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Jun 13, 2023

¿Qué es un convertidor catalítico? PH explica

Un convertidor catalítico es un dispositivo de control de emisiones que convierte químicamente

Un convertidor catalítico es un dispositivo de control de emisiones que convierte químicamente los gases de escape tóxicos en emisiones menos dañinas. Las reacciones que ocurren en un convertidor catalítico reducen significativamente los contaminantes emitidos por un vehículo; esto ayuda a minimizar los problemas de calidad del aire, particularmente en áreas urbanas congestionadas, así como los problemas ambientales y de salud asociados.

¿Cómo funcionan los convertidores catalíticos? Un convertidor catalítico, que se instala en el sistema de escape de un automóvil para que los gases gastados fluyan a través de él, está diseñado para hacer frente a las emisiones nocivas del motor. Dentro del convertidor hay elementos catalizadores que reaccionan con los subproductos de los gases de escape para reducir los contaminantes emitidos. Los convertidores catalíticos modernos están diseñados principalmente para hacer frente a las emisiones nocivas de monóxido de carbono, hidrocarburos y óxido de nitrógeno.

En el corazón de cada convertidor hay una estructura de panal, a menudo formada por cerámica o láminas de acero; el núcleo de cerámica es más común en los convertidores catalíticos modernos y, a menudo, se lo denomina "monolito". Dentro de este monolito cerámico hay miles de diminutos pasajes, que aumentan el área de superficie disponible para que tengan lugar las reacciones necesarias.

Durante la producción, se aplica una "capa de lavado" a este núcleo. El washcoat le da a las superficies planas del núcleo un acabado rugoso, aumentando nuevamente el área de superficie disponible, y también contiene los catalizadores mismos. Los metales nobles como el platino se utilizan como elementos catalizadores, ya que no se corroen y pueden soportar fácilmente las condiciones dentro del convertidor. Otros metales que pueden usarse incluyen rodio y paladio, cada uno de los cuales reacciona con los gases de escape de diferentes maneras para reducir las emisiones tóxicas.

Estos elementos catalizadores son luego calentados por los gases de escape y reaccionan con los gases que fluyen a través de ellos. Dos procesos clave, llamados oxidación y reducción, tienen lugar dentro del convertidor. Durante la oxidación, se agrega oxígeno al monóxido de carbono, convirtiéndolo en dióxido de carbono. La reducción, por otro lado, elimina el oxígeno del óxido de nitrógeno. El subproducto de este proceso es nitrógeno y oxígeno.

Tipos comunes de convertidor catalítico Convertidor bidireccional: a menudo se encuentra en aplicaciones de gasolina más antiguas, pero también se usa comúnmente en motores diésel. Estos convierten el monóxido de carbono en dióxido de carbono y oxidan los hidrocarburos no quemados en dióxido de carbono y agua.

Convertidor de tres vías: estos convertidores más avanzados se usan comúnmente en automóviles con motor de gasolina. Expanden las capacidades del convertidor de dos vías al reducir aún más los óxidos de nitrógeno en nitrógeno y oxígeno.

Catalizador de oxidación diésel: estos convertidores utilizan oxígeno en los gases de escape para oxidar el monóxido de carbono en dióxido de carbono. También convierten los hidrocarburos no quemados en agua y más dióxido de carbono. Beneficiosamente, los catalizadores de oxidación diésel también reducen el olor y las emisiones de hollín de los motores diésel.

Reducción catalítica selectiva: en esta configuración, se inyecta un fluido, como la urea, en el catalizador. Esto provoca una reacción que convierte los óxidos de nitrógeno en nitrógeno y agua, lo que reduce en gran medida las emisiones de óxido de nitrógeno.

Una breve historia de los convertidores catalíticos para automóviles El concepto de un convertidor catalítico para aplicaciones automotrices fue propuesto por primera vez por el químico francés Michel Frenkel en 1909. El objetivo de su sistema, que se describe usando níquel, cobre o platino, era 'desodorizar los gases de escape de los motores de automóviles'. Debido a la baja cantidad de automóviles en la carretera y al costo del dispositivo en ese momento, aparentemente no fue más allá, pero el desarrollo de los convertidores catalíticos continuó en las décadas siguientes.

Fue el ingeniero francés Eugene Houdry quien diseñó y patentó lo que consideraríamos como el convertidor catalítico moderno en 1952. Tenía su base en Estados Unidos en ese momento y, a fines de la década de 1940, la cantidad de vehículos en las carreteras había aumentado drásticamente. Esto llevó a que la contaminación se convirtiera en un problema grave en las zonas urbanas.

Para 1965, se introdujo la Ley Nacional de Estándares de Emisiones, que estableció una serie de importantes objetivos de reducción de emisiones para 1968 y en los vehículos. Los convertidores catalíticos podrían ayudar, pero la gasolina con plomo que se usaba en ese momento envenenaría el convertidor, inutilizándolo. A medida que las regulaciones continuaron endureciéndose con la introducción de la Ley de Aire Limpio de EE. UU. en 1970, y el smog empeoró, creció la necesidad de convertidores catalíticos. Luego, el gobierno intervino y comenzó una amplia implementación de estaciones de servicio sin plomo para respaldar los automóviles con convertidores catalíticos.

Varias empresas, incluidas General Motors y Engelhard, estaban llevando a cabo un amplio desarrollo, y los convertidores catalíticos comenzaron a adoptarse a mediados de la década de 1970. Otros países pronto siguieron su ejemplo y, en la actualidad, los convertidores catalíticos son un componente clave del sistema de control de emisiones de cualquier automóvil.

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