Brian Kromer, Step2Compliance Karrie Williams, TestOil. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

Publicado en la revista MachineryLubrication (2/2014)

Para mucha gente, las regulaciones de la Agencia de Protección al Ambiente de los Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés) son difíciles de comprender debido a la terminología que emplean. Por ejemplo, motores de combustión interna (MCI) y motores de combustión interna reciprocantes (MCIR) son los términos más utilizados en la reglamentación para describir los motores estacionarios, en tanto que la industria prefiere términos como compresores, generadores y bombas. Esto puede generar una falta de conexión entre los reguladores y los regulados.

Con las más recientes revisiones a los estándares de emisiones, posiblemente impactando más motores e industrias que cualquier otra regla emitida por la EPA, se torna aún más crítico entender dichas reglas, incluyendo las últimas enmiendas enfocadas en motores reciprocantes de combustión interna estacionarios.

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En marzo de 2010, la EPA anunció una nueva enmienda a la regla final en el “Estándar Nacional de Emisiones para Contaminantes Peligrosos del Aire para Motores Reciprocantes de Combustión Interna- Sub-parte ZZZZ”, o RICE NESHAPS (por las siglas en inglés de National Emissions Standards for Hazardous Air Pollutants for Stationary Reciprocating Internal Combustion Engines), con nuevos requerimientos hacia los motores de ignición por compresión (CI, por las siglas en inglés de compression-ignition) o motores a diésel, y revisiones a motores de ignición por chispa (SI, por las siglas en inglés de spark-ignited) o motores a gasolina, gas natural y combustibles gaseosos hasta agosto de 2010. Esos tipos de motores se les refiere como CI RICE y SI RICE, respectivamente. La regla requerirá que las fuentes impactadas alcancen límites reflejando la aplicación de la Máxima Tecnología de Control Alcanzable (MACT, por las siglas en inglés de Maximum Achievable Control Technology) (MACT) consistente con las secciones 112 (d) del Acta de Aire limpio.

Ambos tipos de motores recibieron diferentes fechas límite para el cumplimiento. Los del tipo CI RICE deberían cumplir para mayo de 2013, mientras que los de tipo SI RICE lo deberían hacer para octubre de 2013. Los requerimientos tuvieron efecto en esas fechas, incluyendo aquellos relacionados con los estándares de emisiones, pruebas, cumplimiento, límites de operación, prácticas de trabajo, registro de datos y reporte.

Las reglas aplican a los siguientes motores estacionarios:

  • Los motores con más de 500 caballos de potencia (HP) en la fuente importante de contaminantes peligrosos del aire (HAP, por las siglas en inglés de hazardous air pollutants), incluyendo motores existentes construidos antes del 19 de diciembre, 2002; los motores nuevos construidos en o después del 19 de diciembre, 2002; y motores reconstruidos cuya reconstrucción comenzó en o después del 19 de diciembre, 2002.
  • Los motores con menos de 500 HP en la fuente importante de HAP, incluyendo motores existentes construidos antes del 12 de junio, 2006; los motores nuevos construidos en o después del 12 de junio, 2006; y motores reconstruidos cuya reconstrucción comenzó en o después del 12 de junio, 2006.

Note las calificaciones de “fuente importante” y “HAP”. El término “fuente importante” tiene diferentes definiciones y umbrales en función de si hace referencia a un contaminante peligroso del aire (HAP), criterio de contaminante del aire (CAP) o gas de efecto invernadero (GHG, por las siglas en inglés de greenhouse gas). La definición de fuente importante para esta regla se refiere a la emisión de toda la instalación de HAPs, donde se encuentra localizado el motor. Una instalación se considera una fuente importante si cualquier HAP individual es superior a 10 toneladas por año o si el total de todos los HAP de la instalación supera las 25 toneladas por año. Todo lo demás se considera una “fuente de área”.

Los estándares de emisiones bajo la regla se dirigen a los HAPs, pero al final no pueden separarse de otros elementos reguladores de la EPA que también afectan a los motores reciprocantes de combustión interna estacionarios. A modo de ejemplo, la regla tiene varias condiciones de alarma que hacen referencia directa a Estándares de Desempeño de Nuevas Fuentes (NSPS, por las siglas en inglés de New Source Performance Standards) para motores estacionarios y realmente puede cumplir con los requerimientos NESHAP ZZZZ de un motor mediante el cumplimiento de la norma NSPS aplicable.

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Figura 1. Esta gráfica muestra los resultados de un análisis detallado de aplicabilidad
para un motor estacionario CI RICE o diésel puesto en operación en 2002 versus 2013.
En verde se indican las reglas que no aplican, en amarillo las que pueden aplicar
y en rojo las que sí aplican(cortesía de step2 compliance).

Las Figuras 1 y 2 muestran los resultados de una determinación de aplicabilidad para ambos tipos de motores (CI y SI RICE). Los ejemplos se tomaron de una “fuente de área” en instalaciones en Texas con motores de 1,000 HP modelo-año 2013 y 2002. Nótese que los motores modelo-año 2013 dan alarma en NESHAP, pero no tienen requerimientos NESHAP; satisfacen los requerimientos NESHAP cumpliendo con las reglas NSPS aplicables.

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Figura 2. Estos resultados provienen de un análisis de aplicabilidad para un motor SI RICE
o motor de gas natural puesto en operación en 2002 versus 2013(cortesía de step2compliance).

En ambos ejemplos, los motores CI y SI estacionarios dan Alarma casi en todos los requerimientos NESHAP ZZZZ, con la excepción de las prácticas de operación y mantenimiento para el CI RICE, así como en las prácticas de trabajo, operaciones y mantenimiento para el SI RICE. Si cualquiera de los ejemplos de CI y SI de 2002 fueran de menos de 500 HP, entonces sólo aplicarían los de operaciones, mantenimiento y prácticas de trabajo. La Figura 3 muestra un ejemplo de un motor SI RICE del mismo modelo-año 2002, con un motor por arriba de 500 HP y el otro por debajo de 500 HP para demostrar los requerimientos mencionados previamente.

“Prácticas de trabajo” es única para esta regla y puede identificar un intervalo específico para cambiar el aceite del motor. Aun cuando debería ser favorable tener límites de emisiones y requerimientos de desempeño, el intervalo podría ser inferior a la frecuencia histórica de cambio de aceite que se había estado presentando. Si este fuera un motor “no de emergencia” con un tiempo anual de operación de aproximadamente 7,000 horas, un cambio de aceite cada 1,440 horas dificultaría las operaciones, ya que tales motores rutinariamente alcanzan 4,000 horas o más antes de que se requiera cambiar el aceite.

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Figura 3. En este análisis, se pusieron en servicio dos SI RICE o motores
de gas natural en 2002, con un motor por arriba de 500 HP y otro motor
por debajo de 500 HP (cortesía de step2compliance).

En seguimiento a los comentarios públicos en esta porción de la regla propuesta, la EPA añadió una opción permitiendo la implementación de un programa de análisis de aceite para extender las frecuencias de cambio de aceite. Por lo tanto, para aquellos motores que requieren cambios periódicos de aceite, la programación del cambio puede extenderse si el aceite forma parte de un programa de análisis de aceite. Sin embargo, el análisis de aceite debe efectuarse a la misma frecuencia que la especificada para el cambio de aceite.

Un programa de análisis de aceite debe incluir los siguientes parámetros para poder calificar: número básico (CI RICE), número ácido (SI RICE), viscosidad y contenido de agua en porcentaje. Si el aceite está dentro de los límites durante el análisis, entonces el propietario/operador no requiere cambiarlo. Sin embargo, si se excede alguno de los límites, el aceite debe cambiarse en un lapso no mayor a 2 días hábiles.

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Figura 4. El protocolo de análisis de aceite NESHAP ZZZZ define
parámetros y límites condenatorios específicos para el cambio de aceite.

Los requerimientos de documentación para esta regla le dan a la EPA y a las agencias ambientales estatales la autoridad para pedir el cumplimiento de sus registros por hasta cinco años, de manera que los propietarios/operadores deben validar que se han implementado las prácticas de trabajo y son capaces de suministrar los registros que lo acrediten oportunamente en el momento que se les solicite. Esto también puede presentarse para otros requisitos de registro y reporte.

Algunos laboratorios comerciales de análisis de aceite, como TestOil, ofrecen reportes de acuerdo con NESHAP y que cumplen con las necesidades de análisis de aceite de motores estacionarios. Dichos reportes califican los resultados como “cumple” o “no cumple”. A los aceites que no cumplen se les recomienda volver a tomar una muestra para confirmar la exactitud de los datos originalmente reportados. Las alertas están basadas en parámetros para el número básico o número ácido (dependiendo del motor), viscosidad y contenido de agua. Según las regulaciones, los operadores tendrán dos días hábiles para cambiar su aceite o deberán poner la unidad fuera de operación al recibir el reporte de no cumplimiento.