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.

COMPRESORES Y TURBOALIMENTADORES..


La potencia de un motor de combustión interna esta fundamentalmente ligada a su cilindrada, que en última instancia es el volumen de aire con que es capaz de llenar sus cilindros en el ciclo de la aspiración. Para esta cantidad de aire el sistema de combustible, sea de carburador o de inyección deberá introducir una cantidad precisa de gasolina, normalmente en proporción de 14 partes de aire por una de combustible. Quiere decir esto que no obtenemos ningún resultado positivo sobre la potencia si aumentamos la proporción de gasolina, pues la combustión esta regida por leyes físicas y químicas de absoluta precisión.

La única forma de mejorar la potencia es aumentar la cantidad de moléculas de aire que ingresan al motor y así poder añadir la correspondiente cantidad de combustible. Para ello se usan compresores, aparatos que toman aire a presión atmosférica del exterior y lo introducen al motor a mayor presión. Existen dos clases: los turboalimentadores y los supercargadores.

Su diferencia está en la forma como son accionados, pues para poder funcionar necesitan una fuerza externa que los haga mover. Los turboalimentadores son un juego de dos turbinas unidas por un eje. Una de ellas se usa para mover los gases que irán comprimidos al motor y la otra, que es movida por los gases del escape del mismo motor, es la que produce el esfuerzo necesario para hacer el trabajo. Se aprovecha la energía de los gases de escape para proporcionar aire comprimido al motor.

Los supercargadores son un sistema de compresión en forma de lóbulos accionados por movimiento mecánico tomado directamente del motor, en algunos casos por correas o bandas y en otros directamente por piñones. En este caso se aprovecha la energía del cigüeñal del motor para obtener el movimiento que se usa para la compresión del aire.

En ambos casos se usa, de manera adicional un elemento muy mencionado: el intercooler. La razón es que el aire al ser comprimido por el turbo o por el supercargador aumenta su temperatura y aunque aun así hay mayor cantidades moléculas de aire por volumen para ingresar al motor, si estuviese frío seria aún mejor. La solución es colocar un radiador a la salida de los gases comprimidos y extraerle ese calor para poder así bajar su temperatura. Esto se hace con un radiador o enfriador que funciona con aire exterior que pasa a través de el.

El uso de estos aparatos cada vez se hace mas generalizado pues además de mejorar la potencia de los motores de forma importante, hace que su funcionamiento no se afecte por la altura sobre el nivel del mar.