Catalizadores: un elemento insustituible

Las normas europeas anti-contaminación, tanto ruidosas como de elementos polucionantes, han convertido al sistema de escape en uno de los elementos estrella del automóvil. Dentro del sistema de escape, el catalizador ocupa la punta de la pirámide, debido a su mayor complejidad y precio. Sin embargo, es un elemento bastante desconocido por el usuario, cuyo mantenimiento implica otros órganos del vehículo, que requiere de una serie de operaciones esenciales para su correcto funcionamiento; operaciones que pueden suponer una oportunidad de negocio para talleres y servicios de neumáticos.
 

Desde hace unos cuantos años, el catalizador se ha convertido en una pieza indispensable en el vehículo. Actualmente, la desaparición de la gasolina con plomo y la creciente incorporación de motores diesel con inyección regulada electrónicamente, que también requieren del concurso de este componente, han convertido al catalizador en un elemento obligatorio en cualquier automóvil.
 

Igualmente, las cada vez más restrictivas y exigentes normativas europeas sobre ruidos y emisiones polucionantes obligan a los automovilistas a no perder de vista sus sistemas de escape, lo que genera un tráfico intenso hacia los talleres y una oportunidad de negocio para los mismos.
 

Sin embargo, el catalizador es un elemento bastante desconocido por parte del usuario, que no llega a comprender la fragilidad del mismo y la necesidad de un correcto mantenimiento que dilate en el tiempo su sustitución, en general bastante onerosa.

Tipos de catalizadores
 

Los convertidores catalíticos pueden ser de varios tipos, según el sistema de funcionamiento. Básicamente existen tres: oxidante, de dos vías y de tres vías.
El catalizador oxidante es el más sencillo. Dispone de un sólo monolito cerámico que permite la oxidación del monóxido de carbono y de los hidrocarburos.

El catalizador de dos vías, llamado también de doble cuerpo, es en realidad un doble catalizador de oxidación con toma intermedia de aire. El primer cuerpo actúa sobre los gases ricos del escape reduciendo los NOx, mientras que el segundo lo hace ya con los gases empobrecidos gracias a la toma intermedia de aire, reduciendo el monóxido de carbono y los hidrocarburos.
 

El catalizador de tres vías es el más complejo y evolucionado. Elimina los tres polucionantes principales, es decir, monóxido de carbono, hidrocarburos y oxido de nitrógeno (CO, HC y NOx), produciendose las reacciones de oxidación y reducción simultáneamente. Su mayor eficacia depende de forma importante de la mezcla de los gases en la admisión. La mezcla se debe mantener muy próxima a un valor estequiométrico que se considera óptimo para l=1. Por ello, se emplea un dispositivo electrónico de control y medida permanente de la cantidad de oxígeno en los gases de escape, mediante la llamada sonda lambda, que efectúa correcciones constantes sobre la mezcla inicial de aire y combustible según el valor de la concentración de oxigeno medida en el escape.

Partes de un catalizador

Exteriormente, el catalizador es un recipiente de acero inoxidable, frecuentemente provisto de una carcasa-pantalla metálica antitérmica, que protege los bajos de las altas temperaturas alcanzadas.

En su interior, contiene un soporte cerámico o monolito, de forma oval o cilíndrica, con una estructura de multiples celdillas en forma de panal, con una densidad aproximada de unas 450 celdillas por pulgada cuadrada.
 

La superficie de este monolito se encuentra impregnada con una resina que contiene elementos nobles metálicos, tales como Platino (Pt) y Paladio (Pd), que permiten la función de oxidación, más Rodio (Rh), que interviene en la reducción. Estos metales actúan como catalizadores, es decir, transforman los gases de escape.

Causas de avería
 

La vida media de un catalizador es de aproximadamente 80.000 kilómetros. Para obtener el máximo aprovechamiento y eficacia, hay que evitar una serie de procedimientos que pueden conducir a la avería del catalizador.

Una de las causas más frecuentes de avería en el catalizador, y una de las más graves, reside en los fallos de puesta a punto del motor y del encendido, provocados por una falta de mantenimiento.
 

Los fallos en el encendido o una inadecuada regulación de la mezcla de admisión pueden provocar que llegue combustible sin quemar al catalizador. Al encontrarse a una gran temperatura, puede llegar a producirse una combustión no deseada de la gasolina, provocando que el monolito se funda.
 

Esta fusión puede ocasionar un taponamiento del tubo de escape, que se acusaría por una repentina pérdida de potencia del motor, además de que es posible una rotura de la cerámica. Un exceso de carbonilla debida a una mezcla excesivamente rica podría provocar, igualmente, una obstrucción del monolito al taponarse sus estrechos canales.
Otra causa de avería se produce cuando no se comprueba con frecuencia el consumo de aceite, que si es excesivo puede ocasionar también una obstrucción del monolito, al generarse un exceso de partículas en el motor. Igualmente, si se agota en exceso el nivel de combustible, puede producirse un suministro irregular, que provoque un envío irregular al catalizador.
 

Otra práctica que puede generar avería en el catalizador es el tradicional intento de arrancar el motor empujando el vehículo, o insistiendo en exceso sobre el contacto. Esta práctica genera que pueda llegar también combustible sin quemar al monolito pudiéndose, igualmente, fundir por combustión. Asimismo, un golpe en los bajos del vehículo puede provocar la rotura del monolito cerámico, ya que está realizado en un material muy duro, pero muy frágil.
 

Por último, una de las causas más frecuentes, pero que tiende a desaparecer, es la utilización de gasolina con plomo, que afortunadamente ya ha desaparecido. La presencia de plomo en el catalizador neutraliza los metales activos que contiene (platino, radio y paladio).

Indicadores de avería
 

Cuando se produce una avería en el catalizador, hay algunos indicadores que pueden avisar del deterioro del mismo.

El primero de ellos es la pérdida acusada de potencia a altas revoluciones y una pobre aceleración, debido a las posibles obstrucciones o fusiones en el catalizador. Otro indicador son los ruidos extraños en el tubo de escape y el funcionamiento anómalo del motor, que nos avisa de la posible rotura del monolito cerámico debido a algún golpe.
Evidentemente, hay que determinar cuales fueron las causas del deterioro del catalizador antes de su sustitución, ya que si no son corregidas, puede volver a producirse el mismo problema.
 

La forma de comprobación de un catalizador es mediante el analizador de gases, que permite medir convenientemente las concentraciones de elementos polucionantes emitidas por el escape, que deben ser contrastadas con las recomendadas por el fabricante del vehículo.