Dra. Dolores Hidalgo Barrio Fundación CARTIF Thinkingof

Thinking of mobilityThinking on the road

Madrid, 5 de Abril 2018

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roadMadrid, 5 de Abril de 2018AuspicianOrganiza

Sistemas dinámicos de medición de emisiones:el proyecto LIFE GySTRAy la tecnología RSD

Dra. Dolores Hidalgo BarrioFundación CARTIF

[email protected]



Índice

. Antecedentes: la tecnología RSD

. El proyecto LIFE GySTRAy la tecnología RSD+

TO THE FUTURE



Antecedentes: la tecnología RSD



Problema ambiental

En la actualidad, la calidad del aire es uno de los retos ambientales de Europa.

La contaminación del aire causa impactos significativos en los ecosistemasnaturales.



Problema ambiental

El tráfico rodado es una fuente muy importante de contaminación del aire.



Problema ambiental

Medioambientalmente, el 60% delas emisiones de NOx de las ciudadesEuropeas provienen del tráfico.

El NOx es uno de los contaminantesmás peligrosos debido a que generaozono troposférico.

Las emisiones de CO2 y SO2 son las responsables de la lluvia ácida.

La combustión incompleta de hidrocarburos se traduce en emisiones de CO, unode los principales protagonistas del cambio climático.

Las partículas finas reducen la visibilidad y cuando se depositan en el agua o latierra alteran los ecosistemas locales.



Problema para la salud

Para la salud, la exposición crónicaa CO afecta directamente al sistemacardiovascular.

Los NOx son altamentecontaminantes y son responsablesdel aumento de casos de asma,derrame cerebrales, ataques alcorazón o cáncer.

Las partículas están asociadas a la degradación del ADN, cáncer, problemascardiovasculares y respiratorios, lesiones neurodegenerativas, etc.

En cifras, estos problemas de contaminación causan 1,3 millones de muertesanuales en el mundo.



Problema económico

Económicamente, el incumplimiento de las normas de calidad del aire de laUnión Europea supone el pago de multas, lo que debe ser sumado al costeasociado de los sistemas de salud para tratamiento de enfermedades causadaspor la contaminación y al deterioro de los edificios.

En total, la contaminación es un problema ambiental que en términoseconómicos supone un coste a la UE de 100.000 M€ al año.



Anteriores demostraciones con RSDEl proyecto CORETRA, demostró, utilizando tecnología RSD, que el 6,4% de losvehículos más contaminantes o altos emisiores (AE) eran responsables del 35%de las emisiones totales de CO, NOx, HC y PM (Madrid, 2014-2015).*El NO2, principal contaminante del tráfico, no fue medido ya que la versión de RSD del momento no incluía el canalnecesario para su medición.

Los altos emisores son:

- heterogéneos e incluyen vehículos modernos (euro V);- vehículos que han superado la ITV.

¿Por qué?



65% 35%

93,5% 6,5%



Anteriores demostraciones con RSDEl proyecto CORETRA, demostró, utilizando tecnología RSD, que el 6,4% de losvehículos más contaminantes eran responsables del 35% de las emisiones totalesde CO, NOx, HC y PM (Madrid, 2014-2015).*El NO2, principal contaminante del tráfico, no fue medido ya que la versión de RSD del momento no incluía el canalnecesario para su medición.

Los altos emisores son:

- heterogéneos e incluyen vehículos modernos (euro V);- vehículos que han superado la ITV.

¿Por qué?



Control actual de las emisiones en vehículosLas emisiones de los vehículos a motor son controladas por el fabricante antesde llevar el producto al mercado.

Estas pruebas se realizan en "banco“, dentro de ciclos de conducción específicosy sin pruebas de circuito. Por lo tanto, las emisiones reales de conducción de losvehículos en áreas urbanas difieren de los datos oficiales del fabricante.

Una vez en circulación, el vehículo debe superar la Inspección Técnica delVehículo (ITV).

La medición de emisiones en la ITV no se lleva a cabo en condiciones reales deconducción, los vehículos se detienen y aceleran. Así mismo, no se miden todoslos contaminantes relevantes (solo CO y opacidad a la luz visible).



Control actual de las emisiones en vehículosLas emisiones de los vehículos a motor son controladas por el fabricante antesde llevar el producto al mercado.

Estas pruebas se realizan en "banco“, dentro de ciclos de conducción específicosy sin pruebas de circuito. Por lo tanto, las emisiones reales de conducción de losvehículos en áreas urbanas difieren de los datos oficiales del fabricante.

Una vez en circulación, el vehículo debe superar la Inspección Técnica delVehículo (ITV).

La medición de emisiones en la ITV no se lleva a cabo en condiciones reales deconducción, los vehículos se detienen y aceleran. Así mismo, no se miden todoslos contaminantes relevantes (solo CO y opacidad a la luz visible).



La necesidad de monitorizar el NOx

En la actualidad la flota de vehículos europeos está muy dieselificada.

Los vehículos diésel emiten 10 veces más NOx que los gasolina.

En condiciones de conducción real, los vehículos diésel de cualquier clase Euro superan ampliamente los límites establecidos de emisiones de NOx.



¿Cuál es la solución al problema?

Identificar a los altos emisores no es intuitivo.

El 10% de los vehículos emisorescontribuye al 50% de las emisiones totales.

El 50% de los AE son vehículos mal ajustados con una edad

media de 2 años .La reparación de AE implicaría vehículos una reducción significativa de emisiones y consumo de combustible.



¿Como podemos identificar a los AE?

1) ITV: pruebas de ralentí/aceleración llevadas a cabo con analizador intrusivo.

2) CVS: pruebas de laboratorio llevadas a cabo con analizador CVS ydinamómetros para simular la carga del motor.

3) OBS-PEMS: sistemas a bordo o sistemas de medición de emisionesportátiles, son dispositivos instalados en el vehículo para medir sus nivelesde emisión.

4) RSD: dispositivos de detección remota, tradicionalmente no aptos para serutilizados en vías de alta capacidad.



¿Como podemos identificar AE?

º



RSD: marco legal en Europa

º



RSD: marco legal en España

º



RSD: marco legal en España

º



El proyecto LIFE GySTRAy la tecnología RSD+



LIFE GySTRA - LIFE 16 ENV/ES/000082Presupuesto:

Total: 1,567,625 €Co-financiado por EC: 52,16%

Participantes del Proyecto:

Coordinador: CARTIFSocios: OPUS-RSE, CIEMAT, DGT, Sofia Development Association

Duración: Inicio: 01/09/2017 - Fin: 30/11/2020

«Global system for Sustainable TRAffic emissions management»



Principales objetivosEstablecer una política real y efectiva para la movilidad sostenible, tanto

para el tráfico de la ciudad como para las flotas de transporte público.

Implementar acciones que logren la reparación de los vehículos quecontaminan por encima de los umbrales definidos (Altos Emisores - AE).



Principales objetivosEstablecer una política real y efectiva para la movilidad sostenible, tanto

para el tráfico de la ciudad como para las flotas de transporte público.

Implementar acciones que logren la reparación de los vehículos quecontaminan por encima de los umbrales definidos (Altos Emisores - AE).

¿Cómo?

Con la creación de un sistema global de gestión de emisiones utilizando unanueva versión del RSD adaptado a los requisitos de la UE al incluir el NO2.



Principales objetivos

RSD+



La tecnología RSD+El RSD+ mide, de manera no intrusiva, las emisiones del tubo de escape de

CO, HC, CO2, NO y NO2 en menos de 0,5 segundos.- Espectroscopía infrarroja no dispersiva (para las especies de carbono)- Espectroscopía ultravioleta dispersiva (para especies de nitrógeno)

El software RSD+ determina las relaciones de CO/CO2, HC/CO2, NO/CO2 yNO2/CO2 en la pluma del tubo de escape y aplica la matemática del balancequímico de materia de la combustión interna para calcular las concentracionesdel emisiones corregidas.

El RSD+ también calcula un factor de oscurecimiento total ("factor de humo"),que es una medida de opacidad de escape específica del combustible.

La tecnología RSD+ está preparada para medir en las carreteras europeas enubicaciones fijas, similares a los radares de velocidad.



¿Como podemos identificar a los AE?



Prototipo RSD+

Panelinteligente

Celda de velocidad y aceleración

Cámara digital

Procesamiento de datos

Módulo de detección

Espejo



Prototipo RSD+Analizador de Gases

Emite y procesa el haz IR/UV Espejo cúbico

Rebota el haz IR/VRCámara

Identificación de matrículas

Celda de velocidad y aceleraciónCompuesta por 3 láseres

Estación meteorológicaTemperatura presión y humedad



Prototipo RSD+



Software de control en tiempo real

Condicionesambientales

Emisiones

Registros previos

Perfil de emisiones:

Estadísticas de la sesión

Velocidad AceleraciónVSP (Potencia específica del vehículo)

Último registro



La innovación, en términos tecnológicos, radica en que este es el primerdispositivo que mide remotamente todas las emisiones incluidas NO2 demanera fija con un software de vanguardia que permite, en menos de 0,5segundos, controlar:Placa de matrícula.Emisiones (NO2 incluido).Condiciones que influyen en las mediciones tales como la cinética

(velocidad y aceleración).Condiciones ambientales (temperatura, presión, humedad, dirección y

velocidad del viento).

Método no intrusivo con el tráfico normal.

Equipo móvil apto para inspecciones en vía.

Beneficios del RSD+



Aplicaciones: caracterización de la flota

Emisiones: … por marca de vehículo … por tipo de combustible …por localización … por día y hora



Aplicaciones: campañas de concienciación

Los conductores conocen en elmomento el nivel de contaminación delvehículo.

Se genera curiosidad y la oportunidadde cambiar hábitos de conducción.



Objetivos específicos del LIFE GySTRADemostración de tecnología RSD + como TRL7. Implementación de una política de movilidad sostenible sólida con:Control y cuantificación de las emisiones reales de tráfico.Creación de un sistema global de gestión de emisiones para dos tipos de

usuarios. Modelo público: dirigido a entidades públicas con poder legislativo para

reducir hasta el 20% de las emisiones de tráfico a través de la identificaciónde emisores altos, notificación y reparación.

Modelo de flota: dirigido a flotas privadas o controladas para reducir hastaun 20% de las emisiones de los vehículos y un 3-5% del consumo decombustible.



Acciones

Desarrollo del RSD+Construcción de los primeros

prototipos de la nueva tecnología,RSD+, adaptada al mercado europeo(OPUS RSE).

Verificación de la tecnología y lavalidez de las medidas (CIEMAT).



Acciones



Acciones



Creación del modelo público - acciones en Madrid. Instalación de RSD+ en carreteras y campaña masiva de recopilación de

datos (OPUS RSE). Integración con la base de datos nacional de vehículos (DGT).Validación de las mediciones mediante pruebas de comparación con

concentraciones de gases conocidos (CIEMAT).Notificación a los conductores que superan un determinado umbral de

emisión (responsable en función de la normativa vigente).Cuantificación: evaluación del impacto ambiental, socioeconómico y

técnico-económico del proyecto (CARTIF).

Acciones



Creación del modelo de flota - acciones en Sofía. Instalación de RSD+ en la estación de autobuses y campaña de

recopilación de datos (OPUS RSE).

Notificación al responsable de la flota de AE identificada (Green Sofía).Seguimiento de reparación de vehículos (Green Sofía).Cuantificación: evaluación de

las emisiones evitadas, ahorrosen el consumo de combustible(Green Sofía y CARTIF).

Acciones



Modelo de referencia de movilidad sostenible. Transferencia y replicación:BarcelonaLilleGöteborgValladolidSofía (implementación completa)Madrid (implementación completa)

Difusión activa del proyecto y susresultados.

Acciones



Resultados esperadosPolítica de movilidad sostenible basada en un marco legal para identificar

vehículos altos emisores (AE) y reducir las emisiones de tráfico.

Desarrollar prototipos RSD+ que cumplan con los estándares de la UE,pequeños y versátiles, capaces de instalarse en ubicaciones fijas, con unaincertidumbre inferior al 15% aplicada a todas las emisiones: NO, CO, HC yPM, y NO2.

Modelo replicable, con dos enfoques diferentes:modelo público basado en una política implementada a través de un

marco legal para el control de las emisiones del tráfico urbano y,modelo de flota privada para el control y la regulación de las emisiones

de tráfico de la flota de vehículos.

Difusión de los resultados a más de 50.000 personas de todos los sectores.



Resultados esperadosModelo público:En el piloto español (Madrid), se controlarán 700.000 vehículos por año

con 2 dispositivos RSD + (30% de la flota en Madrid).Alrededor del 5% se identificará como AE.Con la reparación de AE se espera lograr reducciones de emisiones de

CO, HC y NOx de 617 t/año, 89 t/año y 518 t/año, respectivamente, enMadrid.



Resultados esperados

‐ 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000

CO

HC

NOx

Emisiones estimadasSin RSD Con RSD

14,8%

2,8%

22,7%

Extrapolando los resultados de Madrid a nivel nacional se esperan obtenerlos siguientes ahorros:

t de gas / año

Gas emiso

r



Resultados esperados

Modelo de flota:

En el piloto búlgaro (Sofía) se monitorizará continuamente una flotacontrolada, mínimo, de 150 autobuses.

Identificar 6% de AE y reparar sus emisiones y reducir en hasta 84%,contribuyendo con un ahorro de hasta 17% y un promedio de 9% de laflota total de autobuses.

Se espera que los ahorros de combustible sean 3-5% en los AE.



Próximo evento: 03/05/2018

Confirmada asistencia de D. Daniel Calleja, Director-General DG Environment (ENV) - EC



Gracias por su atención

Más información:

[email protected]

www.lifegystra.eu

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