Tecnología de Convertidores Catalíticos: Control Avanzado de Emisiones Vehiculares

El Convertidor Catalítico: Procesos de Reducción y Oxidación para el Control de Emisiones

Dentro del convertidor catalítico se realizan procesos de oxidación y de reducción. Ambos procesos se llevan a cabo de forma separada y en etapas.

1. Etapa de Reducción: Control de Óxidos de Nitrógeno (NOx)

En esta primera etapa, el objetivo es controlar las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx). El gas de escape pasa a través de una cerámica compuesta por platino y rodio. En este proceso, el átomo de nitrógeno (N) es retenido, liberando el oxígeno (O2), que continúa su curso. El nitrógeno (N) retenido queda eléctricamente desbalanceado, por lo que se une a otro átomo de N, siendo entonces liberado al flujo de gases como nitrógeno molecular (N2). Ambos gases resultantes, N2 y O2, son componentes normales del aire y, por lo tanto, no son contaminantes.

2. Etapa de Oxidación: Transformación de Monóxido de Carbono (CO) e Hidrocarburos (HC)

Esta corresponde a la segunda etapa, donde el platino y el paladio actúan sobre los otros gases restantes, es decir, monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (HC). A estos se les hace reaccionar con oxígeno, proveniente del motor y de la etapa de reducción anterior. De este modo:

• Los hidrocarburos (HC) son oxidados, liberándose el hidrógeno (H), mientras que el carbono restante recibe oxígeno, formándose dióxido de carbono (CO2).
• El monóxido de carbono (CO) también recibe un átomo de oxígeno, por lo que se oxida, formándose también dióxido de carbono (CO2).

Emisiones Gaseosas: Inocuas y Nocivas

Las emisiones de los vehículos pueden clasificarse en:

• Emisiones Inocuas:
  • Nitrógeno (N2)
  • Oxígeno (O2)
  • Dióxido de Carbono (CO2)
  • Vapor de Agua (H2O)
• Emisiones Nocivas:
  • Monóxido de Carbono (CO)
  • Hidrocarburos (HC)
  • Óxidos de Nitrógeno (NOx)
  • Óxidos de Azufre (SOx)
  • Partículas

Tanto el oxígeno (O2) como el nitrógeno (N2) provienen directamente del aire. Estos se combinan químicamente para formar óxidos de nitrógeno (NOx) cuando en la cámara de combustión existe una temperatura superior a los 2.000 ºC y una presión de 49 bares (711 psi).

El dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua (H2O), el monóxido de carbono (CO) y los hidrocarburos (HC) provienen de la reacción química entre el combustible y el aire.

Marco Regulatorio: La Ley de Aire Limpio y la EPA

La Ley de Aire Limpio de 1970, junto con sus enmiendas de 1976 y 1990, representa los fundamentos del control de la contaminación atmosférica en Estados Unidos. Esta ley es aplicada por la Environmental Protection Agency (Agencia de Protección Ambiental), más conocida por sus siglas en inglés como EPA.

Funciones Clave del Sistema de Monitoreo de Gases de Escape

Un sistema de monitoreo de gases de escape eficiente debe cumplir con las siguientes funciones:

• Vigilancia de todos aquellos componentes importantes para la calidad de los gases de escape.
• Protección del catalizador ante situaciones que puedan ponerlo en peligro.
• Aviso visual si alguno de los componentes relacionados con los gases de escape presenta alguna falla.
• Memorización de fallas, existiendo la posibilidad de ser diagnosticadas posteriormente.