Conoce los Convertidores Catalíticos
En las carreteras de Chile circulan millones de automóviles, y cada uno de ellos es una fuente potencial de contaminación. En las grandes ciudades, los contaminantes producidos por los vehículos pueden representar un grave problema para la salud pública y el medio ambiente. Para hacer frente a este desafío, gobiernos y autoridades han promulgado normativas que restringen la cantidad de contaminantes emitidos por los automóviles. Para cumplir con estas leyes, los fabricantes de vehículos han perfeccionado sus motores y sistemas de combustión.
Para mejorar aún más la calidad del aire, se ha desarrollado un dispositivo fundamental: el convertidor catalítico, que actúa sobre los gases de escape antes de que el automóvil los libere, eliminando gran parte de los contaminantes. A continuación, explicaremos cómo funciona este dispositivo y qué tipo de contaminantes ayuda a reducir.
Contaminantes Producidos por el Motor de un Vehículo
Los motores de los automóviles modernos buscan reducir las emisiones controlando cuidadosamente la cantidad de combustible quemado, manteniendo la relación aire-combustible cercana al punto ideal denominado estequiométrico. En la gasolina, esta proporción es de aproximadamente 14.7:1, es decir, por cada gramo de gasolina se queman 14.7 gramos de aire. Sin embargo, durante la conducción, la mezcla de aire-combustible puede variar. Cuando la mezcla es pobre (más aire que combustible) o rica (más combustible que aire), se generan diferentes emisiones.
Las principales emisiones inofensivas de un motor son:
- Gas nitrógeno (N2): El aire está compuesto en un 78% por nitrógeno, el cual pasa prácticamente sin cambios a través del motor.
- Dióxido de carbono (CO2): Producto de la combustión del combustible con el oxígeno del aire.
- Vapor de agua (H2O): Otro producto de la combustión, formado cuando el hidrógeno del combustible se combina con el oxígeno.
Aunque estas emisiones son generalmente inofensivas, el dióxido de carbono (CO2) contribuye al calentamiento global. Además, la combustión no es perfecta, lo que genera pequeñas cantidades de emisiones más dañinas, tales como:
- Monóxido de carbono (CO): Un gas venenoso, incoloro e inodoro.
- Hidrocarburos o compuestos orgánicos volátiles (COVs): Provienen del combustible no quemado y reaccionan con los óxidos de nitrógeno (NOx) para formar ozono a nivel del suelo, lo que contribuye a la niebla tóxica.
- Óxidos de nitrógeno (NO y NO2, conocidos como NOx): Generan niebla tóxica y lluvia ácida, además de causar irritación en las membranas mucosas humanas.
Cómo Reducen la Contaminación los Convertidores Catalíticos
La mayoría de los vehículos modernos están equipados con convertidores catalíticos de tres vías, llamados así por su capacidad para reducir tres de las principales emisiones contaminantes: monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (COVs) y óxidos de nitrógeno (NOx).
El convertidor catalítico funciona utilizando dos tipos de catalizadores:
- Catalizador de reducción: Ayuda a reducir los óxidos de nitrógeno (NOx).
- Catalizador de oxidación: Descompone el monóxido de carbono (CO) y los hidrocarburos (COVs).
Ambos tipos de catalizadores se encuentran en una estructura cerámica recubierta con metales preciosos, como platino, rodio o paladio. El objetivo es maximizar la exposición de la superficie del catalizador a los gases de escape, mientras se minimiza la cantidad de catalizador requerido, ya que estos metales son costosos.
Las estructuras más comunes para estos catalizadores son las de panal y cuentas de cerámica. La mayoría de los vehículos utilizan la estructura panal, que permite un contacto más eficiente con los gases de escape y, por ende, una mejor reducción de las emisiones.