Brain responde a preguntas frecuentes sobre catalizadores y FAP/DPF

La italiana Brain, presente en nuestro mercado a través de Brain Logistics, fue la primera compañía en desarrollar completamente la producción del convertidor catalítico metálico (o catalizador). Desde 1998, la compañía ha crecido en el mercado de estos productos para automóviles y vehículos pesados, además de desarrollar un profundo conocimiento en filtros de partículas. Es desde esa experiencia y liderazgo que la empresa responde a algunas dudas frecuentes sobre catalizadores y filtros FAP/DPF.

Brain responde preguntas frecuentes sobre catalizadores y FAP DPF

¿Qué es un catalizador?

El convertidor catalítico (por lo general, llamado catalizador) es un reactor termoquímico en el que se producen reacciones químicas entre los gases que pasan a través de él y los metales preciosos contenidos.

¿Cómo funciona un catalizador de tres vías para motores gasolina?

Un catalizador oxidante actúa oxidando CO y HC, mientras que un catalizador de tres vías (TWC) actúa simultáneamente sobre las tres especies contaminantes: CO, HC, NOx.

¿Por qué se usan los catalizadores de reducción selectiva (SCR) con urea/AdBlue para motores diésel?

El clásico catalizador NOx de tres vías resulta ineficaz para los motores diésel debido a unas temperaturas demasiado bajas de los gases de escape y al exceso de aire. Por lo tanto, los sustratos de dióxido de titanio (TiO2) se usan con capacidad para VO5, en presencia de urea como reactivo, para reducir la emisión de NOx hasta en un 80% y transformarlo en N2 y H2O. Estos catalizadores se conocen como SCR por su proceso de reducción catalítica selectiva, y se usan en vehículos pesados e instalaciones fijas.

¿Qué condiciones son ideales para la conversión?

Un buen catalizador contiene al menos 1-2 gramos de Pt y 0.1-0.2 gramos de Rh. Cuando se combina con un sistema de inyección equipado con un circuito de retroalimentación con sonda lambda, es capaz, en condiciones de funcionamiento estequiométrico del motor (aire suficiente para quemar toda la gasolina inyectada), de degradar el 98% de los contaminantes CO, HC y NOx. Un catalizador requiere al menos 200ºC para reducir el 50% de los contaminantes, mientras que son necesarios alrededor de 400ºC para garantizar la máxima potencia catalítica.

¿Qué es un filtro de partículas cerámico?

Se trata de un monolito con una estructura de canal abierta y cerrada. El gas, que entra a través de los canales abiertos de la sección de entrada, se ve obligado a atravesar sus paredes porosas para que el flujo llegue al canal de salida abierta, dejando la carbonilla atrapada en el filtro de partículas. Cuando la porosidad disponible excede una oclusión establecida, se activa la regeneración del filtro, que se limpia tras un proceso de sobrecalentamiento administrado por una unidad de control electrónico.

¿Y uno metálico?

Cuando el filtro de cerámica ha de soportar demasiada presión, o cuando el FAP no existe pero todavía se quiere conseguir una reducción de las emisiones de partículas, se puede utilizar filtros metálicos. En este caso, la matriz del filtro se obtiene envolviendo una tira especial de acero microperforado, recubierta con platino, soportada y conformada oblicuamente al eje. El resultado final es un sustrato de 200 CPSI en el que el gas rico en partículas pasa de un canal a otro, dejando la carbonilla en los micro agujeros, que luego se liberarán durante la regeneración a la temperatura activada. La eficiencia de estos filtros alcanza el 70%.

¿Qué diferencia un filtro de carburo de silicio y uno de cordierita?

El carburo de silicio (SIC) es un material duro y muy poroso, particularmente adecuado para la construcción de filtros pero más costoso. La cordierita (CDR), utilizada desde hace mucho tiempo para la construcción de sustratos cerámicos, muestra una porosidad ligeramente menor (aproximadamente un 10% menos) pero menores costos. Además, la cordierita es más frágil que el SIC y tiene una gravedad específica menor.

¿Cuánto dura un catalizador?

Aunque la duración de un buen catalizador depende del uso que se haga, por lo general sucede que después de 60-70.000 kilómetros recorridos, la potencia catalítica se reduce a más de la mitad. Tras esta distancia recorrida, el catalizador se irá apagando gradualmente y deberá ser reemplazado. El cierre es causado por una ablación gradual del metal precioso y por su sinterización a consecuencia de las altas temperaturas. Esto significa la dispersión de los metales preciosos y, por lo tanto, pérdida de potencia catalítica.

¿Qué es la impregnación?

Se trata de la operación para depositar sobre el soporte cerámico poroso el metal activo para la catálisis de la forma más dispersa posible. El metal activo es típicamente un elemento del grupo de los platinoides, pero también puede ser no noble (como el hierro o el cobalto). Dependiendo de la reacción química que se lleve a cabo, cada tipo de catálisis requiere un par especial de soporte-metal.

¿Para qué sirven los metales preciosos del catalizador?

Los metales preciosos dispersados en el soporte de óxido poroso son los catalizadores reales, mientras que la matriz cerámica o metálica sirve sólo para conferir una estructura espacial al catalizador. El grado de dispersión del metal noble define el rendimiento del catalizador: cuanto más disperso, mayor es el rendimiento.