actualizaciÓn de la nom 016 cre 2016 - unam · máxima diaria de las seis temperaturas horarias...
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Ing. Sergio Zirath Hernández Villaseñor
Septiembre 2018
ACTUALIZACIÓN DE LA NOM 016 CRE 2016
REUNIÓN NACIONAL DE CALIDAD DEL AIRE
MODIFICACIONES A LA NOM 016 CRE 2016
Facilitar importación de gasolinas de EUA
Uso de etanol al 10% como oxigenante
Incremento en la presión de vapor en mezclas de gasolinas
Incremento de la presión de vapor
Incremento de compuestos orgánicos
volátiles
Modificación de la clase de volatilidad en marzo
y junio
Incremento de compuestos orgánicos
volátiles
Eliminación de límites de olefinas y
aromáticos en PREMIUM
Incierto, dependerá de la gasolina que comercialicen
La composición de la gasolina tiene
un doble propósito en materia de
gestión de la calidad del aire:
a. Reducir emisiones de los automotores
en circulación.
b. Permitir el uso de automotores con
menores tasas de emisión (modificar
norma de límites máximos permisibles).
COMPONENTE COV TÓXICOS NOX
Aromáticos
Olefinas
Benceno
Azufre
PVR
Oxígeno
Fuente: Motor Gasolines Technical Review. Chevron 2009.
La composición de cada lote de
gasolina determina la emisión
potencial de contaminantes
vehiculares.
Cada componente de la gasolina
tiene un impacto específico en la
generación de contaminantes
vehiculares.
La tecnología vehicular presenta
un impacto en la tasa de emisión
de contaminantes esperada por
cada tipo de gasolina.
IMPORTANCIA DE LA VOLATILIDAD DE LA GASOLINA
La combustión de la gasolina ocurre cuando la
misma se encuentra en forma de gas.
La gasolina es dirigida al motor en forma líquida
y, previo al ingreso de la cámara de combustión,
debe estar parcialmente volatilizada.
En climas fríos se requiere una gasolina con
alta volatilidad para facilitar el encendido en frío
del motor.
En climas cálidos se requiere una gasolina con
baja volatilidad para evitar la generación de
vapores que afecten el transporte de la gasolina
líquida en tuberías, bombas, válvulas.
La volatilidad de las gasolinas depende de la
temperatura y de la presión barométrica del
sitio en donde se consuma.
Fuente: Ingevity. Tier 2 Enhanced Evaporative and Refueling Controls for Mexico.
MÉTODO DE SELECCIÓN DE VOLATILIDAD
La norma ASTM D4814-15a establece un métodopara elegir la volatilidad adecuada a cada clima yaltitud.
Para evitar problemas de encendido en frío sedebe calcular el percentil 10 de la temperaturamáxima diaria de las seis temperaturas horariasconsecutivas más bajas de cada día.
Para evitar problemas de sello de vapor se debecalcular el percentil 90 de la temperatura máximadiaria.
Las temperaturas anteriores se corrigen poraltitud, añadiendo 3.6 °C y 4.4 °C por cada1,000 metros de altitud la T10-mínima y T90 -máxima.
CLASE DE
VOLATILIDAD
PERCENTIL 10 DE LA
TEMPERATURA
MÍNIMA DIARIA DE
6 HORAS (ºC)
PERCENTIL 90
TEMPERATURA
MÁXIMA DIARIA
(ºC)
A – 1 ˃ 16 ≥ 43
B – 2 ˃ 10 ˂ 43
C – 3 ˃ 4 ˂ 36
D – 4 ˃ -7 ˂ 29
E – 5 ≤ -7 ˂ 21
ELECCIÓN DE LA CLASE DE VOLATILIDAD POR TEMPERATURA Y ALTITUDENTIDAD ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE
AGUASCALIENTES B C B C A B C A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C B C
EDOMEX A B C A B C A B C A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
GUANAJUATO A B C A B C A B C A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C
HIDALGO A B C A B C A B A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C
JALISCO A B C A B C A B A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C
MICHOACAN A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B
MORELOS A B C A B C A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
QUERETARO A B C A B C A B C A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C
TLAXCALA B C B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C B C
ZACATECAS A B C A B C A B A B A B A B A B A B A B A B A B C A B C
BAJA CALIFORNIA SUR B C D B C D B C D A B C D A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C D B C D
BAJA CALIFORNIA B C D B C D B C D B C D B C D A B C A B C A B C A B C A B C D B C D B C D
CHIAPAS A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
COLIMA A B C A B C A B C A B C A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
GUERRERO A B A B A B A B A B A B A B A B A B C A B A B A B
NAYARIT A B C A B C A B C A B A B A B A B A B A B C A B C A B C A B C
OAXACA A B C A B C A B A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C
SINALOA B C D B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C D
SONORA B C D B C D B C D B C A B C A B A B A B A B C A B C B C D B C D
CAMPECHE A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
PUEBLA A B C A B C A B A B A B A B A B C A B C A B C A B C A B C A B C
QUINTANROO A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
TABASCO A B C D A B C D A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C D
VERACRUZ A B C A B C A B C A B A B A B A B A B A B A B C A B C A B C
YUCATAN A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C
CHIHUAHUA C D B C D B C D A B C A B A B A B A B A B C A B C B C D B C D
COAHUILA B C D B C D A B C A B A B A B A B A B A B A B C A B C B C D
DURANGO B C B C A B C A B A B A B A B A B A B C A B C A B C B C
NUEVO LEON B C D B C D A B C D A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C D B C D
SAN LUIS POTOSI A B C A B C A B C A B A B A B A B A B A B A B C A B C A B C
TAMAULIPAS B C D A B C D A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C D A B C D
Verde: Volatilidad de NOM
016.
Naranja: Volatilidad al
modificar la NOM 016.
Rojo: Volatilidad que podría
causar sello de vapor.
Azul: Volatilidad distinta la
resto del país, a pesar de
que en la zona norte se
registran las mayores
temperaturas.
PORQUÉ SE MODIFICÓ LA PVR DE LA NOM 016
Mezclar etanol con gasolina,
incrementa la presión de vapor
de la gasolina final.
Para facilitar la introducción a
México de la gasolina de los
USA, se permitió incrementar
en una psi la PVR y modificar la
misma en el tiempo.
El ajuste se realizó
considerando la gasolina que se
comercializa en las ciudades sin
problemas de ozono en EUA.Fuente: SAE 940765.
IMPORTANCIA DE LA PRESIÓN DE VAPOR EN LA EMISIÓN DE COV´S
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
7.0 7.8 9.0 10.0 11.0 11.5 12.5 13.5 14.5
PRESIÓN DE VAPOR (lb/pulg2)
CO
VS
(mg/
mil
la)
DIFERENCIA EN EMISIONES DE COV´S POR PVR
GASOLINAS CON ETANOL EN LOS EUA
En los meses de veranos (altas temperaturas y
condiciones propicias para la formación de
ozono), se obliga el uso de gasolina con control
de emisión de COV´s, lo cual limita la PVR a
valores cercanos a 9 psi.
En el caso de ciudades con problemas de
calidad del aire por ozono, se establece un
mayor control de emisiones de COVs, lo cual
ajusta la PVR a niveles de entre 7.0 y 7.8 psi.
• COV´s ≥ 29% para región 1.
• COV´s ≥ 27.4% para región 2.
GASOLINAS USADAS EN USA Y DÍAS CON PROBLEMAS DE OZONO
https://www.epa.gov/outdoor-air-quality-data/air-data-ozone-exceedances
Convencionales
Reformuladas
EMISIONES COMPARATIVAS DE GASOLINAS AMERICANAS CON 10% DE ETANOL
COMPONENTEGR VERANO
2015
GC VERANO
2015
GC INVIERNO
2015
Etanol (% peso de oxígeno) 3.57 3.34 3.38
Azufre (ppm) 22.5 23.9 22.6
Presión de vapor (psi) 7.1 9.1 12.6
E200 (%) 47.8 53.6 57.2
E300 (%) 86 85.4 87.5
Aromáticos (vol%) 17.1 21.3 18.3
Olefinas (vol%) 10.9 8.91 8.23
Benceno (vol%) 0.48 0.63 0.58
EMISIÓN
VOC Combustión (mg/mill) 720.0 778.9 873.9
VOC Evaporativos (mg/mill) 291.0 569.9 1,563.8
VOC Totales 1,011.0 1,348.8 (25%) 2,437.7 (59%)
Formación Potencial Ozono 0 7.60% 18.82%
La simulación de emisiones de COV´s se
realiza con modelo COMPLEX - USA.
La simulación de formación potencial de
ozono se realiza con modelo PREDICTIVE
– CARB. Esto incluye emisiones de
COV´s, reactividad, permeación y
monóxido de carbono.
La composición de las gasolinas se
obtuvieron de la EPA y son los promedios
de las gasolinas reformuladas y
convencionales del 2015.
MODIFICACIONES EN LA VOLATILIDAD DE LAS GASOLINAS 2006 A 2017E F M A M J J A S O N D
NOM-086 10 psi 9 psi 10 psi
NOM 016 11.5 psi 10 psi 9 psi 10 psi 11.5 psi
ACT. NOM 016 11.5 – 12.5 psi 11 – 10 psi 9 – 10 psi 10 – 11 psi 11.5 - 12.5 psi
EUA Invierno hasta 15 psi Verano 7.8* – 9.0 psi Invierno hasta 15 psi
TEMPERATURA MEDIA DE MARZO
TEMPERATURA MEDIA DE MAYO
MODIFICACIONES EN LA VOLATILIDAD DE LAS GASOLINAS 2006 A 2017
CIUDADES CON PROBLEMAS DE CALIDAD DEL AIRE POR OZONO
CIUDADNÚMERO MESES
CON INFORMACIÓNVALOR (ppm) CARACTERIZACIÓN
Mexicali 33 0.077 Marginal
Tecate 2 0.091 Moderado
Chihuahua 24 0.082 Moderado
Cd. de México 36 0.129 Severo
Torreón 10 0.073 Marginal
Saltillo 10 0.100 Serio
ZM Toluca 36 0.093 Moderado
Celaya 36 0.083 Moderado
Irapuato 36 0.124 Severo
León 36 0.124 Severo
Silao 36 0.087 Moderado
Salamanca 36 0.103 Serio
Atotonilco 34 0.095 Serio
Atitalaquia 12 0.095 Serio
Tula de Allende 24 0.073 Marginal
Pachuca 36 0.106 Severo
Tizayuca 36 0.084 Moderado
Tepeji del Río 8 0.096 Serio
Tepeapulco 12 0.092 Moderado
Huichapan 12 0.090 Moderado
Tulancingo 12 0.128 Severo
ZM Guadalajara 36 0.097 Serio
Morelia 35 0.078 Marginal
Cuautla 11 0.096 Serio
Ocuituco 8 0.095 Serio
Cuernavaca 29 0.092 Moderado
Zacatepec 12 0.104 Serio
ZM Monterrey 36 0.098 Serio
Puebla 36 0.080 Marginal
Coronango 34 0.081 Marginal
Corregidora 8 0.078 Marginal
Querétaro 12 0.084 Moderado
S. Juan del Río 8 0.084 Moderado
Minatitlán 22 0.083 Moderado
Poza Rica 12 0.085 Moderado
Xalapa 12 0.103 Serio
CIUDADNÚMERO MESES
CON INFORMACIÓNVALOR (ppm) CARACTERIZACIÓN
Se aplicó el esquema de categorización
del problema de ozono que utiliza la EPA
NÚMERO DE DÍAS QUE SE SUPERA LA NOM DE OZONO (PROMEDIO DE 8 HORAS)
El problema de ozono en México,
dependiendo la ciudad, se presenta todos los
meses del año. Aunque los peores meses
son de abril a agosto.
En las ciudades de Guanajuato se presentan
más días en incumplimiento que en la ZMG y
en León, Irapuato y Salamanca se registran
concentraciones mayores.
Esta condición muestra la necesidad de
establecer condiciones de volatilidad más
restrictivas o de control de COV´s.
El gráfico no incluye los incumplimientos de
la NOM en ZMVM, ZMG ni ZMM.
0
50
100
150
200
250
300
350
2015 2016
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
7.0 7.8 9.0 10.0 11.0 11.5 12.5 13.5 14.5
PRESIÓN DE VAPOR (lb/pulg2)
CO
VS
(mg/
mil
la)
42%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
% d
e c
amb
io d
e F
PO
7.1 psi 9.1 psi 12.6 psi
DIFERENCIA EN EMISIONES DE COV´S DIFERENCIA EN FORMACIÓN POTENCIAL DE OZONO
MEZCLADO DE GASOLINAS CON ETANOL Y MTBE O SIN OXIGENAR
GASOLINAS DE 9 LIB/PULG2 GASOLINAS DE 9 Y 10 LIB/PULG2
IMPACTO DE LA MODIFICACIÓN DE LA NOM 086 EN PUEBLA Y CDMX
E F M A M J J A S O N D
NOM-086 10 psi 9 psi 10 psi
NOM 016 11.5 psi 10 psi 9 psi 10 psi 11.5 psi
EMISIONES EVAPORATIVAS EURO 4 EN MÉXICO
EMISIONES EVAPORATIVAS EURO VS EPA
EFECTO DE GASOLINA CON ETANOL EN EPA II Y EURO 4
EFECTO DE GASOLINA CON ETANOL EN CARGA DE COMBUSTIBLE
ESTUDIO RECIENTE DEL IMP
Gasolinas con etanol al 10% generarían emisiones equivalentes
a aquellas gasolinas formuladas con un volumen similar de MTBE y
con propiedades, composición, y volatilidad de magnitudes cercanas
E F M A M J J A S O N D
NOM-086 10 psi 9 psi 10 psi
NOM 016 11.5 psi 10 psi 9 psi 10 psi 11.5 psi
ACT. NOM 016 11.5 – 12.5 psi 11 – 10 psi 9 – 10 psi 10 – 11 psi 11.5 - 12.5 psi
PRINCIPAL CONCLUSIÓN
PROPUESTA DE MODIFICACIÓN A LA NOM-016-CRE-2016
Eliminar el incremento en la presión de vapor
de las gasolinas oxigenadas con etanol al
9% – 10% en todo el país. Salvo en los
sitios y/o en los meses en donde se
demuestre que no agravará o provocará
problemas por ozono.
Aplicar volatilidad clase “A” (9.0 psi) presión
de vapor en todo el país de abril a agosto.
Aplicar volatilidad tipo “AA” (7.8 psi) presión
de vapor en las ciudades con problemas de
ozono.
Mantener la volatilidad tipo “B” (10.0 psi) en
todo marzo.
En el Valle de México aplicar una volatilidad
“AA” (7.0 psi) presión de vapor, para
compensar el incremento esperado por la
mezcla de gasolinas.
Reducir el contenido de benceno a 0.62%
promedio con 1.3% máximo.
Reducir el contenido de azufre a 10 ppm
promedio con un máximo de 80 ppm.
