Conoce sobre los convertidores catalíticos
Por las carreteras de Chile circulan millones de automóviles, y cada uno de ellos es una fuente potencial de contaminación. Los contaminantes producidos por los automóviles en su conjunto, especialmente en las grandes ciudades, pueden suponer un gran problema. Para resolverlo, las ciudades, los estados y el gobierno federal crean leyes de aire limpio, y han promulgado muchas normativas que restringen la cantidad de contaminantes que pueden producir los automóviles. Para cumplir estas leyes, los fabricantes de coches han perfeccionado sus motores y sistemas de combustión. Para ayudar aún más a reducir las emisiones, se ha desarrollado un interesante dispositivo, llamado convertidor catalítico, que trata los gases del escape antes de que el automóvil los expulse, y elimina gran parte de los contaminantes. En este artículo, descubrirá qué contaminantes producen los motores y por qué, y cómo actúa el catalizador frente a cada uno de ellos.
Los catalizadores son unos dispositivos sorprendentemente sencillos, por lo que resulta increíble que tengan tanta repercusión.
Contaminantes producidos por el motor de un vehículo
Con el fin de reducir las emisiones, los motores de los automóviles modernos controlan cuidadosamente la cantidad de combustible que queman. Tratan de mantener la relación aire-combustible muy cercana al punto estequiométrico, que es la relación ideal calculada entre el aire y el combustible. Teóricamente, en esta proporción, todo el combustible se quemará utilizando todo el oxígeno en el aire. Para la gasolina, la relación estequiométrica es de aproximadamente 14.7:1, lo que significa que por cada gramo de gasolina se quemarán 14.7 gramos de aire. La mezcla de combustible realmente varía un poco de la proporción ideal durante la conducción. A veces la mezcla puede ser pobre (una relación aire-combustible superior a 14.7) y otras veces la mezcla puede ser rica (una relación aire-combustible inferior a 14.7). Las principales emisiones de un motor de automóvil son:
- Gas nitrógeno (N2) – El aire es un 78 % gas nitrógeno y gran parte de este pasa directamente a través del motor del coche.
- Dióxido de carbono (CO2) – Este es un producto de la combustión. El carbono del combustible se une con el oxígeno del aire..
- Vapor de agua (H2O) – Este es otro producto de la combustión. El hidrógeno del combustible se une con el oxígeno del aire..
Estas emisiones son benignas en su mayoría, aunque se cree que las emisiones de dióxido de carbono contribuyen al calentamiento global. Pero debido a que el proceso de combustión nunca es perfecto, también se producen pequeñas cantidades de emisiones más nocivas en los motores de los automóviles:
- Monóxido de carbono (CO) – un gas venenoso que es incoloro e inodoro .
- Hidrocarburos o compuestos orgánicos volátiles (VOCs) – producido principalmente del combustible no quemado que se evapora. La luz del sol los rompe para formar oxidantes, que reaccionan con los óxidos de nitrógeno para provocar ozono a nivel del suelo (O3), un componente principal de la niebla tóxica.
- Óxidos de nitrógeno (NO y NO2, conjuntamente llamado NOx): contribuye a la aparición de niebla tóxica y lluvia ácida, así como provoca irritaciones en las membranas mucosas del ser humano..
Los convertidores catalíticos están diseñados para reducir estas tres principales emisiones reguladas.
Cómo reducen la contaminación los convertidores
La mayoría de los vehículos modernos están equipados con convertidores catalíticos de tres vías. “Tres vías” hace referencia a las tres emisiones reguladas que ayuda a reducir: monóxido de carbono, moléculas COV y moléculas NOx. El convertidor utiliza dos tipos diferentes de catalizadores, un catalizador de reducción y un catalizador de oxidación. Ambos tipos consisten en una estructura cerámica revestida con un catalizador metálico, normalmente platino, rodio o paladio. La idea es crear una estructura que exponga la máxima superficie del catalizador a la corriente de escape, al mismo tiempo que se minimiza la cantidad de catalizador requerido (son muy caros).
Hay dos tipos principales de estructuras empleadas en los catalizadores: la de panal y la de cuentas de cerámica. La mayoría de los coches utilizan hoy una estructura del panal.
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