Volkswagen y el problema de los TDI

Esta mañana me enteraba de la renuncia de Martin Winterkorn, CEO del grupo Volkswagen AG, después que se destapara el escándalo de los motores TDI de cuatro cilindros de algunos modelos de Volswagen y Audi en los Estados Unidos, estas son palabras mayores.

Por si acaso ud. ha vivido debajo de una piedra los últimos días, o se encontraba de vacaciones en el polo norte y no se ha enterado del escándalo, lo resumo acá y les daré mis impresiones y algunas predicciones al respecto:

Estados Unidos es un país del que se puede decir que tiene dos caras en el tema de emisiones, comencemos por la que concierne al escándalo TDI, por ese lado tiene unas normas bastante estrictas al respecto, que son reguladas por la Agencia de Protección Ambiental o Environmental Protection Agency EPA (para aquellos que lo escriben como Agencia de Protección Medioambiental les vendría bien entrar a la página oficial), bueno volviendo al tema resulta que hay otra agencia involucrada, una que tiene unas normas anti contaminantes aun más estrictas llamada la CARB (California Air Resources Board), quienes se encargan de vigilar y mantener la calidad del aire en el Estado de California y pueden realizar sus propias normas; ambas agencias determinan la cantidad de emisiones contaminantes que puede producir el motor de cualquier vehículo que circule en California (CARB) y en el resto de estados (EPA). Si alguna vez han escuchado las siguientes clasificaciones: LEV (Low Emission Vehicle), ILEV (Inherent Low Emission Vehicle), ULEV (Ultra-Low Emission Vehicle) y ZLEV (Zero Emission Vehicle), son de la CARB, y a su vez bastante famosas en el país del norte.

Ellos se encargan de que los vehículos comercializados en los Estados Unidos pasen por una prueba de homologación para evaluar el nivel de emisiones, aquí ponen el vehículo en un banco de pruebas y simulan un ciclo de conducción que básicamente es arrancar, frenar, dejar el vehículo en marcha mínima (ralentí) volver a arrancar, etc. Hace unos años escribí al respecto, aquí pueden ver la entrada de este blog.

En la siguiente imagen de la EPA pueden apreciar las variaciones de velocidad con respecto al tiempo del ciclo.

Ciclo de homologación de la EPA

El punto es que esta prueba se repite igual para todos los vehículos y todas las veces se realiza el mismo procedimiento, así que (presumiblemente) en Volkswagen programaron el módulo de control del motor (ECU/ECM) de modo que pudiera detectar cuando el vehículo se encontraba realizando la prueba y ajustar así las emisiones contaminantes. ¿Y cómo lo podía saber?, no se ha divulgado oficialmente esa información pero debido a que la prueba se realiza sobre un dinamómetro el timón/volante no se gira durante la prueba (información que conoce la ECU a través del sensor de giro de volante (Steering Angle Sensor), el control de tracción usualmente se desactiva e inclusive podría recibir información de otros sensores que detecten que aunque las ruedas motrices están en movimiento las otras ruedas se encuentran quietas (esa información la podría conocer la ECU a través del módulo del ABS que a su vez recibe esta información a través del sensor de velocidad de las ruedas).

Si el módulo detectaba estas condiciones particulares procedía a ajustar parámetros del sistema de inyección para reducir la presión en los cilindros y seguramente mantenía la válvula EGR abierta durante más tiempo lo que permitía pasar la prueba de Óxidos de Nitrógeno sin necesidad de sistemas auxiliares.

Prueba de emisiones de la EPA.

Las emisiones contaminantes productos de la combustión de los motores, son: Dióxido de Carbono, Óxidos de Nitrógeno (NOx), Hidrocarburos sin quemar (HC), Óxidos de azufre (SOx) y partículas sólidas; el problema de los motores Volkswagen en este caso de homologación se centra en los Óxidos de Nitrógeno, que son más frecuentes en los motores de inyección directa diésel.

¿Qué niveles de NOx especifica la norma?

Los niveles de emisiones contaminantes que deben cumplir los vehículos livianos con motores diésel en Estados Unidos están especificados en la US-EPA Tier2-Bin5 [1], en esta se especifica que los niveles de Óxidos de Nitrógeno (NOx) permisibles son de 0.05 gramos por milla, unos 0.08 gramos por kilómetro. 

¿Cómo se dieron cuenta?

La historia comienza en el 2013, cuando el International Council on Clean Transportation (ICCT) contrató al Centro de Combustibles Alternativos de la West Virgina University para realizar un estudio, en el cual compararon las emisiones contaminantes obtenidas en pruebas de homologación con las de pruebas de ruta (condiciones de tráfico real), para esto usaron un Sistema Portátil de Medición de Emisiones o PEMS y lo acoplaron en tres vehículos para el estudio: un Volkswagen Jetta, un Volkswagen Passat y un BMW X5, todos con motores diésel.

Realizaron 97 viajes durante un total de 140 horas y 6400 kilómetros recorridos, cuando observaron los resultados iniciales pensaron que podía haber un error, los números no cuadraban así que las mediciones fueron realizadas varias veces para comprobar que no hubiese datos corruptos o un procedimiento erróneo en la toma de muestras; los niveles de monóxido de carbono y de hidrocarburos estaban por debajo del límite en los tres vehículos, pero los Óxidos de Nitrógeno... esos no.

Según la nota de prensa oficial del International Council on Clean Transportation ICCT, para el Jetta los niveles de Óxidos de Nitrógeno (NOx) fueron entre 15 y 35 veces mayores a los permitidos, para el Passat estos niveles fueron entre 5 y 20 veces mayores a los permitidos [2], el BMW X5 siempre estuvo por debajo o cerca al límite. Aunque en algunos medios se habla sobre un incremento del 40%, sin embargo no he podido comprobar esa información en ninguna fuente oficial o confiable. (El Tiempo y Motor deberían corregir esa información), por si acaso aquí pueden consultar la carta enviada por la EPA a Volkswagen. [3].

Lo curioso del asunto es que contrario a lo que se ha dicho en algunos medios, los tres vehículos estaban equipados con tecnologías para el tratamiento de óxidos de nitrógeno, el Jetta tenía el conocido filtro de partículas (FAP/DPF), mientras que el Passat tenía Sistema de Reducción Catalítica Selectiva (SCR), el cual inyecta una solución de urea en el sistema de escape para reducir los óxidos de nitrógeno; la diferencia entre ambos sistemas se nota pues el Passat registró menores niveles de óxido de nitrógeno. ¿Y el BMW X5?, la nota de prensa oficial solo comenta que estaba equipado con SCR, sin embargo muchos motores BMW M57 (diésel de seis cilindros) están equipados con filtro de partículas DPF, un sistema que almacena partículas productos de la combustión y luego cuando el sistema alcanza cierta temperatura las quema, en un proceso llamado "regeneración". 

Cuando la ICCT conoció los resultados de las pruebas, informó a la EPA y a la CARB, a su vez ellos comenzaron una investigación y notificaron a Volkswagen quien trató de replicar la prueba, el fabricante hizo un recall en diciembre del 2014 para tratar de solucionar el problema, unos 500.000 vehículos fueron llamados a revisión y se hizo un ajuste en la programación de la ECU/ECM, sin embargo la CARB comenzó sus propias pruebas para comprobar la efectividad del recall y como se podrán imaginar por como va esta historia... la solución de Volkswagen no funcionó. [4]

Los resultados finales de la CARB se conocieron el 8 de julio de este año (2015), al final el fabricante Alemán aceptó la existencia de este device, prohibidos explícitamente en la normatividad de la EPA y estalló el asunto.

Comparado con Colombia, qué tan contaminantes son estos vehículos.

En Colombia el límite para vehículos livianos con motores diésel es de 0,62 gramos por kilómetro [5], casi 8 veces más que el límite impuesto por la CARB y la EPA en Estados Unidos; para vehículos pesados el límite es de 7,0 gr/km, ¡SIETE!, eso es 87,5, ¡OCHENTA Y SIETE COMA CINCO veces el límite permitido para los vehículos en los Estados Unidos!, ese era el nivel permitido por la norma Euro II.

Increíblemente no hay lluvia ácida en Bogotá (los óxidos de nitrógeno al mezclarse con agua forman el ácido nítrico - HNO3) Con tantos vehículos diésel circulando y ese nivel permitido de óxidos de nitrógeno es casi un milagro.

Los vehículos del problema en los Estados Unidos.

Volkswagen no tiene un gran mercado de vehículos diésel en los Estados Unidos, debido a que ese tipo de motorizaciones no se venden tanto como en Europa, en parte por la normatividad de emisiones contaminantes pero también porque en Norteamérica el precio del diésel puede ser igual o mayor que el de la gasolina, entonces el sobrecosto inicial de los motores diésel es más difícil de amortizar.

Volkswagen Passat

Sin embargo se habla de unos 500.000 vehículos con este problema, según la carta inicial de la EPA los modelos afectados son los siguientes:

Las medidas iniciales de Volkswagen.

Volkswagen anunció que separará 6500 millones de Euros para hacer frente a los gastos que puedan aparecer de todo este problema, de seguro va a haber un recall masivo, incluso en mercados donde los vehículos técnicamente no infrinjan las normas anti contaminantes y de emisiones. Como les dije al principio el CEO renunció aunque supongo que no habrá que esperar mucho para conocer quién lo sucederá.

¿Y hay vehículos afectados en Colombia?

Oficialmente no se han comercializado los Jetta, Beetle, Golf o Passat con motor TDI en Colombia, la cuarta generación del Jetta sí tuvo una versión del motor 1.9 diésel pero fue hace 10-12 años; en tiempos recientes la Tiguan (2011-2013), Amarok (2012-presente), Crafter, Transporter y Touareg han usado motores diésel TDI, aunque esta última (Touareg) con motores de una familia diferente al 2.0 litros de cuatro cilindros. Audi también ha comercializado la Q5 con este motor (y la Q7 pero con motor de seis cilindros, que es diferente).

Habrá que esperar a que la investigación siga su curso y ver las conclusiones, luego conoceremos los correctivos que hará la empresa, por ahora lo importante es que están dispuestos a cooperar.

El informe de la ICCT dice al final que esta es la primera fase de un meta-proyecto, así que de seguro tendremos noticias de más modelos más temprano que tarde, esto apenas comienza.

1. Light-Duty Vehicle, Light-Duty Truck, and Medium-Duty Passenger Vehicle - Tier 2 Exhaust Emission Standards, EPA, [Citado el 23 de Septiembre de 2015] Disponible en <http://www3.epa.gov/otaq/standards/light-duty/tier2stds.htm>

2. EPA's notice of violation of the Clean Air Act to Volkswagen, International Council of Clean Transportation, [Citado el 23 de Septiembre de 2015] Disponible en <http://www.theicct.org/sites/default/files/press-factsheet-combo_EPA-CARB-VW_20150918.pdf>

3. Carta oficial de la EPA a Volkswagen AG, Audi AG Y Volkswagen of America. EPA [Citado el 23 de Septiembre de 2015] Disponible en <http://www3.epa.gov/otaq/cert/documents/vw-nov-caa-09-18-15.pdf>

4. EPA's notice of violation of the Clean Air Act to Volkswagen, International Council of Clean Transportation, [Citado el 23 de Septiembre de 2015] Disponible en <http://www.theicct.org/sites/default/files/press-factsheet-combo_EPA-CARB-VW_20150918.pdf>

5. Resolución 910 de 2008. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial  [Citado el 23 de Septiembre de 2015] Disponible en <http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=31146>