y 277,74 de CO2. El consumo de combustible promedio (km/L) y todos los índices de emisiones (g/km) disminuyeron, significativamente, indiferente del tipo de combustible (E7,8 o E10), en condiciones a velocidad promedio constante respecto a condiciones de tráfico. Finalmente, el estudio concluye que el E10 representa una alternativa económicamente y ambientalmente viable debido a los resultados de desempeño y emisiones obtenidas en el presente estudio.

En la actualidad la ciudad de Lima Metropolitana cuenta con cinco estaciones de monitoreo de la calidad de aire; sin embargo, los valores que se obtienen en determinados momentos se encuentran por encima de los valores que se consideran saludables. La principal causa de esto es el tránsito vehicular; ya que, el 60% de la contaminación en esta ciudad proviene del parque automotor. Además, al consultar la literatura y las regulaciones existentes en el país, se ha notado que no existe un control práctico sobre las emisiones de los vehículos importados. De momento, la normativa indica que para importar un vehículo nuevo se debe presentar una Declaración Aduanera de Mercancías; la cual, debe incluir el número de homologación del vehículo a importar. Dicho número certifica las características base del vehículo que ingresa al país, incluyendo las emisiones de contaminantes. Sin embargo, al realizar una medición en ruta de las emisiones en un vehículo liviano, se encontró que los valores son superiores a los límites establecidos por la legislación actual, la cual está basada en las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud. Asimismo, cabe mencionar que la documentación del vehículo se encontraba vigente y este había pasado el control anual. Entonces se identificó que, uno de los puntos que explicaría las discrepancias entre la Declaración Jurada y las mediciones experimentales es que, los valores de la declaración son tomados a partir de ensayos realizados en ciclos de conducción que no reflejan la realidad del tránsito vehicular de la cuidad de Lima. Por otro lado, uno de los parámetros utilizados en la caracterización de la relación entre el transito vehicular y las emisiones es la Potencia Específica Vehicular (VSP). Este parámetro fue propuesto por Jiménez-Palacios en 1999 y, de acuerdo al autor, permite realizar la comparación entre las emisiones de distintos vehículos y ciclos de conducción. Además, engloba otros factores asociados al comportamiento del vehículo. En este trabajo, dicho parámetro fue utilizado para realizar la comparación entre los ensayos realizados para dos composiciones gasolina-etanol. Esto con dos objetivos; en primer lugar, evaluar el comportamiento del VSP para el ensayo realizado en la cuidad de Lima Metropolitana y; en segundo lugar, para evaluar la diferencia en el uso de dichas mezclas gasolina-etanol. iv Finalmente, a partir de los cálculos realizados se llegó a la conclusión de que el VSP es un parámetro que puede ser utilizado para caracterizar el transito en la ciudad de Lima; dado que, los resultados obtenidos son consecuentes con la experiencia del manejo en esta ciudad; y, el comportamiento del VSP es consistente con lo encontrado en la literatura. En cuanto a la evaluación de las composiciones gasolina-etanol, se notó que la concentración de CO2, CO, HC, NOx, no presenta una variación importante entre ambos combustibles. Por otro lado, el uso de los flujos másicos permite establecer una relación entre ambas variables. Sin embargo, se requiere que la investigación continúe para otras concentraciones gasolina-etanol para determinar si el aumento en la concentración de etanol tiene un mayor impacto en el flujo de emisiones.