Tanques de amoníaco sólido, motores transparentes y motores híbridos son solo algunas de las tecnologías que están ayudando a reducir la contaminación del diésel a niveles récord.
Se cree que los óxidos de nitrógeno nocivos emitidos por los automóviles diésel aumentan la incidencia de enfermedades pulmonares y cardíacas en las grandes ciudades.
El transporte es responsable de alrededor de un cuarto de todas las emisiones de gases de efecto invernadero de la Unión Europea (UE) y es el único sector en que tiene niveles más altos en 2012 que en 1990.
La mayor parte son camiones y autobuses, que representan un cuarto de las emisiones del transporte por carretera en la UE. El alto tráfico de mercancías por carretera significa que las emisiones de vehículos pesados todavía están en aumento a pesar de las mejoras en el consumo de combustible.
La Comisión Europea está trabajando para reducir las emisiones del transporte al establecer objetivos vinculantes para los nuevos automóviles y flotas de furgonetas , exigiendo a los Estados miembros que etiqueten la eficiencia de combustible y el nivel de emisiones de CO2 de los automóviles y mejoren la calidad del combustible .
El 2015, el fabricante de automóviles alemán Volkswagen llegó a los titulares después de que los reguladores estadounidenses lo acusaron de incluir software en muchos de sus motores de 2.0 litros para eludir los estándares de emisiones de óxidos de nitrógeno. Sin embargo, los investigadores en Dinamarca ya han comenzado a probar la tecnología que ha reducido las emisiones de óxido de nitrógeno en más del 90% en los autobuses urbanos mediante el uso de sales de amoníaco.
Según el Dr. Ulrich Quaade, jefe de investigación y desarrollo de la empresa de tecnología Amminex en Søborg, Dinamarca, el progreso de este tipo está volviendo a poner a los vehículos diésel en el camino hacia la sostenibilidad medioambiental.
«Históricamente, los motores de combustión interna se enfrentaron a un compromiso entre la reducción de su impacto sobre el clima y la salud pública», dijo el Dr. Quaade.
Mientras que los motores diésel son hasta 50% más eficientes en combustible que sus contrapartes de gasolina, lo que significa que emiten menos gases de efecto invernadero, también producen más subproductos como óxidos de nitrógeno que son directamente dañinos para la salud de las personas.
Aunque la legislación más estricta en toda la UE ha reducido las emisiones de óxido de nitrógeno en un 30% durante la última década, las reducciones se han producido en gran medida a expensas de la eficiencia del motor diésel.
«Los vehículos pueden dividir los óxidos de nitrógeno en nitrógeno y oxígeno inofensivos, pero para hacerlo necesitan inyectar urea líquida en su sistema de escape a altas temperaturas», dijo el Dr. Quaade. «Calentar los gases de escape quema combustible y por lo tanto libera más gases de efecto invernadero».
Amminex ha desarrollado un novedoso enfoque de filtración al solidificar el amonio en sales estables que pueden inyectarse a las temperaturas de escape que se encuentran comúnmente en el tráfico urbano.
Los investigadores modernizaron 250 autobuses en Copenhague con tanques de amoníaco sólido para que produzcan menos óxidos de nitrógeno. «Al no tener que calentar más el escape, podemos reducir tanto la huella de carbono como las emisiones de óxido de nitrógeno del motor al mismo tiempo», expresó el Dr. Quaade.
El año pasado, Amminex acondicionó 250 autobuses en Copenhague con tanques de amoníaco sólido, reduciendo sus emisiones de óxido de nitrógeno en más del 90%. La aplicación NOxTracker les dice a los usuarios cuánto emiten los óxidos de nitrógeno que reequipan los autobuses. Imágenes cortesía de Amminex.
Para evaluar el rendimiento de la tecnología en condiciones de conducción representativas, Amminex utiliza instrumentos a bordo que siguen a los autobuses mientras conducen sus rutas diarias y transmiten sus mediciones a través de una aplicación pública descargable llamada NOxTracker.
Los fondos de la UE están permitiendo a la compañía construir sobre este conocimiento y adaptar la tecnología al sector automotriz más amplio.
«Estamos haciendo nuestro sistema de filtrado de óxido de nitrógeno más compacto y adaptándolo a los patrones de conducción de vehículos de pasajeros», dijo el Dr. Quaade. «Los autos diésel más pequeños representan el mayor mercado para nosotros, pero estos vehículos tienen una estrategia operativa completamente diferente a los camiones y autobuses con los que hemos trabajado hasta ahora».
La flexibilidad del motor diésel reside en el corazón de la investigación realizada por la profesora Maria Founti en la Universidad Técnica Nacional de Atenas en Grecia. Su equipo investiga cómo las mezclas de combustibles se combustionan en tecnologías que van desde los motores diésel que caben dentro de los turismos hasta los gigantes de 1 000 toneladas que impulsan los buques de carga internacionales.
«Algunos de nuestros estudiantes están trabajando con motores construidos con materiales transparentes que permiten a los láseres probar los procesos de combustión en vivo con detalles moleculares», dijo la Profesora Founti. Ella espera que la investigación interdisciplinaria fundamental pueda ayudar a cerrar la brecha de comunicación entre los desarrolladores de motores diesel, en particular en los sectores del transporte automotriz y marítimo.
«Podemos reducir tanto la huella de carbono como las emisiones de óxido de nitrógeno».
Dr. Ulrich Quaade, jefe de I + D, Amminex
María Founti ve una oportunidad para que los vehículos diesel de todo tipo cumplan con las regulaciones ambientales cada vez más ambiciosas a través de una colaboración más estrecha en una industria profundamente fragmentada.
La red de formación internacional ECCO-MATE que ella coordina está financiando a una generación de jóvenes científicos para que realicen investigaciones interdisciplinarias en algunos de los principales departamentos de ingeniería de Europa sobre temas de amplio interés genérico, como la química de los combustibles y la dinámica de las inyecciones.
La start-up sueca CIMCO Marine está entre las primeras en alcanzar esta división disciplinaria. En los últimos años, la compañía ha desarrollado una tecnología llamada OXE-Diesel que combina un motor de automóvil diésel con hélices marinas para producir un motor fuera de borda extraordinariamente robusto, eficiente en combustible y ecológico.
«La mayoría de las pequeñas embarcaciones son impulsadas por motores de gasolina basados en la tecnología de los años 40», dijo Pim Polesie, vicepresidente de la compañía. «Descubrimos que, con la ingeniería adecuada, un motor diesel podría hacer un mejor trabajo por una fracción del combustible».
Según CIMCO Marine, los motores diesel regulados de la industria automotriz emiten menos gases de efecto invernadero que los fuerabordas marinos y pueden reducir los contaminantes atmosféricos que liberan por un factor de 50. También presentan menores riesgos de incendio, mayor torque y vidas de vida sustancialmente más largas.
Este año, el primer prototipo de OXE-Diesel ha atraído la atención de los operadores de embarcaciones interesados en la durabilidad del motor, como los servicios policiales y las operaciones de rescate. La financiación de la UE ha permitido a CIMCO Marine realizar un estudio de viabilidad completo y Polesie espera que, para 2020, la compañía suministre uno de cada diez fuerabordas vendidos en todo el mundo en el mercado de escala comercial.
Según la Profesora Founti de ECCO-MATE, uno de los principales impulsores de los recientes avances en el diseño de motores ha sido la legislación ambiental. Los objetivos de emisión han galvanizado la investigación en disciplinas previamente desconectadas y la investigación guiada a lo largo de caminos inexplorados. Como Europa es pionera en las reformas regulatorias que protegen la calidad del aire y el clima, los motores diesel continuarán evolucionando.
