Catalisis

La catálisis heterogénea tiene un papel bastante importante en la lucha contra la polución y la contaminación de las urbes. La contaminación del aire es uno de los grandes problemas medioambientales a los que nos enfrentamos hoy en día, y uno de los más preocupantes de nuestra sociedad, sobre todo para las grandes ciudades. A diario se vierten a la atmósfera cantidades elevadas de contaminantes que proceden de nuestra vida cotidiana, así como de las industrias, siendo buena parte de dicho vertido, procedente de los coches que circulan por nuestras calles.

El tráfico de automóviles es el responsable de gran parte de la contaminación atmosférica, más concretamente, de en torno a unas tres cuartas partes del plomo que se encuentra en el aire, así como más de la mitad de los óxido de nitrógeno, entorno a un 65% de Co, y un 3.5% de SO2. Además también se emiten hidrocarburos que derivan de la combustión de la gasolina de manera incompleta. Se incluye así, una mezcla de compuestos que van desde el metano hasta moléculas de mayor complejidad, las cuales se cree que puedan ser cancerígenas. Los óxidos de nitrógeno, junto al dióxido de azufre, son los encargados y causantes de la lluvia ácida, e incluso, cuando se combinan con los hidrocarburos mal quemados, producen el smog fotoquímico, así que todo son cosas negativas para estas emisiones.

El convertidor catalítico es la respuesta que ha dado la industria del automóvil para poner algo de freno a las emisiones de contaminantes que este sector produce. Es un dispositivo que forma parte del sistema de control de emisiones del vehículo, ayuda a disminuir casi a cero los elementos nocivos de los gases de escape de un vehículo.

Consta de un panal (preferentemente de cerámica) con incrustaciones de partículas de metales preciosos (platino, paladio y rodio), las emisiones contaminantes reaccionan con los metales preciosos y el calor, transformándose a sí mismos en agua, bióxido de carbono y otros compuestos inofensivos. El catalizador requiere de calor de combustión (aprox. 260°C) para activarse o "desactivarse" y a través de las reacciones químicas que se producen en su interior añade calor al sistema de escape.

Los vehículos modernos controlan cuidadosamente la cantidad de combustible que queman para reducir los contaminantes. Las computadoras de los vehículos mantienen una relación de aire-gasolina muy cercana a la relación estequiométrica que es la relación ideal entre ambos. Teóricamente, si la relación es exacta y la gasolina es pura todo el combustible sería utilizado para generar energía, desechando únicamente dióxido de carbono y agua.

Las principales emisiones de un motor de gasolina son las siguientes:

Nitrógeno (N2): El 78% del aire es nitrógeno y éste únicamente pasa por el interior del motor sin ser alterado.

Dióxido de carbono (CO2): Este es un producto de la combustión. El carbono de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire.

Vapor de agua (H2O): El agua también es un producto de la combustión. El hidrógeno de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire para formar agua.

Estas emisiones no son consideradas como contaminantes aunque el calentamiento global de la tierra se le atribuye en parte a las emisiones de dióxido de carbono.

Todos sabemos que el proceso de combustión dentro de nuestros motores no es ideal ya que la gasolina presenta ciertas impurezas y es imposible mantener una relación exacta de aire-gasolina todo el tiempo. Esto provoca la emisión de los siguientes contaminantes:

Monóxido de carbono (CO): Es un gas venenoso sin color ni olor que se genera por una combustión incompleta.

Hidrocarburos (HC): Principalmente residuos de gasolina que no se quemó dentro del motor.

Óxidos de nitrógeno (NOX): Puede ser monóxido o dióxido de nitrógeno. Es el causante de la lluvia ácida.

Estos son los tres principales contaminantes que un convertidor catalítico tiene que reducir.

Los convertidores catalíticos fueron instalados por primera vez en automóviles hechos en 1975 como respuesta

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