viernes, 16 de abril de 2010

Funcionamiento del Catalizador



Estimados Amigos:

Vamos a ampliar los conceptos vertidos en otras entradas:

Definamos qué es un CATALIZADOR. Se denomina así a una sustancia que está presente en una reacción química en contacto físico con los reactivos, y acelera, induce o propicia dicha reacción sin actuar en la misma.

De esta forma se dice que la reacción es "catalizada". Ejemplos de uso: reactores de producción de amoníaco, en donde se utilizan sustancias para acelerar y elevar el nivel de producción de NH3, sin que las mismas intervengan en las uniones atómicas pero que si estén presentes en la mezcla. En este caso el catalizador es un liquido, pero puede ser sólido o gaseoso.


Existen metales nobles que catalizan reacciones. Los mismos suelen sarse como catalizadores sólidos en numerosos procesos industriales. La simple presencia de una porción del metal en la cuba de reacción produce resultados muy superiores y con altos rendimientos.

¿Qué aplicación podemos encontrar de los catalizadores en los automóviles?.


Los técnicos en automotores comenzaron a utilizar la tecnología de los catalizadores para disminuir la polución producida por automotores. En este caso, utilizaron catalizadores sólidos metálicos para catalizar reacciones de los gases tóxicos antes de que salgan por el caño de escape del automotor.


Los gases que debemos eliminar principalmente son el monóxido de carbono (CO), el óxido de nitrógeno (N2O3) y los hidrocarburos degradados producto de la combustión incompleta o ineficiente. Otras sustancias tóxicas que en menor proporción están presentes en los gases son el benzol, los aldehidos y partículas.


El convertidor catalítico es un dispositivo instalado en la salida del múltiple de escape. Dentro de una carcaza de acero inoxidable se alojan miles de celdas catalíticas por donde circulan los gases de escape. Estas celdas son sumamente delgadas y dispuestas de tal forma que conforman una superficie de contacto con el gas equivalente a tres canchas de fútbol.


Las celdas conforman una colmena cerámica recubierta por una capa amortiguadora que la protege de los golpes. La formulación incluye una serie de sustancias activas como óxido de aluminio, metales nobles (que hacen las veces de catalizadores sólidos): Platino, Rodio, Paladio y promotores y retardadores específicos que regulan la acción catalítica de los mismos.

Existen catalizadores de tres vías, llamados así porque actúan eliminando los tres contaminantes principales en el mismo compartimento mediante acciones de oxidación y reducción, transformando a los mismos en compuestos no tóxicos: nitrógeno, agua y dióxido de carbono.


Las condiciones para que funcionen correctamente pueden enunciarse así:



  • La proporción entre la cantidad de aire y combustible que se introduce en la cámara se ajustará a limites establecidos 14,5/1 (Limite Lambda:1).

  • Los motores con mezclas pobres de lambda mayor a 1 son más económicos pero emiten mucha mayor concentración de N2O3. Los niveles ricos (lambda menor a 1) emiten más hidrocarburos incombustos y CO (monóxido de carbono, una de las sustancias más tóxicas).

  • La temperatura debe ser mayor a 250º C para que se produzca la catálisis y el dispositivo sea efectivo. Se diseña al catalizador con un calefactor auxiliar para garantizar que la temperatura llegue a ese rango antes de 90 segundos. Con mezcla rica y mas de 500º C se remueve el azufre depositado en el interior del dispositivo, produciendo ácido sulfúrico de olor fuerte y desagradable, que a niveles superiores a 10 ppm es muy dañino para la salud. El umbral del mal olor está muy por debajo de esos niveles, así el usuario puede detectar el problema sin arriesgar su salud, y al menor indicio de mal olor llevar su unidad al especialista.

El nivel de emisión de SO4H2 (ácido sulfúrico) puede ser disminuido a través de los siguientes factores:


SO4H2 Control de relación aire/combustible: elimina la operación del motor en condiciones de mezcla rica y 500ºC de temperatura o más.


Formulación de los metales usados en el diseño del convertidor. Incorporando retardadores de la reacción de formulación de ácido sulfúrico


Cambios del reactivo cada 80.000 Kilómetros

¿Qué pasa si usamos nafta con plomo en nuestro auto con catalizador?


Basta solamente un poco de nafta con plomo para arruinar el convertidor catalítico definitivamente y anular totalmente su funcionamiento. Luego de un error así será necesario el recambio del mismo y una limpieza profunda de motor, carburador, tanque de combustible, múltiples y todos sus conductos de aire o combustible.


¿Qué es la sonda Lambda?


Se instala en los vehículos que tienen catalizador, para avisar en forma constante al ordenador la relación de mezcla, y poder regular el aporte de nafta y conseguir que el motor funciones correctamente y el catalizador realice su función. Sonda Lambda


¿Cómo es la sonda Lambda?


Se compone de un dispositivo con dos sensores, uno en contacto con los gases de escape y el otro con el aire exterior, cuando la cantidad de oxígeno no es la misma, por intermedio de dos electrodos se produce una diferencia de potencial que es advertida por la computadora que lo usa como factor de corrección del tiempo de inyección. De modo que mantiene constante la relación aire/nafta como lo requiere el catalizador.


Un abrazo y que les sea de utilidad la información