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Nuevo estudio revela emisiones no vistas de los frenos de vehículos
Creado 10.26
Un estudio reciente revela que el desgaste de los frenos de los vehículos es una fuente significativa y poco explorada de emisiones de tráfico no relacionadas con el escape, liberando una amplia gama de contaminantes gaseosos. La investigación investigó las emisiones en tiempo real de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) de diferentes materiales de freno, estableciendo un vínculo directo entre estos gases y la creación de partículas ultrafinas peligrosas.
Aspectos Clave· Orgánico No Asbesto (NAO)
pastillas de freno, comúnmente utilizados en los Estados Unidos, se encontró que emitían concentraciones significativamente más altas de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) que las almohadillas Sin Cobre de Bajo Metal (LMCF) típicas en el mercado europeo.
· El estudio identificó con éxito más de 200 fórmulas químicas diferentes a partir de las emisiones de ambos tipos de pastillas de freno.
· Se observó un aumento distinto en las emisiones gaseosas justo antes de la formación de partículas ultrafinas, lo que apoya la hipótesis de que estas partículas dañinas se nuclean a partir de los COV emitidos.
· Se registraron emisiones significativas en condiciones que simulan la conducción urbana normal, desafiando la percepción común de que tales contaminantes solo se liberan durante eventos de frenado extremo, como un descenso por una colina.
Un cuento de dos pastillas de freno
En un entorno de laboratorio controlado utilizando un tribómetro de pin sobre disco, los investigadores compararon las emisiones de dos materiales de freno comercialmente prevalentes: NAO y LMCF. Los resultados demostraron una gran diferencia en las emisiones de COV entre los dos. Bajo condiciones de estrés mecánico idénticas, el material NAO emitió consistentemente concentraciones más altas de COV que el material LMCF.
La composición química de las emisiones también varió. Un hallazgo clave fue que los siloxanos, un grupo de compuestos a base de silicio, eran una emisión característica de las pastillas de freno NAO, particularmente bajo alta tensión, pero estaban casi completamente ausentes en las emisiones de LMCF. Si bien el rango general de la mayoría de los otros COV era similar entre los dos tipos de pastillas, este descubrimiento convierte a los siloxanos en un posible trazador del desgaste de frenos NAO.
La relación entre gases y partículas
Quizás el hallazgo más crítico es la relación directa entre las emisiones gaseosas y la posterior formación de partículas ultrafinas, que son partículas más pequeñas de 100 nanómetros. El estudio es el primero en demostrar de manera definitiva que el aumento en las emisiones en fase gaseosa precede a la formación de partículas ultrafinas.
Durante los experimentos, un aumento en las concentraciones de VOC ocurrió de manera constante a medida que las temperaturas de los discos de freno aumentaban, alcanzando su punto máximo justo antes de la detección de nanopartículas. Esta observación apoya fuertemente la teoría de que las partículas ultrafinas peligrosas emitidas por el desgaste de los frenos se forman a través de la nucleación de estos VOC.
Implicaciones Ambientales y de Salud
Esta investigación plantea preguntas importantes sobre el impacto ambiental de los materiales de freno que a menudo se comercializan como alternativas "amigables". El estudio encontró que las pastillas NAO, a pesar de su reputación "verde", emiten más contaminantes gaseosos en comparación con las pastillas LMCF. Muchos de estos COV identificados, como el benceno y el formaldehído, son conocidos por ser tóxicos para la salud humana, lo que genera dudas sobre los beneficios netos de estos materiales.
Además, estas emisiones no se limitan a escenarios de frenado extremo. Los experimentos mostraron una liberación significativa de COV a temperaturas y velocidades que corresponden a la conducción urbana típica. Esto sugiere que mitigar las emisiones gaseosas de las pastillas de freno podría ser una estrategia crucial para reducir la formación de partículas ultrafinas dañinas en las ciudades y que los factores de emisión medidos en laboratorios pueden no reflejar con precisión las complejas condiciones del mundo real.
Una investigación reciente ha demostrado que el desgaste de los frenos de los vehículos es una fuente importante y poco explorada de emisiones de tráfico no relacionadas con los gases de escape, liberando una variedad de contaminantes gaseosos. El estudio investigó las emisiones en tiempo real de compuestos orgánicos volátiles (COV) de diferentes materiales de freno, estableciendo así una conexión directa entre estos gases y la generación de partículas ultrafinas nocivas.
主要亮点· 研究发现，美国常用的无石棉有机 （NAO） **Principales aspectos destacados**: La investigación ha encontrado que el orgánico sin asbesto comúnmente utilizado en Estados Unidos (NAO)
Pastillas de frenoLa concentración de compuestos orgánicos volátiles (COV) emitidos es significativamente más alta que la de las pastillas de freno típicas de bajo metal sin cobre (LMCF) en el mercado europeo.
· Este estudio identificó con éxito más de 200 tipos diferentes de compuestos químicos y fórmulas a partir de las emisiones de dos tipos de pastillas de freno.
· Antes de la formación de partículas ultrafinas, se observó un aumento significativo en las emisiones de gases, lo que respalda la hipótesis de que estas partículas nocivas se nucleen a partir de los compuestos orgánicos volátiles emitidos.
· Se registraron grandes cantidades de emisiones bajo condiciones que simulan la conducción normal en la ciudad, desafiando la opinión general de que tales contaminantes solo se liberan durante eventos de frenado extremo, como en bajadas.
Dos historias de pastillas de freno
En un entorno de laboratorio controlado utilizando un medidor de fricción de clavos, los investigadores compararon las emisiones de dos materiales de freno comercialmente populares: NAO y LMCF. Los resultados mostraron que hay diferencias significativas en las emisiones de VOC entre ambos. Bajo las mismas condiciones de esfuerzo mecánico, el material NAO siempre emitió concentraciones más altas de VOCs en comparación con el material LMCF.
Los componentes químicos de las emisiones también varían. Un hallazgo clave es que los siloxanos son un grupo de compuestos a base de silicio, que son emisiones características de las pastillas de freno NAO, especialmente bajo alta tensión, pero que prácticamente no existen en las emisiones de LMCF. Aunque el rango general de la mayoría de los otros compuestos orgánicos volátiles es similar entre los dos tipos de pastillas de freno, este hallazgo convierte a los siloxanos en posibles trazadores del desgaste de los frenos NAO.
La conexión entre gases y partículas
Quizás el descubrimiento más clave es la relación directa entre las emisiones de gases y la formación posterior de partículas ultrafinas (partículas de menos de 100 nanómetros). Este estudio demuestra por primera vez que el aumento de las emisiones en fase gaseosa precede a la formación de partículas ultrafinas.
Durante el proceso experimental, a medida que la temperatura del disco de freno aumentaba, la concentración de VOC aumentaba continuamente, alcanzando un pico antes de detectar las nanopartículas. Esta observación apoya fuertemente la teoría de que las emisiones de partículas ultrafinas dañinas por el desgaste de los frenos se forman a través de la nucleación de estos compuestos orgánicos volátiles.
Impacto ambiental y en la salud
Este estudio plantea importantes cuestiones sobre el impacto ambiental de los materiales de freno que comúnmente se venden como alternativas "amigables". La investigación encontró que, a pesar de que las almohadillas de NAO tienen una reputación de "verde", emiten más contaminantes gaseosos en comparación con las almohadillas de LMCF. Es bien sabido que muchos compuestos orgánicos volátiles identificados (como el benceno y el formaldehído) son tóxicos para la salud humana, lo que genera dudas sobre los beneficios netos de estos materiales.
Además, estas emisiones no se limitan a escenarios de frenado extremo. Los experimentos han demostrado que, a temperaturas y velocidades correspondientes a la conducción típica en la ciudad, la cantidad de compuestos orgánicos volátiles liberados es significativa. Esto indica que reducir las emisiones gaseosas de las pastillas de freno podría ser una estrategia clave para disminuir la formación de partículas ultrafinas dañinas en las ciudades, y que los coeficientes de emisión medidos en laboratorio pueden no reflejar con precisión las complejas condiciones del mundo real.
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