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DEMANDAENERGTICAEIMPACTOMEDIOAMBIENTALDEL

TRANSPORTEPORCARRETERA

INTRODUCCIN

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PREVISINPARQUEMUNDIAL

EN10AOSSEPASARDE850MILLONESDEVEHCULOSA1.100MILLONESCIRCULANDOPORNUESTROPLANETA( 2,4%DEMANDAENERGAPRIMARIA

HASTAEL2020)

PETRLEO

LadependenciadeloscombustiblefsilesderivadosdelpetrleoparaelsectortransporteenlaUE27estentornoal92%

Lademandaprimariadepetrleoseprevqueseincrementeun25%enelperiodo20072030fundamentalmenteporeltransporteypasesfueradelaOCDE

Eltransporteabsorbecasiun50%deLademandaincremental.

FUENTE: WEO 2008, AIE.

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Reservaspetrleo

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EMISIONESDEEFECTOINVERNADERO

ELEFECTOINVERNADERO

La radiacin solar pasa a travs de los gases

La radiacin solar calienta la superficie de la tierra y el calor asciende desde la superficie

Algo de calor no puede pasar y se queda retenido

La atmsfera terrestre recibe energa de la radiacin solar de onda corta, centrada enla parte del espectro que es visible por los ojos y que se conoce como luz visible.Tambin incluye algo de radiacin ultravioleta de onda algo menor, que es absorbida,en parte, por el ozono y otros gases, mientras que la luz visible pasa la atmsfera siningn problema. La Tierra, como todo cuerpo caliente, emite radiacin, pero comosu temperatura es mucho menor que la solar, emite radiacin infrarroja, con unalongitud de onda mucho mayor, que la recibida. Para que la tierra pueda permaneceren un equilibrio energtico, esta energa debe devolverse al espacio en una ciertacantidad

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GASESDEEFECTOINVERNADERODebido a su periodo de vida, los gases emitidos a la atmsfera bien por fuentesnaturales como antropgenas, se distinguen en efectos globales o locales. Los gasesque reaccionan en una escala global tales como el vapor de agua, el dixido decarbono, el metano y los xidos nitrosos se consideran responsables del efectoinvernadero. Las emisiones antropgenas mundiales centrales trmicas, industria,calefacciones, agricultura contribuyen a este efecto entre un 0,5 1,5%.

De estos componentes, el vapor de agua y el dixido de carbono contribuyen deforma relevante al efecto invernadero.

ELEFECTOINVERNADEROEl incremento de temperatura resultante sobre la superficie terrestre se conoce conel nombre de efecto invernadero y es un prerrequisito de vida en nuestro planeta.Sin el efecto natural del efecto invernadero, la tierra tendra un temperatura mediade 20 C. En cambio esta temperatura es de 15 C debido a gases como el vapor deagua, CO2, CH4, N2O y el contenido de ozono en la atmsfera en sus cantidadesnaturales.

Hacia la mitad de los 80, la atencin mundial se centro en los gases como el CO2,CH4, N2O y los hidrocarburos halogenados, debido a que stos estaban provocandocambios en las concentraciones naturales de la atmsfera y, por tanto,contribuyendo al efecto invernadero. Estos efectos, cuya emisin tiene su origen enel hombre, se catalogan con el trmino de efecto invernadero antropgeno.

g CO2-equivalente CO2 1 CH4 21 N2O 310

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ConferenciadeKyotoParalimitaresteefectoinvernaderoantropgeno,sedecididurantelaConferenciadeKioto(diciembrede1997)reducirlossiguientesseisgasesdeefectoinvernadero:

Dixidodecarbono(CO2)xidonitroso(N2O)Metano(CH4)Hidrofluorcarbonados (HFCs)Perfluorcarbonados (PFCs)Sulfohexafluorados (SF6)

Estosgasesdebanreducirsealmenosenun5%comparadoconlosnivelesde1990hastaelmarcodereferenciacomprendidoentre20082012.ParalaUElareduccindebadeserdel8%.

EfectoglobalEn la literatura relevante, las estimaciones sobre el grado de influencia de dichosgases varan ampliamente. Sin embargo, el vapor de agua representa el msimportante de todos los gases de efecto invernadero, que contribuye entre un 6090%.

EFECTO GLOBAL

VAPOR DE AGUA; 60-90%

ANTROPGENO; 0,5-1,5%RESTO GASES;

5-40%

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ElvapordeaguaEl agua en la atmsfera constituye un complejo sistema dinmico en el que losdiferentes estados tales como, vapor, lquido y cristales de hielo interaccionanpermanentemente. El vapor de agua, como consecuencia de la evaporacin de lasuperficie de mares y ocanos, pasa a un rpido ciclo hidrolgico. Entre 8 a 10das cierra este ciclo precipitando en forma de lluvia y/o nieve.

En el proceso de evaporacin se absorbe calor de la superficie lquida. Durante elproceso de condensacin la tendencia se invierte, se libera calor. As, existe unimportante transporte de calor en la circulacin del vapor en la atmsfera.Dependiendo de determinadas condiciones como por ejemplo, la velocidad delviento, la temperatura superficial de una determinada localizacin y la humedad,estas cantidades de calor influyen en la climatologa global y tambin en la local.

En las zonas de la Tierra cuya atmsfera tiene poca proporcin de vapor de agua,como en los desiertos, las fluctuaciones de temperatura entre el da y la nocheson muy grandes.

GASESDEEFECTOINVERNADEROLas emisiones de CO2 de fuentes naturales representan el 96,5% de las emisiones globalesde CO2. Las emisiones de CO2 generadas por el hombre en todo el mundo contribuyen enun 3,5%. El trfico mundial contribuye en un 0,5% a las emisiones totales de CO2. Estacontribucin, aunque relativamente pequea, se considera que puede tener influencia enel equilibrio natural del CO2 y, por tanto, en el clima global.

MedidasprecisasdeconcentracindeCO2 atmosfricosloexistendesde1959enlaestacionesdeMauna Loa(Hawai)yenelPoloSur

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GASESDEEFECTOINVERNADEROEl metano es un gas incoloro, inodoro e inflamable. Las emisiones de CH4 defuentes naturales provienen de pramos y de humedales, mientras que lasfuentes antropgenas provienen de las plantaciones de arroz y granjas. Lasemisiones de CH4 debidas al trfico son despreciables. El transporte por carreteracontribuye con un 0,3 %, con respecto al 0,2% de emisiones de metano de origenantropgeno.

GASESDEEFECTOINVERNADEROEn la atmsfera el N2O permanece durante unos 100 aos aproximadamente (porlo que su distribucin en la atmsfera es bastante homognea), atrapando 310veces ms calor que el CO2 (por lo que se le considera un potente gas de efectoinvernadero). La mayor cantidad de N2O proviene de los bosques, praderas yocanos. Otras fuentes de emisin son las debidas a los fertilizantes. Los vehculosturismo y camiones contribuyen a un 1,6%, cada uno, del total de las emisionesantropgenas de N2O. Se puede concluir que la contribucin del trfico rodado alos efectos de calidad global del aire es muy pequea

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EMISIONESDECARCTERLOCAL

Las emisiones procedentes de los tubos deescape tienen una vida corta por lo quepueden incrementar las concentracioneslocales de determinadas sustanciasocasionando efectos locales y regionales comoel smog y la lluvia cida

SMOGEl trmino smog es original de los episodios producidos en Londres a finales delsiglo XIX cuando una mezcla de humo y niebla colapsaba la ciudad. Esta situacinse produjo por las elevadas emisiones de dixido de azufre (SO2) y de holln (soot)procedente de la combustin del carbn con alto contenido en azufre. Aunque elholln fomenta la formacin de niebla (que siempre ocurre, especialmente eninvierno), el dixido de azufre se disuelve en las gotas de niebla y forma cidosulfuroso y sulfrico. Esta es la clase de niebla que en la literatura se refiere comoLondon smog.

En contraste con la situacin londinense, se puede encontrar smog debido aprocesos fotoqumicos en la atmsfera de reas libres de niebla. El smogfotoqumico se genera cuando los xidos de nitrgeno, el monxido de carbono ylos hidrocarburos estn sometidos a una radiacin intensa solar. Tal situacinconduce a la formacin de sustancias altamente oxidantes, como el ozono, ascomo componentes aerotransportados provocando neblinas y baja visibilidad. Estefenmeno ocurri por primera vez en Los Angeles, donde la renovacin del aireest muy limitada por su situacin geogrfica, y es conocido como Los Angelessmog. Debido a los efectos negativos que sobre la salud tiene el smog, lasautoridades han protegido la calidad del aire con legislacin para reducir loscomponentes precursores del smog.

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XIDOSDENITRGENOLos xidos de nitrgeno ( (NO, NO2), se forman durante el proceso de combustincon altas temperaturas. Tienen una influencia muy grande en la calidad del aire y enlas reacciones fotoqumicas en la atmsfera. Cuanto mayor sea el rendimiento delmotor (es decir menos cantidad de CO2 emitido) mayor ser el NOx formado.

Las fuentes antropognicas de NOx son el trfico rodado, la industria, las plantas depotencia, las calefacciones, incineradoras y la agricultura. Las emisiones de laagricultura provienen fundamentalmente del uso de fertilizantes que contienennitrgeno.

Participacindelasemisionesdexidodenitrgenoglobalesanuales

XIDOSDENITRGENOLos xidos de nitrgeno (NOx), son contaminantes multiefecto y aparte de serprecursores el ozono troposfrico, tambin actan como sustancia acidificante.Suponen ms de la mitad de las emisiones de gases acidificantes en peso. Su evoluciny condicionantes, responden a las mejoras tecnolgicas de los vehculos (entre ellasinstalacin obligatoria de catalizadores), a la renovacin del parque de vehculos y lacada del consumo en los ltimos aos

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XIDOSDENITRGENO

HIDROCARBUROSNOMETANO

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MONXIDODECARBONO

PARTCULASLos trminos polvo o partculas se refieren a las partculas en el ambiente quepueden ser generadas y emitidas directamente por fuentes naturales oantropgenas, o aquellas que se originan indirectamente de precursores gaseosos ypueden ser tambin de origen natural o antropgeno.

Emisionesdepartculasdefuentesdirectasoprimariassonlassiguientes:

PolvoensuspensinSootHumo

Emisionesdepartculasdeorigenindirectoosecundariassonlassiguientes:

CompuestosdeazufreCompuestosdenitrgenoCompuestosdehidrocarburos

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PARTCULASIncluso conociendo los mecanismos de formacin, la masa de partculas ensuspensin generadas de forma indirecta (a partir de gases), se puede cuantificar conalto grado de incertidumbre, debido a la incertidumbre entre natural y antropgena.

Fuentes naturales de emisiones directas de partculas:

VolcanesSal de los ocanosErosin del vientoQuema de biomasa (debidas, por ejemplo, a la accin de los rayos)

Fuentes antropgenas de emisiones directas de partculas:

Quema de biomasaIncineradorasTrfico (excluido el polvo de la carretera)Polvo de la construccin, minas, etc.Polvo de la agricultura

PARTCULAS

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TRANSPORTEYDEMANDAENERGTICA

Parquedevehculos

EnEspaacirculaaproximadamente30millonesdevehculos

Fuente: DGT. 2008

16,77% 0,20%

71,51%

8,08%

0,69%

2,76%

Camiones yfurgonetas

Autobuses

Turismos

Motocicletas

TractoresIndustriales

Otros vehculos

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CONSUMODECARBURANTESENTRANSPORTES

76%

14%10%

CARRETERA

AREO

MARTIMO

FUENTE: Ministerio de Fomento

Las emisiones en el transporte, especialmente el CO2 estn muy vinculadas con susconsumos energticos. Esto es as porque el transporte representa en torno a un 40% delconsumo de energa final total del pas.

CONSUMODEENERGAPORMODOSDETRANSPORTE

FUENTE: MITYC

34%

65%

1%

CARRETERA

Gasolina auto

Gasleo tipo A

Gases licuadosde petroleo(GLP)

1%

99%

AREO

Gasolinaaviacion

Queroseno aviacion

23%

77%

MARTIMO

GasleomartimoFuel-oilmartimo

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CONSUMOENERGTICO

Consumodeenergaenelsectordetransportespormodos(NACIONAL)

Como se ha indicado, el transporte es el responsable de aproximadamente el 40% de laenerga final consumida en Espaa. En los trficos nacionales, la carretera es el modo quems energa consume, en torno al 91%, seguido por el transporte areo (4%) y martimo(ms del 3%) y el transporte ferroviario el restante 1,5%.

CONSUMOENERGTICO

EvolucindelConsumodeenergaenelsectordetransportespormodos(ndice2000=100)

Por fuentes, los productos petrolferos representaron en el ao 2011 casi el 95% delconsumo del sector transportes; en el ao 2000, este valor se elevaba hasta el 99%. Lasenergas renovables (biocarburantes) en este mismo perodo han pasado de representarel 0,3% del consumo de energa final en el sector transporte al 6%.

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TRANSPORTEYEMISIONESDECO2

EvolucindelasemisionesdeCO2 eneltransporteporcarretera

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EmisionesTransporteporCarretera

EMISIONESPORMODOS

EmisionesdeCO2 procedentesdelTransportedeviajerosymercancasporcarreteraydelFerrocarril

Evolucin Emisiones de CO2 procedentes del Transportede viajeros y mercancas por carretera y del Ferrocarril(ndice 2000=100)

Evolucin Emisiones de CO2 procedentes del Transporte deviajeros por carretera (viajeroskm.), mercancas porcarretera (toneladaskm.) y ferrocarril (unidades detrfico). ndice 2005=100

Fuente:MAGRAMA

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COMBUSTIBLESALTERNATIVOS

1. BiocarburantesBiodiselBioetanolBiometanoBiocarburantesavanzados

2. Electricidad3. Gasnatural4. Hidrgeno

BIOCARBURANTES: biocombustibles lquidos con especificaciones tcnicas definidasequivalentes a la del carburante que sustituyen en los motores de automocin.

BIOCARBURANTES

CEREALESPATATAS

CAA AZCARREMOLACHA

SEMILLAS YFRUTOS OLEAGINOSOS

ANIMALES

HIDRLISIS Y FERMENTACIN

DEL ALMIDN

FERMENTACINDEL AZCAR

EXTRACCIN

EXTRACCIN

ETANOL

ACEITES VEGETALES

GRASASANIMALES

TRANSESTERIFICACINCON METANOL / ETANOL

STERESMETLICOS

OETLICOS

REACCINISOBUTENO ETBE

MEP

MEC

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BioetanolEl bioetanol es un alcohol producido a partir de la fermentacin del azcar que se encuentra encereales como el maz, la cebada o el trigo, en la caa de azcar, en la remolacha, etc.ESPECIFICACIN

Prenorma prEN15376 Etanol como componente de mezclas de gasolinaVAS DE EMPLEO EN MEZCLAS CON GASOLINA

Va directa: Puede mezclarse con gasolina hasta un 85% en MEP (requiere modificaciones) Va indirecta: ETBE La especificacin de la gasolina EN228 admite un 5% v/v de etanol y un 15% v/v de teres.

COMPORTAMIENTO DEL BIOETANOL EN MOTORES Alto n octano Sin emisin de SOx Reduccin CO2 Alto calor latente de vaporizacin y baja presin de vapor Poder calorfico menor que la gasolina Baja lubricidad y puede ocasionar corrosin Reduce las emisiones de NOx y PM. Aumenta ligeramente las emisiones de CO y HC

BiodiselREACCIN DE TRANSESTERIFICACIN

CH2OOCR CH3OOCR CH2OHCH2OOCR+3CH3OHCH3OOCR+CHOHCH2OOCR CH3OOCR CH2OH

TRIGLICRIDO+METANOLSTERMETLICO+GLICERINA

(R, R, R son cadenas lineales con o sin enlaces dobles y cuyo nmero de tomos de carbono mshabitual es de 17)

ESPECIFICACINSus caractersticas fsicoqumicas se aproximan a las del gasleo y se detallan enlas especificacin EN14214. La especificacin del gasleo EN590 admite un 5%v/v de biodisel, que cumpla a su vez la especificacin EN14214.

COMPORTAMIENTO DEL BIODISEL EN MOTORES LIGERA PRDIDA EN POTENCIA LEVE INCREMENTO EN CONSUMO REDUCCIN OPACIDAD HUMOS. HC, CO APARENTEMENTE IGUALES. AUMENTO DE LOS NOx SIN EMISIN DE SOX REDUCCIN EMISIN DE CO2 PROBLEMA DE ARRANQUE EN FRO

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GASNATURAL Qumicamente, el GN es una mezcla de hidrocarburos de bajo punto de ebullicin.

El metano es el componente que presenta mayor concentracin, con pequeascantidades de etano y propano. El azufre, el nitrgeno y el dixido de carbono sonelementos incluidos en el GN. Su composicin global depende del lugar deextraccin. Se almacena como gas comprimido, CNG, a presiones de 25 Mpa obien como lquido, LNG, a presiones entre 70 y 210 kPa a una temperatura de 160C.

VENTAJAS:Su elevado NO (~120), permite aumentar rc.Bajas emisiones. Menos aldehdos que el metanol, y menos CO2Grandes reservas

INCONVENIENTES:Baja densidad de energaBajo vNecesidad de tanque presurizados

HIDRGENOComo la electricidad, el hidrgeno es una forma secundaria de energa que sepuede obtener de fuentes renovables y no renovables. Se almacena como gascomprimido, a presiones de 35 MPa o bien como lquido, a presin atmosfrica auna temperatura de 250 C.

VENTAJAS:Elevada temperatura de autoinflamacin, lo que permite elevar rc.Bajas emisiones. Ausencia de CO, HC y CO2 en el escape. Catalizador para NOx.Alta disponibilidad de combustible.

INCONVENIENTES:Baja densidad de energaBajo vNecesidad de tanque presurizados

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SISTEMASDEPROPULSINALTERNATIVOS

VEHCULOPURAMENTEELCTRICO

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SISTEMA PROPULSIVO

CARGADOR/UNIDAD DE GESTIN

Convertidor/Inverso

r

MotorElctrico Transmisin

FUENTECARGA

Aceleracin

Freno regenerativo

Controlador

Electrnico

BaterasSuministro Energa Auxiliares

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Trenpropulsorhbridoelctricoenconfiguracinserie

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FUNCIONAMIENTOPTIMODELMCITRANSMISINMECNICAMSSIMPLEINSTALACINSEPARADADEAMBOSMOTORES

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Trenpropulsorhbridoelctricoenconfiguracinparalelo

59MENORESREQUERIMIENTOSDEPOTENCIAPARAAMBOSMOTORES.MAYORCOMPLEJIDADDELCONTROLYACOPLAMIENTOSMECNICOS.

HONDA INSIGHT

Trenpropulsorhbridoelctricoenconfiguracinserie paralelo

60VENTAJASDEAMBASCONFIGURACIONESMAYORCOMPLEJIDAD

TOYOTA PRIUS

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Principalesventajaseinconvenientesdelosvehculoshbridos.

VENTAJAS INCONVENIENTESRecuperacindepartedelaenergadurantelasdeceleraciones(frenadoregenerativo)

Mayorpesoqueunvehculoconvencionaldebido,fundamentalmente,alpesoaadidoporelmotorelctricoylasbateras

MenorconsumoyemisionesdeCO2

Mscomplejo,msposibilidaddeaveras

Elmotortrmicotieneunapotenciamsajustadaalusohabitual.

Mayorcosteencomparacinconlosvehculosconvencionales

Principalesventajaseinconvenientesdelosvehculoshbridos.

VENTAJAS INCONVENIENTESRecuperacindepartedelaenergadurantelasdeceleraciones(frenadoregenerativo)

Mayorpesoqueunvehculoconvencionaldebido,fundamentalmente,alpesoaadidoporelmotorelctricoylasbateras

MenorconsumoyemisionesdeCO2

Mscomplejo,msposibilidaddeaveras

Elmotortrmicotieneunapotenciamsajustadaalusohabitual.

Mayorcosteencomparacinconlosvehculosconvencionales

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VentajasyrequerimientosparaelfuturodelosVE.

VentajasdelosVE RequerimientosdelosVEparasupenetracinenel

mercadoCO2 neutro utilizandoenerga renovable

Aseguramiento de un nivelautonoma adecuado

Alto rendimiento delsistema propulsor

Seguridad en el sistema dealmacenamiento de energaelctrica

Bajo coste de operacin Amplia disponibilidad de puntosde carga

Funcionamientosilencioso Tiempos de carga aceptablesPosibilidad de utilizacinde la red elctrica existente

Disponibilidad de energasrenovables para el suministro avehculos

Emisiones cero en el puntode uso

Reduccin del coste inicial de lasbateras y otros componentes.

VentajasyrequerimientosparaelfuturodelosVE.

VentajasdelosVE RequerimientosdelosVEparasupenetracinenel

mercadoCO2 neutro utilizandoenerga renovable

Aseguramiento de un nivelautonoma adecuado

Alto rendimiento delsistema propulsor

Seguridad en el sistema dealmacenamiento de energaelctrica

Bajo coste de operacin Amplia disponibilidad de puntosde carga

Funcionamientosilencioso Tiempos de carga aceptablesPosibilidad de utilizacinde la red elctrica existente

Disponibilidad de energasrenovables para el suministro avehculos

Emisiones cero en el puntode uso

Reduccin del coste inicial de lasbateras y otros componentes.

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Piladecombustible

VEHCULOELCTRICOCONPILADECOMBUSTIBLE

HONDA FCX CLARITY

TOYOTA FC