CATALIZADOR AUTOMOTRIZ En la actualidad existen millones de vehículos de gasolina circulando por el mundo y cada uno de ellos es una fuente de contaminación. En ciudades grandes, la contaminación de estos vehículos puede ocasionar problemas graves. Para solucionar este problema los gobiernos de algunos países han establecido leyes que limitan la cantidad de contaminantes que un vehículo puede generar, lo que obligó a la industria automotriz a buscar medios para hacer más eficientes y menos contaminantes sus motores. Sin embargo, por más eficiente que sea un vehículo de gasolina siempre genera una cantidad de contaminantes, esto es precisamente lo que motivó al uso del convertidor catalítico ya que es un sistema que trata los gases de escape el motor antes de dejarlos libres en la atmósfera.
Que son los Convertidores catalíticos Es un dispositivo que forma parte del sistema de control de emisiones del vehículo, ayuda a disminuir casi a cero los elementos nocivos de los gases de escape de un vehículo. Consta de un panal (preferentemente de cerámica) con incrustaciones de partículas de metales preciosos (platino, paladio y rodio), las emisiones contaminantes reaccionan con los metales preciosos y el calor, transformándose a sí mismos en agua, bióxido de carbono y otros compuestos inofensivos. El catalizador requiere de calor de combustión (aprox. 260°C) para activarse o "desactivarse" y a través de las reacciones químicas que se producen en su interior añade calor al sistema de escape
Contaminantes de los motores a gasolina Los vehículos modernos controlan cuidadosamente la cantidad de combustible que queman para reducir los contaminantes. Las computadoras de los vehículos mantienen una relación de airegasolina muy cercana a la relación estequiométrica que es la relación ideal entre ambos. Teóricamente, si la relación es exacta y la gasolina es pura todo el combustible sería utilizado para generar energía, desechando únicamente dióxido de carbono y agua. Las principales emisiones de un motor de gasolina son las siguientes: Nitrógeno (N2): El 78% del aire es nitrógeno y éste únicamente pasa por el interior del motor sin ser alterado. Dióxido de carbono (CO2): Este es un producto de la combustión. El carbono de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire. Vapor de agua (H2O): El agua también es un producto de la combustión. El hidrógeno de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire para formar agua. Estas emisiones no son consideradas como contaminantes aunque el calentamiento global de la tierra se le atribuye en parte a las emisiones de dióxido de carbono. Todos sabemos que el proceso de combustión dentro de nuestros motores no es ideal ya que la gasolina presenta ciertas impurezas y es imposible mantener una relación exacta de aire-gasolina todo el tiempo. Esto provoca la emisión de los siguientes contaminantes: Monóxido de carbono (CO): Es un gas venenoso sin color ni olor que se genera por una combustión incompleta. Hidrocarburos (HC): Principalmente residuos de gasolina que no se quemó dentro del motor. Óxidos de nitrógeno (NOX): Puede ser monóxido o dióxido de nitrógeno. Es el causante de la lluvia ácida. Estos son los tres principales contaminantes que un convertidor catalítico tiene que reducir. ¿Cómo reduce los contaminantes un convertidor catalítico? Los vehículos modernos están equipados con convertidores catalíticos de tres vías haciendo referencia a los tres contaminantes que debe reducir (CO, HC y NOX). El convertidor utiliza dos tipos de catalizadores, uno de reducción y otro de oxidación. Ambos consisten de una estructura cerámica cubierta con metal normalmente platino, rodio y paladio. La idea es crear una estructura que exponga al máximo la superficie del catalizador contra el flujo de gases de escape, minimizando también la cantidad de catalizador requerido ya que es muy costoso.
El convertidor catalico funciona mediante dos funciones que son: Catalizador de reducción: El catalizador de reducción es la primera etapa del convertidor catalítico. Utiliza platino y rodio para disminuir las emisiones de NOx. (Oxido de nitrógeno) Cuando una molécula de monóxido o dióxido de nitrógeno entra en contacto con el catalizador, éste atrapa el átomo de nitrógeno y libera el oxígeno, posteriormente el átomo de nitrógeno se une con otro átomo de nitrógeno y se libera. Es decir, descompone los óxidos de nitrógeno en ox ígeno y nitrógeno que son los componentes del aire y por lo tanto no son contaminantes. Catalizador de oxidación: El catalizador de oxidación es la segunda etapa del convertidor catalítico. Este catalizador de platino y paladio toma los hidrocarburos (HC) y monóxido de carbono (CO) que salen del motor y los hace reaccionar con el oxígeno que también viene del mo tor generando dióxido de carbono (CO2). Sistema de control: Existe una tercera etapa que monitorea los gases de escape del motor y utiliza esta información para controlar el sistema de inyección de combustible del motor. Se tiene un sensor de oxígeno en los gases de escape del motor antes de llegar al convertidor catalítico. Este sensor informa a la computadora sobre la cantidad de oxígeno existente en el escape, con esta información la computadora puede aumentar o disminuir la cantidad de oxígeno en el escape ajustando la relación de aire-gasolina. El sistema de control le permite a la computadora asegurarse que el motor está funcionando con una relación muy cercana a la estequiométrica y además le permite mantener suficiente oxígeno en el escape para oxidar los hidrocarburos y el monóxido de carbono. FALLAS Un convertidor comienza a fallar cuando la emisión de contaminantes excede el máximo nivel permitido. Esto ocurre porque el material cerámico en su interior al igual que su estructura metálica empieza a deteriorarse a causa de la corrosión u oxidación. Aun cuando los catalizadores permiten reducir los gases generados por los vehículos, existen otras tecnologías más eficientes, cuyo uso aún no se masifica. RECOMENDACIONES PARA MECÁNICOS Y USUARIOS Para garantizar la eficiencia del catalizador y para no afectar el funcionamiento del vehículo, es importante conocer algunos detalles sobre el correcto uso y mantenimiento del vehículo equipado con catalizador. La vida útil del catalizador está reglamentada y todos los componentes relacionados con el control de emisiones deben tener una durabilidad mínima de 80.000 km, o bien 5 años de uso, aquello que ocurra primero. El correcto funcionamiento del catalizador depende directamente del mantenimiento adecuado de todos los sistemas que influyen sobre la formación y descarga de gases de escape.
COMBUSTIBLE Debe cargarse únicamente combustible sin plomo. REGULACION DEL MOTOR La regulación del motor debe realizarse de acuerdo con las especificaciones del fabricante, debiendo prestarse especial atención a las bujías, cables de bujías y sistema de inyección de combustible. La regulación del motor debe realizarse con el motor calentado y con ayuda de un analizador infrarrojo de monóxido de carbono (CO), debiendo introducirse la sonda en los gases de escape antes del catalizador. FALLAS EN EL ENCENDIDO Y EN LA ALIMENTACION DEL COMBUSTIBLE El exceso de combustible no quemado en el motor debido a algún defecto, llega al sistema de escape y puede dañar al catalizador cuando este está a temperatura.Algunos casos son: A. alguna falla en el encendido. B. remover el cable de la bujía para verificar el paso de corriente. C. insistir con el arranque estando accionado un sistema de alarma por cortacorriente. D. alguna falla en la alimentación del combustible. TEMPERATURA EXTERNA DEL CONVERTIDOR Por producirse en el convertidor catalítico reacciones químicas exotérmicas (generan calor), la carcasa externa alcanza temperaturas elevadas. Para evitar daños al catalizador deben tenerse presente los siguientes puntos: A. no sopletear el motor o sistema de escape con combustible para limpieza o protección del vehículo. B. no aplicar revestimientos adicionales o protectores anti-corrosivos en el sistema de escape, convertidor catalítico, soportes o cerca de los mismos. C. no estacionar sobre pasto seco, papel, madera o cualquier material combustible. D. no dejar el motor encendido durante mucho tiempo con el vehículo detenido. AGUA El convertidor catalítico está diseñado para soportar sin problema chorros de agua directamente sobre su carcasá, por ejempló durante el lavado, al pasar por un charco o en días de lluvia. OTRAS CONDICIONES DE OPERACIONES INADECUADAS Fuertes golpes en la carcasa del convertidor pueden dañar la cerámica del catalizador. Alterar o cambiar piezas que afecten el sistema de control de emisiones no autorizados por el fabricante.
DESARMANDO UN CATALIZADOR:
