CONVERTIDORES CATALÍTICOS EN COCHES
CONVERTIDORES CATALÍTICOS
La utilización de convertidores catalíticos para el control de emisión de contaminantes en los escapes de los automóviles es una de las más nuevas aplicaciones de los catalizadores. En la actualidad, la mayoría de los coches vienen equipados con un dispositivo catalítico que ha permitido disminuir a niveles bastantes bajos la concentración de los contaminantes más usuales producidos durante la combustión de la gasolina.
Los contaminantes usuales provenientes de los escapes de los automóviles son el monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno (NOx) y los hidrocarburos (HC). La composición de los gases de escape depende de la relación aire/combustible = A/C que sea alimentada a la máquina.
En condiciones ricas en combustible la composición de un gas de escape de automóvil podría ser por ejemplo 3% CO, 1% H2, HC 1%, O2 1%, CO2 y H2O 10%, compuestos de plomo, azufre y halógenos. Cuando la relación aire/combustible pasa de condiciones ricas en combustible a condiciones ricas en oxigeno (aire), la composición varía como se muestra en la figura. A medida que aumenta la cantidad de oxígeno, los productos que no sufrieron una combustión completa disminuyen y la concentración de (NO) pasa por un máximo después del valor estequiométrico p = 14.5. La eliminación completa de productos no quemados, HC y CO, y de NO es imposible.
Básicamente se requieren dos catalizadores diferentes para la purificación de los gases de emisión:
- uno para el control de (CO) y (HC), es decir, un catalizador de oxidación trabajando en condiciones de exceso de oxígeno
- otro para la remoción de (NOx) que será un catalizador de reducción trabajando en atmósfera rica en combustible.
Dos catalizadores diferentes son utilizados en serie: para la oxidación los catalizadores son metales de transición como Pt (platino) y Pd paladio), para la reducción Rh (rodio) y Ru (Rutenio). La cantidad de estos metales en el catalizador varía de 0.03 a 0.16 onzas/automóvil.
Este tipo de convertidor dio lugar a diferentes problemas por lo que se diseñó un convertidor catalítico único (tres funciones catalíticas en un solo catalizador). Las tres reacciones que se llevan a cabo son:
| NO reducción N2 |
| CO oxidación CO2 + H2O |
| HC oxidación CO2 + H2O |
La única restricción para el uso de este catalizador es que trabaja en una región de la relación aire/combustible muy estrecha y cercana a la relación estequiométrica A/C = 14.5. Se trata de un catalizador compuesto, los más populares son:
- Pt - Rh.
- Pt - Pd - Rh.
La restricción de operación hace necesaria la presencia de un sensor de O2 que permite ajustar continuamente la mezcla aire/gasolina y mantener el valor muy cercano al estequiométrico. Existen varias formas físicas del convertidor catalítico que se encuentra localizado en el escape del automóvil. Sin embargo las más usuales incluyen pellets (pequeñas bolitas) y monolitos de cerámica que sirven como soporte de las partículas metálicas que funcionan como catalizador.
3 comentarios
dark120 -
b. a. - Argentina- MAr del Plata- -
alex -