El catalizador y su función de mitigar el impacto de las emisiones de gases del carro.

Días atrás hablábamos en esta columna sobre el sistema de escape y sus componentes, entre ellos mencionamos el convertidor catalítico o catalizador,  que está presente en los autos desde mediados de los años 70 del siglo XX, cuando las automotrices norteamericanas decidieron incorporar este elemento a sus modelos como respuesta a las directrices de la Agencia de Protección Ambiental, EPA, para mitigar las emisiones de gases y sus efectos en el medio ambiente.

El convertidor catalítico, es un dispositivo que se coloca en el tubo de escape, sobre el final del sistema que da salida a los gases de la combustión y tiene como objetivo “limpiar”, o mejor, transformar esas sustancias residuales de la combustión de la mezcla aire y combustible en componentes que tengan un menor impacto sobre el aire al ser expulsados y,  por consiguiente,  sobre las salud humana.

Cuando se produce el proceso de la combustión y se genera la expulsión de los gases que quedan en la cámara para dar paso a una nueva entrada de mezcla, por el múltiple de escape circulan gases como el monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno o combustible no quemado. Estos gases y estas sustancias no deben salir al medio ambiente tal y como surgen de la cámara de combustión, y es ahí  cuando entra en funcionamiento el catalizador.

 Este elemento tiene una forma cilíndrica y su cuerpo central está elaborado en material cerámico con una serie de celdas configuradas como tipo  panal,  que tienen un recubrimiento al cual se adhieren partículas de metales nobles como el paladio, el rodio, el platino o el oro. Este cuerpo central está cubierto por una lámina de aluminio.

En su camino hacia el exterior por la tubería del sistema de escape, los gases pasan a través del convertidor catalítico a una alta temperatura, al atravesar las celdas en forma de panal que contienen las partículas de los metales reaccionan con estos y se genera la transformación de los mismos. Es así como tras el paso por la conversión catalítica por el exhosto del vehículo se emiten gases como el dióxido de carbono, que tiene impacto en el medio ambiente especialmente por el volumen de vehículos que ruedan en el mundo, pero en un nivel menor que el monóxido; también se descomponen en oxígeno y nitrógeno que se encuentran de manera natural en el aire que respiramos diariamente, además vapor de agua.

Una clave para que el catalizador cumpla su función de manera adecuada es que la combustión se haga con base en la medida correcta de la mezcla estequiométrica de aire y combustible, es decir 14,7 partes de aire por 1 parte de combustible. En otras palabras el vehículo debe encontrarse en buen estado en su operación mecánica, con el motor afinado de manera correcta.  

El convertidor catalítico puede presentar fallas originadas en situaciones como un consumo de aceite o muy bajo o excesivo, también con hábitos de conducción como los arrancones y frenadas en trayectos cortos, la falta de mantenimiento periódico al carro que no permite un funcionamiento adecuado del motor, igualmente lo pueden afectar golpes que recibe el vehículo en su parte inferior.

Un sonido metálico que se escucha en esa parte trasera del vehículo, un humo denso que sale por el tubo de escape, o un olor desagradable también emanado por el sistema de escape, pueden ser indicadores de una avería en este importante componente.

Tracción 4×4 en modo básico.

Son muchos los compradores de vehículos que tienen en su imaginario y de manera aspiracional buscar tener en su garaje un vehículo 4×4.

Una mayor sensación de fortaleza en la marcha, más tranquilidad al conducir, especialmente en ciertas condiciones de terrenos o clima; más estabilidad en ruta, y mejor sensación de aceleración y desempeño en curvas son algunos de los factores que argumentan para elegir esta opción.

Un sistema 4×4 permite que todas las ruedas del vehículo reciban potencia del motor, a diferencia de los vehículos con tracción tipo 4×2 en la que solo un eje de las ruedas, delantero o trasero, recibe esta potencia y proporciona el movimiento del carro empujando o halando

En el tema de vehículos 4×4, algunos modelos, especialmente en automóviles y SUV que no son son catalogados como todo terreno, se encuentra un tipo de tracción 4×4 que es permanente (AWD) y que no requiere la intervención del conductor para elegir el tipo de tracción. En estos modelos esta tracción permanente entrega elementos como la seguridad y la estabilidad de manejo y sortear algunas situaciones de zonas de tránsito con adherencia limitada; pero no son modelos para rodar sobre terrenos en condiciones extremas ya que no cuentan con bloqueo de diferencial.

Vienen también los modelos con sistema de tracción que puede conectarse o desconectarse a voluntad del conductor y según la necesidad del terreno que se transita y se identifican como 4WD.

Además de usar este sistema para esos momentos en los que se rueda por zonas con piso mojado o sobre hierba, o una fuerte pendiente, por ejemplo; los modelos 4WD permiten elegir un tipo de tracción que gracias al bloqueo hace que cada llanta reciba la potencia necesaria y así no se sature el límite de adherencia al piso y se pueda maniobrar de forma más segura. Es importante anotar que en estos modelos, si las condición del terreno no lo exige no debe transitarse en el modo 4×4 ya que se pueden presentar desgastes o roturas del sistemas, además de mayor consumo de combustible y llantas.

Esta tracción debe usarse en condiciones en las que la baja adherencia se presenta, además de la humedad, por presencia de barro, lodo, arena, grava o terrenos rocosos en los que el contacto con el piso no es continuo y regular, y debe hacerse a baja velocidad. Una vez se ha superado el tipo de terreno y el carro vuelve a rodar sobre piso con condiciones de adherencia normales es importante transitar en el modo de tracción 4×2.

Al momento de buscar su carro, analice bien si los viajes y las vías que transita con frecuencia requieren de un tipo de tracción como esta, y requiere realizar esta inversión o puede solucionar su necesidad de movilidad con un vehículo de tracción sencilla.

El aceite de la caja automática, un fluido vital para el carro.

Aunque en el mercado automotor de Colombia prevalece la opción de los carros con caja de cambios manual, cada vez es más frecuente encontrar propietarios que se decantan por alternativas de vehículos con cajas automáticas.

La comodidad al enfrentar tráficos pesados como los de nuestras ciudades, el mejor desarrollo de la tecnología en estos sistemas, su fiabilidad, hacen parte de los factores que inducen a estos dueños de automotores a decidirse por este tipo de soluciones en sus autos.

Pero al igual que la caja de cambios manual, la caja automática también requiere de un proceso de mantenimiento preventivo y de revisiones con el objetivo de que sus piezas puedan operar de manera correcta y sin presentar problemas que dificulten su funcionamiento en el mediano o largo plazo y que podría significar un daño catastrófico que implique el cambio total del conjunto con un costo elevado y el tiempo de necesario para realizar esta intervención profunda en el carro.

Quizá el principal elemento que garantiza el correcto funcionamiento de la caja automática y la durabilidad de sus piezas es el lubricante.

Estas cajas utilizan un aceite hidráulico denominado ATF. Este aceite tiene como una de sus funciónes lubricar los engranajes al interior del conjunto que forma la caja automática y hacer que el paso de los cambios de marcha sea suave, a través de su paso por las electroválvulas que hacen parte del conjunto.

¿Qué pasa si no se cambia el aceite?

Con el paso de los kilómetros este aceite va sufriendo un proceso de degradación y pérdida de sus propiedades de lubricación y detergencia. Se va contaminando como consecuencia del mismo trabajo que realiza para apoyar el buen funcionamiento de la caja de cambios. Si este proceso de degradación no se controla, no se sustituye a tiempo el líquido las piezas internas de la caja de cambios pierden esa película que evitaba o minimizaba el roce entre ellas y al entrar en un contacto directo se desgastan con mayor rapidez y de manera prematura generando, primero un mal funcionamiento de la caja y, finalmente, su daño total.

Un síntoma de este proceso es cuando la caja no realiza los cambios en el momento adecuado, se tarda en hacerlos o simplemente no entra el cambio de marcha. El conductor sentirá el carro sobre revolucionado o también sin fuerza porque el cambio entra de manera retardada.

Por eso es recomendable realizar el cambio de este fluido entro los 60 mil a 80 mil kilómetros, para ello es importante consultar el manual del vehículo y seguir la indicación que da el fabricante y también tener en cuenta las condiciones de operación del vehículo para determinar de la mano de los expertos el momento más adecuado para este cambio.

¿COMO SE DISEÑA UN CARRO?

imagen: https://www.press.bmwgroup.com/

Cada carro que usted ve en la calle, o llama su atención en la vitrina ha pasado por muchos, cientos de procesos, revisiones, análisis, debates, sondeos y, finalmente, la aceptación por parte del equipo directivo a cargo de la gestión de la marca para que se convierta en un nuevo modelo digno de llevar su emblema y representarla en las calles del mundo. Desde los temas de ingeniería, aerodinámica, electrónica, mecánica; pasando por los temas de presupuesto, costos, precio; hasta llegar a decisiones de mercadeo, posicionamiento y estrategia comercial.

Pero todo esto sería inútil si no se tiene el diseño del un vehículo. Este, se podría decir es el comienzo de toda la cadena que termina con un nuevo carro en los pisos de venta de cada marca. ¿Y cómo es el proceso de diseño?

La decisión de un nuevo vehículo no se toma de un día para otro. Las marcas automotrices analizan constantemente las diferentes variables del mercado, las tendencias del sector y de los gustos y expectativas de los consumidores para proyectas con varios años de anticipación cuáles pueden ser sus nuevas propuestas.

Una vez se decide un nuevo carro para el futuro se parte de un documento en el que se concretan sus características, el público objetivo, las necesidades que debe resolver, la filosofía que sustenta este nuevo desarrollo, se señalan sus funcionalidades, los terrenos que principalmente recorrerá, los mercados a los que se enfoca

Este insumo le sirve al equipo de diseño para desarrollar el primer paso de su proceso y es llevar esta idea a bocetos o dibujos en los que se plasman y trazan las líneas y formas como se concibe que debe ser el modelo. Cientos de bocetos se dibujan y someten a análisis de manera interdisciplinaria con otras áreas de la firma automotriz que aportan su visión, sus ideas y sugerencias, para finalmente tener un concepto que les permita dar un nuevo paso en la fase de diseño.

Aquí del dibujo en papel y la utilización de lápices, plumones y colores, se pasa a un sustrato digital para dibujar también, pero en pantalla y con base en programas como SolidWorks u otros programas robustos para el diseño digital el modelo en su aspecto definitivo, o casi definitivo. Este trabajo de diseño digital es importante porque permite pasar de las dos a las tres dimensiones y manipular el resultado de tal manera que permite observar con mayores detalles diferentes aspectos de la forma, las líneas, los espacios, dimensiones y como se comportan en el entorno, para así poder realizar ajustes y llevar el diseño del nuevo vehículo a un mayor nivel de detalle.

Con el modelo digital definido, el equipo de diseño da paso a una de las fases quizá más curiosas, pero también fascinantes para quienes no están en el día a día de estos procesos. Se trata de la configuración y modelado en arcilla y tamaño real del auto, lo que se denomina también Modelo Clay. Se trata de “construir” totalmente en arcilla especial (tiene un 70% de cera) y en escala real el nuevo auto. Esta arcilla se aplica sobre una estructura previa, generalmente armada en madera, y que se denomina como el alma. Para ello un grupo de artistas, artesanos, escultores trabajan de manera paciente y durante varios días dando forma al modelo. Este modelo real en arcilla a escala real permite apreciar nuevos detalles, hacer observaciones, ver el comportamiento de sus formas y líneas a la luz, hacer precisiones sobre sus dimensiones y distancias.

Un trabajo artesanal similar, pero con materiales como madera, plástico o metal, se hace para el diseño del interior del vehículo, también a escala real, lo que facilita analizar ergonomía, posición de los diferentes elementos que conformarán el habitáculo, funcionalidad, distancias, habitabilidad y confort interior.

De manera paralela también se trabaja en aspectos como el color del carro, con el desarrollo de una paleta que caracterice al modelo a partir de una gama de tonalidades que vayan de acuerdo con la filosofía del nuevo auto y también de las tendencias de color que cada año analizan los expertos de la industria.

De aquí se da paso a prototipos que pueden ser funcionales es decir ya con la mecánica incluida para iniciar pruebas de comportamiento real en ruta y descubrir como acoplan diseño y mecánica. Cabe anotar que, en todas las fases del diseño, siempre está en mente el tipo de mecánica que el auto llevará y así poder desarrollar un modelo acorde con estas necesidades y características.

¿Qué hace el turbo de geometría variable?

En un artículo anterior hablamos aquí en AUTOTEST del tema de los turbos, específicamente de las diferencias entre los sistemas de doble turbo y aquellos que instalan un sistema denominado twin turbo, y como ambos, con sus diferencias y particularidades ayudan a mejorar la eficiencia del motor.

Hoy continuamos con esta temática y nos referiremos a una tecnología desarrollada también para la turbocompresión y que busca que el motor en su funcionamiento pueda aprovechar en todo momento el máximo aporte que pueden hacer los gases que son expulsados en el proceso de combustión para generar un mayor volumen de aire que alimente la cámara de combustión.

Se trata del turbo de geometría variable.

El turbo de geometría variable es una variante del sistema de turbocompresión tradicional que presenta un inconveniente cuando el vehículo transita en regímenes bajos, a bajar revoluciones. Cuando esto pasa los gases de escape no son expulsados con suficiente fuerza y por ello no pueden mover las turbinas para generar mayor presión y volumen de aire a las cámaras.

Y, por el contrario, cuando se transita a un régimen de altas revoluciones por minuto, la fuerza con la que son expulsados los gases tras el proceso de combustión es tan alta  que se activa la válvula de descarga y así una parte de esos gases de escape no llegan a la turbina y por lo tanto la operación del sistema turbo no aprovecha de manera eficiente el potencial que puede tener para inyectar mayor volumen de aire y hacer más eficiente la combustión de la mezcla.

Con su diseño, el turbo de geometría variable pretende mitigar estos efectos y generar un trabajo constante en el aprovechamiento del potencial de los gases de escape para obtener una mayor eficiencia dinámica del automotor.

¿Cómo lo hace?

A través de la modificación de la entrada de las turbinas. Cuando el vehículo circula a bajas revoluciones esta sección de entrada se hace más pequeña, y con esto lo que se logra es que los gases de escape al tener que pasar por una entrada de menor dimensión deban hacerlo a una mayor velocidad y con esta velocidad pueden así mover las turbinas y generar la presión adecuada para que ingrese aire a la cámara de combustión. Cuando se presenta la situación contraria, es decir, el carro está rodando en un régimen de altas revoluciones, la sección de paso de los gases en la turbina se amplía y con eso la velocidad de entrada de los gases disminuye permitiendo que el mayor porcentaje posible entre y no vaya a la válvula de descarga, para aprovechar así toda la potencia que puedan generar en nuevo aire para alimentar la mezcla de aire y combustible y propiciar una combustión de más alta eficiencia y mejor resultado en el desempeño dinámico del automotor.

El sistemas de turbo de geometría variable se instala en vehículos que utilizan combustible diésel ya que en los vehículos de gasolina la alta temperatura con la que son expulsados estos gases luego del proceso de combustión generaría inconvenientes para su operación.

Una de las características del turbo con geometría variable es su sistema de lubricación que debe ser más eficaz y con cambios de aceite mayores que en un sistema tradicional.