La pareja perfecta: 
Catalizador y sensor de oxígeno

      
Ramón Villalobos Scovino

            Los nuevos vehículos vendidos en Venezuela y en otros países de Suramérica a partir del año 2000, deben estar equipados con convertidores catalíticos, comúnmente llamados catalizadores. 
En química, un catalizador o agente catalítico es un compuesto que activa y / o acelera una reacción química, sin convertirse en parte de la reacción.

            Los motores como residuo de la reacción química que origina la combustión, expelen tres elementos (aunque existen otros en menor proporción) potencialmente nocivos al medio ambiente, estamos hablando de: Hidrocarburos (HC) sin quemar en la combustión, monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno (Nox).

            Los motores de gasolina generan un mínimo de estos elementos cuando son alimentados con una mezcla estequiométrica (Lambda 1) que equivale a una relación aire / combustible de 14.7:1 . Esto quiere decir, 14.7 partes de aire por una parte de combustible. Un Lambda de 1.05 o mayor significa mezcla pobre, y unb Lambda 0.95 o menor denota una mezcla rica.

            Con la implementación de sistemas de inyección de combustible controlados electrónicamente, se consigue mediante una serie de sensores, mantener una mezcla estequiométrica en todos los rangos de operación del motor, y es gracias al sensor de oxígeno (*) (sonda Lambda) ubicado en el sistema de escape, que la unidad de control electrónico (computadora) recibe una retroalimentación de su gestión (lazo cerrado) y de esta manera realiza los ajustes necesarios para mantener la estequiometría de la mezcla. Pero esto no basta para cumplir con los niveles de emisiones exigidos por organismos internacionales que protegen el medio ambiente, y para dar cumplimiento a estas normativas los fabricantes recurren a varios accesorios en el motor y a un convertidor catalítico que, trata a los gases de escape antes de que estos sean expulsados al ambiente.

            El catalizador externamente tiene la apariencia de un silenciador, internamente tiene la configuración de un panal de abejas que suele tener aproximadamente 62 orificios por cm cuadrado, esta estructura recibe el nombre de monolito y esta constituida por una mezcla de raros y costosos metales: Platino, Paladio y Rodio.

            Estos metales actúan como catalizadores induciendo los procesos químicos de oxidación y reducción, de esta manera el Platino y el Paladio convierten a los HC y al CO en Dióxido de carbono CO2 (no tóxico) y vapor de agua, el Rodio convierte a los Nox en Nitrógeno y vapor de agua. El monolito requiere para cumplir su acción catalizadora de temperaturas que van de 300 a 900°C, Es necesario aclarar que internamente el monolito dispone de una tela metálica que evita daños por vibraciones y de un aislante cerámico que evita la pérdida de calor en períodos breves de motor apagado.

            Es necesario advertir a los técnicos que manipulan los vehículos con catalizador que deben tener presente que éste se mantiene caliente aunque el motor tenga varios minutos sin funcionar.

Como afecta el plomo al catalizador

            El plomo (cuyo signo en la tabla periódica es Pb) en la gasolina es un enemigo natural del monolito, es por ello que el tetraetilo de plomo fue sustituido como aditivo antidetonante en la gasolina para eliminar las emisiones de plomo que son nocivas para los seres vivos.

            Ahora bien en el catalizador el plomo origina una reacción química que afecta el monolito fusionando sus orificios y evitando el flujo normal de los gases de escape, trayendo como consecuencia la pérdida de potencia y una elevación notable de la temperatura del motor, lo cual, puede ocasionar daños severos.

            El sensor de oxigeno o sonda lambda también se ve afectado por el contenido de plomo de la gasolina, formándose a su alrededor una capa que le impide tomar las lecturas de los niveles de oxigeno en los gases de escape, acortando sensiblemente su vida útil y enviándole señales con valores incorrectos a la unidad de control electrónico.

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