Puede que hayas llegado aquí tras leer alguna noticia sobre el robo de catalizadores. La respuesta es simple, el catalizador contiene una serie de metales raros muy valiosos, razón por la que se llegan a ver robos masivos de este componente.
Pero, ¿por qué tendría mi coche metales raros tan valiosos? Sencillo, su función es importantísima para el control de emisiones y la eliminación de gases nocivos en el proceso de combustión.
Adaptarse a las normativas actuales sobre control de emisiones requiere de mucha tecnología y procesos químicos complicados, a pesar de que el catalizador lleva presente en los vehículos más de 50 años, pero no siempre de forma obligatoria.
Actualmente es obligatorio para todos los vehículos de combustión, existiendo diferentes tipos según sea el combustible consumido e incluso instalándose dos catalizadores.
Ahora veremos su historia con mayor profundidad, pero, como introducción, el primer catalizador fue patentado en 1956, obra de un ingeniero francés afincado en Estados Unidos. Su introducción regular en los vehículos no llegó, sin embargo, hasta 1975.
A pesar de lo que a veces pueda parecer desde este lado del charco, en EEUU se toman bastante en serio la cuestión medioambiental, al menos en lo que a los gases emitidos por los vehículos se refiere.
La enmienda clave para el caso de catalizador fue la de 1970, que buscaba reducir las emisiones contaminantes en un 75% a partir de 1975, tanto para vehículos como las fuentes industriales. En esa enmienda se establecieron los Estándares de Desempeño de Nuevas Fuentes (NSPS) y las Normas Nacionales de Emisiones de Contaminantes Atmosféricos Peligrosos (NESHAP). Esta enmienda fue el punto de partida de la instalación en masa de catalizadores en los coches estadounidenses.
En el caso de Europa, la instalación sistemática de catalizadores no llegó a hacerse obligatoria hasta mucho después, en 1993, cuando empezó a ser implementado en los motores de gasolina. En 1997 llegaría el turno de los vehículos diésel.
En el caso europeo, el plomo en la gasolina fue el detonante de la legislación. El plomo se utiliza(ba) para aumentar el número de octanos de la gasolina y aumentar su potencia y rendimiento. Sin embargo, el plomo es un metal muy contaminante y nocivo para la salud, ya que sus partículas no se biodegradan, sino que se concentran llegando a ríos y contaminando ecosistemas.
Eugene Houndry, el genio creador
Pero volvamos atrás en la historia, en concreto, hacia el inventor del catalizador, el ingeniero francés Eugene Houndry.
E. Houndry, quien participó en la Primera Guerra Mundial en una compañía de tanques francesa, lo que le valió la Legión de Honor, era un hombre preocupado por la contaminación y los problemas de salud derivados de la combustión. Desde luego, un adelantado a su tiempo.
Trasladado a Estados Unidos, inició varias actividades empresariales, pero la que nos ocupa fue la fundación, tras la Segunda Guerra Mundial, de Oxy-Catalyst, donde Houndry construyó el primer convertidor catalítico capaz de reducir el monóxido de carbono de los tubos de escape de los vehículos.
Su patente, la 2.742.437, hizo ver la luz al primera catalizador, lo que le valdría para hacerse con la medalla Perkin en 1959. Esta condecoración es un premio anual otorgado por la Sociedad de la Industria Química norteamericana a un científico residente en el país que haya contribuido a la innovación en química aplicada.
Composición y estructura. metales preciosos en los bajos de tu coche
Exteriormente, el catalizador se ve, más o menos, como un cilindro metálico de acero inoxidable. Está recubierto por una pantalla antitérmica para evitar que las altas temperaturas a las que trabaja puedan generar problemas.
En su interior nos encontramos una matriz de cerámica (cordierita) en forma de panal con unas 70 celdas, cuadradas o hexagonales, por cm2. Esta matriz está cubierta por una resina formada por los siguientes metales raros: paladio, platino y rodio. Este panel cerámico va fijado al tubo de escape, ahora veremos el por qué.
Gracias a su estructura en forma de panal, el catalizador facilita que se den varias reacciones químicas de reducción y oxidación al mismo tiempo en su interior.
Por cierto, es posible que, si tu vehículo no es muy antiguo, cuente con dos catalizadores, uno principal y otro secundario, más pequeño. No todos los vehículos modernos los llevan equipados, y su eficacia e influencia negativa en el rendimiento, a nivel potencia, del vehículo, están en entredicho.
Oleada de robos en desguaces e industria. El reciclaje
Claro, la presencia de metales raros (y valiosos) como el platino en los catalizadores de los vehículos ha llamado la atención de bandas organizadas de amigos de lo ajeno. La razón es la siguiente: existe un proceso de reciclado de los catalizadores para la obtención de estos metales.
Su recuperación es muy importante, porque son metales muy útiles y caros. Para su recuperación deben ser sometidos a un procedimiento muy complejo, razón por las que las oleadas de robos suelen darse a mediana y gran escala, y van destinados a introducirse, vía mercado negro, en el ciclo del reciclaje que, por cierto, es bastante contaminante.
Esta es la razón por la que, las víctimas de estos robos, suelen ser desguaces o vehículos industriales, cuyos catalizadores son más grandes y, por consiguiente, disponen de una mayor concentración de platino (30€/gr aprox), rodio (470€/gr aprox) y paladio (60€/gr aprox).
Funcionamiento del catalizador. Para qué sirve el catalizador del coche
Volviendo al tema que nos ocupa, el funcionamiento del catalizador, recordemos que su función es eliminar el monóxido de carbono (CO), el óxido de nitrógeno(NOx) y los hidrocarburos no quemados (HC) generados en la combustión del combustible antes de que sean expulsados del vehículo.
Este proceso se da mediante la reacción provocada por el oxígeno atmosférico entrante en el catalizador y los metales que impregnan su estructura de panal. Los propios metales inician y aceleran las reacciones químicas, pero no participan explícitamente del proceso. El paladio y el platino permiten la función de oxidación (fenómeno mediante el cual un elemento se une con el oxígeno, implicando la pérdida de electrones en moléculas, átomos o iones), mientras que el rodio interviene en la reducción de los gases.
El proceso del catalizador (la catálisis), permite que las reacciones químicas aumenten en velocidad y, como resultado, logra reducir los gases contaminantes de la combustión hasta en un 98%. Como resumen, digamos que los gases contaminantes, al entrar en contacto con la cordierita y gracias a la acción de los metales de los que hemos hablado, se transforman casi en su totalidad en elementos no contaminantes como el agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2), menos contaminantes.
Proceso de funcionamiento
El catalizador funciona de la mano de una sonda lambda, que se hace cargo de que la concentración de oxígeno y carburante en el proceso de combustión del motor sea óptima. Los gases generados pasan primero por los paneles donde están el platino y el rodio para reducir la cantidad de monóxido de carbono (CO) para pasar a ser dióxido de carbono (CO2). Posteriormente, los gases restantes, compuestos por los hidrocarburos (HC) y óxido de nitrógeno (NOx) van al segundo panel, donde actúan el platino nuevamente y el paladio convirtiéndolos en agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). En esta segunda etapa, eliminados los átomos de nitrógeno, el catalizador oxidante se centra en disminuir la cantidad de hidrocarburos y monóxido de carbono. Finalmente, los gases resultantes salen del vehículo a través del escape.
Por increíble que parezca, todas estas reacciones se hacen en menos de un segundo.
¿Qué compuestos reduce el catalizador?
Seguro que has oído hablar de ellos muchas veces, pero, ¿sabes por qué son nocivos los gases que transforma el catalizador? Toma nota, son los siguientes:
Hidrocarburos no quemados (HC)
Si en la mezca de oxígeno y gasolina (o diésel), la cantidad de gasolina es mayor, parte de sus componentes no llegan a combustionar, generado hidrocarburos no quemados. También puede suceder que parte de este combustible se esconda en zonas donde la llama es menor y no lleguen a quemarse (por ejemplo, en las ranuras de los anillos del pistón). Igualmente, si la concentración de combustible en una zona es superior a la óptima también se generará un desecho.
Son altamente nocivos, se expulsan en forma de formaldehído y alquenos, y causan un gran daño al medioambiente.
Óxido de nitrógeno (NOx)
El óxido de nitrógeno está formado por la combinación de átomos de nitrógeno y oxígeno. Supone uno de los componentes más perjudiciales para la atmósfera.
Monóxido de carbono (CO)
El monóxido de carbono es otro gas generado en la combustión de algún tipo de combustible. Es peligroso y venenoso.
Vida útil de un catalizador
Como cualquier otro componente sometido al uso y al desgaste, el catalizador de un vehículo también tiene una vida limitada. Por lo general, el catalizador de un turismo suele contar con una vida útil de entre 10 años o 120.000 km.
Su estado es revisado en la inspección técnica y, cuando pierde su eficacia, conviene sustituirlo. El coste de sustitución según el catalizador y el vehículo está en el rango 300-1200€ aproximadamente.
Una vez son sustituidos, el viejo catalizador pasa al ciclo de reciclaje en un centro especializado, para extraer de su interior el platino, el paladio y el rodio de los que hablamos antes.
Por supuesto, esos 120.000 km o 10 años son una estimación aproximada. Según el uso (y/o abuso) del vehículo, el catalizador podrá aguantar más o menos tiempo y kilómetros.
¿Dónde está localizado el catalizador? Mira junto al tubo de escape
Sea tu vehículo de gasolina o diésel, podrás encontrar el catalizador junto al tubo de escape. La razón es que necesita de una gran temperatura para que su funcionamiento sea óptimo. Por cierto, muchos vehículos industriales, ante el problema de la sustracción del catalizador, han optado por soldarlo a sus tubos de escape.
En esta zona es más fácil que el catalizador alcance la temperatura necesaria para su correcto funcionamiento, ya que los gases y la cámara de combustión generan altas temperaturas. A pesar de ello, el catalizador debe aumentar su propia temperatura para realizar la transformación de los gases.
Cuidado, que quema. Necesidad de alcanzar altas temperaturas
Como decíamos, el catalizador necesita alcanzar una alta temperatura para su correcto funcionamiento (entre 400-800 Cº). Esto supone que, para que alcance estas temperaturas, el motor deberá estar encendido y funcionando durante un tiempo determinado. Por esta razón, en los desplazamientos dentro de ciudad, es habitual que el catalizador pierda eficacia.
La necesidad de mantener una temperatura elevada para que actúe correctamente está detrás de la recomendación habitual de que el coche vaya “caliente” a la inspección técnica.
Diferencias en el catalizador de un coche diésel y gasolina
Si bien, como vimos, el catalizador es obligatorio tanto en motores de gasolina como en diésel, el convertidor catalítico no es el mismo.
En el caso de los motores de gasolina, el convertidor será de triple vía, con las tres funciones siguientes:
- Reducir el NOx a nitrógeno (N2)
- Almacenar oxígeno
- Oxidar los Hidrocarburos no quemos y el monóxido de carbono
Por su parte, los motores diésel están equipados con un catalizador por oxidación, que emplea el aire excedente para realizar el proceso de oxidación.
¿Qué pasa si se quita el catalizador?
“Nada”, no es un elemento que afecte al funcionamiento como tal del vehículo. Ahora bien, por supuesto no podrás pasar la ITV.
¿Qué ocurre si falla el catalizador de un coche? Síntomas de que algo va mal
El catalizador también se puede estropear y producir fallos y problemas que harán necesaria su sustitución. Como mencionamos, en la inspección técnica su funcionamiento es uno de los puntos clave, de forma que se advertirá rápidamente si hay un problema o no en el convertidor catalítico.
Algunos de los síntomas que muestra un catalizador en mal estado suelen ser:
- Gran cantidad de humo negro emitido por el escape
- Pérdida de potencia
- El motor se cala fuera de lo habitual
- Percepción de ruidos metálicos (posible rotura del panel cerámico)
- Mayor consumo de combustible (puede indicar que la sonda lambda está dañada)
- Un olor distinto y reconocible (por peculiar) en el tubo de escape
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