Actualización de las regulaciones de emisiones de América del Norte para corriente eléctrica 

Tim Cresswell 
Gerente de definición de productos Tier 4 
División de Corriente Eléctrica 

Diciembre de 2011

INTRODUCCIÓN

En 2010, muchos cambios y propuestas influyeron en las regulaciones de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) en lo que respecta a los motores de encendido de compresión en la maquinaria móvil fija y fuera de carretera, es decir, los motores utilizados en aplicaciones de corriente eléctrica. Las tres actividades regulatorias más importantes fueron las siguientes:

• cambios propuestos de la EPA, incluida la definición de motores de emergencia fijos y el ajuste de las asignaciones de ejecución anuales que no son de emergencia;
• la Comisión de Recursos del Aire (ARB, Air Resource Board) de California adoptó la versión de 2006 de las Nuevas Normas de Rendimiento de Fuente (NSPS, New Source Performance Standards) de la EPA que se aplican a los motores fijos;
• la demora en la adopción de las normas de emisiones Tier 4 para maquinaria móvil fuera de carretera por parte de Environment Canada.

REGULACIONES Y PROPUESTAS DE TIER 4 ACTUALIZADAS DE LA EPA PARA APLICACIONES DE EMERGENCIA FIJAS

La EPA ha establecido normas de emisiones alternativas para los motores fijos utilizados en aplicaciones de emergencia. No es necesario que los motores de emergencia fijos usen postratamiento debido a las pocas horas de funcionamiento y el amplio funcionamiento a baja carga que puede ser incompatible con los dispositivos de postratamiento.

Aquí se detallan las nuevas normas que entraron en vigencia el 1.º de enero de 2011:

• Los motores de emergencia fijos por debajo de 37 bkW deben cumplir con la norma Tier 4 Interim vigente desde el 1.º de enero de 2008.
• Los motores de emergencia fijos entre 37 y 2.237 bkW con un desplazamiento de menos de 10 litros por cilindro deben cumplir con las normas Tier 2 o Tier 3 según la potencia del motor.
• Los motores de emergencia fijos mayores que 3.000 bhp y menores que 10 litros por cilindro de desplazamiento deben cumplir con las normas Tier 2.

Aunque la EPA haya ordenado estas normas alternativas para los motores de emergencia fijos, los reguladores locales pueden imponer límites más estrictos. En estos casos, el motor debe estar certificado por la EPA, y es posible que sea necesario instalar dispositivos de postratamiento para reducir aun más las emisiones.

Como la definición de la EPA de un motor de emergencia se relaciona con su uso, y no con su clasificación, es posible tener un grupo electrógeno con clasificación principal que opere solamente como una unidad de emergencia. Por otro lado, los grupos electrógenos con clasificaciones de respaldo no se consideran necesariamente unidades de emergencia.

Conforme a la definición original, los motores de emergencia solo pueden funcionar en situaciones de emergencia, como una pérdida no planeada de la fuente de potencia normal, o para el mantenimiento y las pruebas estándares. Si bien el mantenimiento y las pruebas se limitaron a 100 horas por año, los motores podrían funcionar sin límite durante las emergencias.

En un esfuerzo por alinear mejor la regulación de los grupos electrógenos de emergencia con las prácticas operativas del mundo real, Caterpillar y otros fabricantes de motores le pidieron a la EPA que revisara las asignaciones para el funcionamiento que no sea de emergencia de los motores de emergencia fijos. Después de una minuciosa consideración, la EPA emitió una regla final que incluye los ajustes propuestos para la asignación permitida de horas de funcionamiento que no sea de emergencia.

La EPA recientemente publicó una regla final que habilita que 50 de las 100 horas por año calendario permitidas en la actualidad para el mantenimiento y las pruebas del motor estén disponibles para otro funcionamiento que no sea de emergencia, como la prevención ante tormentas o el mantenimiento de las instalaciones. La regla final entró en vigencia el 29 de agosto de 2011.

Sin embargo, la EPA no aceptó la propuesta del sector de que hasta 15 horas de esta nueva asignación de 50 horas podrían usarse como parte de un programa de respuesta a demandas de emergencia. La agencia rechazó incluir la asignación porque hay una regla que lo objeta, la regla final del 3 de marzo de 2011 que enmienda las Normas de emisiones nacionales para contaminantes peligrosos en el aire de los motores de movimiento alterno de combustión interna. Se desconoce el tiempo que le tomará a la EPA responder sobre este tema.

Aunque estos cambios recientes a la NSPS para los motores de encendido de compresión no abordan todas las inquietudes de la industria, si se posibilita a los operadores funcionar durante una cantidad limitada de horas para fines que no sean de emergencia (como la prevención ante tormentas o el mantenimiento de las instalaciones), estos permitirán que una mayor proporción de nuevas instalaciones de corriente eléctrica opere dentro de la definición de emergencia de la EPA y en conformidad con los niveles Tier 2 o Tier 3 de tecnología, en lugar de hacerlo con el nivel Tier 4.

ENMIENDA DE LOS REQUISITOS DE LA ARB PARA MOTORES DE EMERGENCIA

Como miembro de la Asociación de Fabricantes de Motores, Caterpillar solicitó a la ARB que alinee sus requisitos para motores de emergencia con aquellos de la EPA. Luego de la consulta pública, la ARB adoptó la versión de 2006 de la regulación aplicable de la EPA (40 CFR Parte 60 Subparte IIII).

Posterior a las actividades normativas de la ARB, la EPA revisó sus regulaciones, que entraron en vigencia el 29 de agosto de 2011. En general, los motores de emergencia producidos en el año de modelo 2011 deben cumplir con los límites regulados para el Tier anterior. Como es el caso de las regulaciones de la EPA, los motores de emergencia superiores a 3.000 bhp e inferiores a 10 litros por cilindro deben cumplir con los límites de Tier 2 y no con los de Tier 1.

Si bien la ARB aceptó en un principio alinearse con las regulaciones de la EPA, los reguladores de California no flexibilizaron los niveles de PM (Particulate Matter, Materia particulada) para los motores de entre 37 y 75 bkW. En esta gama de potencia, el límite de la ARB de 0,30 g/kW-h siempre fue más bajo que el de la EPA de 0,40 g/kW-h, y se ha mantenido el límite más exigente.

ADOPCIÓN DE NORMAS DE EMISIONES TIER 4 INTERIM FUERA DE CARRETERA DE ENVIRONMENT CANADA

Históricamente, los reguladores de Environment Canada alinearon sus normas de emisiones para maquinaria móvil fuera de carretera con las de la EPA. Si bien los fabricantes de motores pudieron obtener certificaciones específicas de Canadá, los reguladores también reconocieron que la certificación de la EPA es válida en Canadá. Los motores fijos no están regulados por Environment Canada, pero pueden estar sujetos a los requisitos locales.

Para alinearse con el cronograma de la EPA, los reguladores de Canadá planificaron adoptar las normas Tier 4 Interim para motores fuera de carretera superiores a 130 bkW el 1.º de enero de 2011, pero el proceso se ha demorado.

Caterpillar sigue minuciosamente el proceso de aprobación en Environment Canada, y se prevé que la demora se extenderá hasta el primer trimestre de 2012. Como resultado, no será obligatorio que los productos cumplan con las normas Tier 4 Interim para el mercado canadiense en 2011, aunque serán legalmente aceptables.

Mientras tanto, Caterpillar seguirá produciendo Grupos Electrógenos XQ de alquiler Tier 2 y Tier 3 certificados específicamente para el mercado canadiense durante el 2011. Los motores fuera de carretera Cat® en el año de modelo 2011 que se instalen en grupos electrógenos de alquiler para el mercado canadiense estarán certificados en conformidad con las normas canadienses y llevarán las etiquetas de certificación de Canadá.

Debido a que ya no es posible certificar motores construidos el 1.º de enero de 2011, o después de esa fecha, en conformidad con las normas Tier 2 o Tier 3 de la EPA, dichos motores y grupos electrógenos no pueden volver a importarse a EE.UU.

RESUMEN

Estos cambios regulatorios adoptados y propuestos permitirán que una mayor proporción del mercado de corriente eléctrica fija utilice motores de emergencia. Sin embargo, es importante reconocer algunos puntos clave:

• La EPA publicó una regla final que permite usar hasta 50 horas de la asignación anual para realizar mantenimientos y pruebas, o tenerlas disponibles para otras operaciones que no sean de emergencia.
• No queda claro en este momento si la EPA permitirá una asignación de 15 horas para respuesta a demandas de emergencia.
• Aunque la regla final de la EPA permita 50 horas de funcionamiento que no sea de emergencia, los motores de emergencia tienen menor flexibilidad operativa que los motores fuera de carretera con certificación Tier 4 porque su capacidad para operar fuera de situaciones de emergencia es limitada.
• Los motores de emergencia no pueden actualizarse al estado de certificación Tier 4 a través del agregado de un postratamiento. Aunque pueden alcanzar los límites regulados de Tier 4, seguirán estando sujetos a las limitaciones operativas de los motores de emergencia.
• Las comisiones de aire estatales pueden ordenar normas de emergencia más estrictas que la EPA y la ARB.

Aunque los requisitos regulatorios se están armonizando más, los clientes, los usuarios finales y los consultores deben comunicarse proactivamente para garantizar que todas las partes que participen en la planificación, compra y operación de soluciones de corriente eléctrica puedan llegar a un acuerdo e identificar la solución óptima para cada aplicación.