Qué es el catalizador: significado, síntomas, averías y cómo limpiarlo

La inmensa mayoría de los coches actuales funciona con motores de combustión interna y, hasta que los vehículos eléctricos no se hayan impuesto por completo, este tipo de motor está destinado a acompañarnos. Lamentablemente, pueden generar compuestos químicos perjudiciales que tienen un impacto negativo sobre el medioambiente y la salud humana.

Los convertidores catalíticos o catalizadores para coche, contribuyen a combatir estas emisiones nocivas empleando metales preciosos para convertir los gases tóxicos en sustancias más inocuas. Dada la creciente concienciación a nivel mundial por el medioambiente, este componente del sistema de escape está considerado como uno de los inventos más importantes de la historia del automóvil.

La mayor parte de la contaminación procede de los automóviles, siendo el monóxido de carbono, los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos los principales contaminantes. Ante el enorme y rápido aumento de los niveles de contaminación, muchos organismos y gobiernos están adoptando desde hace algunos años medidas cada vez más estrictas en materia de contaminación ambiental, como la normativa de emisiones EURO en el caso de Europa.

Un catalizador coche es un dispositivo de control de emisiones que se encuentra en el sistema de escape. Ayuda a reducir las emisiones tóxicas procedentes del motor de nuestro coche al convertirlas en sustancias menos tóxicas y más respetuosas con el entorno. Los fabricantes de coches los instalan para poder cumplir la normativa de emisiones.

Siga leyendo para conocer más sobre los catalizadores, toda la ciencia que hay detrás de ellos, cómo saber si se encuentran obstruidos o defectuosos y descubrir si están presentes en los coches diésel. Así que, ¡veamos estos interesantes puntos con más detalle!

¿Cómo funciona un catalizador?

Muchos de nosotros sabemos, al menos vagamente, lo que hace un catalizador: "limpia los gases de escape de un coche...". Pero, por supuesto, su funcionamiento es un poco más complejo que eso. Vamos a profundizar un poco más en catalizador función, en la química que tiene lugar en su interior y en cómo hace que los nocivos gases de escape sean menos dañinos.

Antes de nada, definamos lo que significa este término. Un catalizador es una sustancia que facilita una reacción química sin que ella misma se consuma o intervenga en dicha reacción. Por tanto, el principio de funcionamiento de este componente se encuentra en su nombre, ya que utiliza sustancias catalizadoras para convertir los gases procedentes del escape del motor en otros menos perjudiciales mediante reacciones químicas.

Cuando un motor de combustión quema gasolina, genera tres subproductos tóxicos: óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y combustible no quemado, los cuales tienen efectos nocivos para el medio ambiente y la salud humana. De ahí la necesidad de controlar su generación y emisión.

Si dividimos un convertidor catalítico por la mitad, tendremos dos bloques principales. En ellos se encuentran distribuidas las tres sustancias catalizadoras fundamentales, que son el platino, el paladio y el rodio.

Observando su anatomía, podemos distinguir los siguientes convertidor catalítico componentes que lo conforman:

• Carcasa de acero inoxidable o hierro fundido para proteger los componentes internos.
• Aislamiento para mantener caliente el interior del catalizador y el exterior a una temperatura menor.
• Monolito de cerámica, que también recibe el nombre de "panal de abeja". Está formado por un gran número de pequeños canales por los que pasan los gases de escape.
• Capa de recubrimiento que contiene los metales preciosos que actúan como catalizadores. El interior del panal va recubierto de esta capa. El platino, el paladio y el rodio son los tres metales preciosos que, gracias a sus propiedades, desempeñan una gran labor para mantener nuestro aire limpio y saludable.

¿Cuáles son las reacciones químicas que tienen lugar en un catalizador?

Veamos más de cerca los principales tipos de reacciones que se producen en el interior de este importante componente de nuestros coches.

• Reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx)

Óxidos de nitrógeno (NOx) es un término que engloba a los contaminantes óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO₂). Cuando los NOx son sometidos a una reducción, se descomponen en moléculas de oxígeno (O) y nitrógeno (N) inofensivas para el medioambiente. La eficiencia de este proceso puede ser monitoreada por un sensor de oxígeno o sonda Lambda.

En este primer bloque o sección encontramos una combinación de platino y rodio, siendo fundamentalmente el rodio el metal que se encarga de catalizar la reacción de reducción.

• Oxidación del monóxido de carbono (CO) y de hidrocarburos no quemados (HC)

A medida que los gases de escape avanzan, atraviesan un segundo bloque que contiene una combinación de platino y paladio, que son los metales que desempeñan la función de catalizar las reacciones de oxidación. Aquí es donde tiene lugar lo que se conoce como oxidación de dos vías: el monóxido de carbono (CO) y los hidrocarburos (HC) se descomponen en dióxido de carbono (CO₂) y vapor de agua (H₂O), de efectos menos dañinos.

El CO es muy perjudicial para la salud humana y es un subproducto natural resultante de la quema de cualquier tipo de combustible. En términos sencillos, la oxidación es la adición de oxígeno a un compuesto. Así, las moléculas de oxígeno de la primera conversión catalítica se unen al CO que al oxidarse forma CO₂, cuya toxicidad es mucho menor que la del CO. Ahora bien, el CO₂ no está exento de propiedades perjudiciales y sus emisiones agravan la situación del cambio climático al tratarse de un gas de efecto invernadero. De ahí la importancia de bajar el CO2 de un coche y hacer todo lo que está en nuestras manos para reducir dichas emisiones.

Por su parte, los hidrocarburos son aquellos compuestos que están formados íntegramente por carbono e hidrógeno. La gasolina se compone de ellos y constituyen un buen combustible, ya que se queman con relativa facilidad liberando energía que puede emplearse, entre otras cosas, para hacer funcionar vehículos. El combustible que logre salir del motor sin quemarse sufrirá una oxidación al llegar al catalizador. En dicha reacción, los hidrocarburos son descompuestos en moléculas de hidrógeno (H) y carbono (C), que se unirán al oxígeno (O) para formar respectivamente vapor de agua (H₂O) y dióxido de carbono (CO₂).

Asimismo, el calor de los gases de escape permite aumentar la temperatura del catalizador, lo que hace que las reacciones se produzcan con mayor rapidez y eficacia. Después de todo este proceso, dichos gases de escape, ahora menos nocivos, viajan hasta el extremo del tubo de escape donde son liberados a la atmósfera.

¿Hay varios tipos de catalizadores?

Podemos encontrar varios tipos de convertidor catalítico y los nombres que reciben se deben a las reacciones que tienen lugar en ellos y a lo que se denomina el número de vías. Así, podemos encontrar principalmente dos tipos:

• Catalizadores de dos vías.

Son los empleados en la mayoría de motores diésel como catalizadores de oxidación. Mediante las reacciones de oxidación que hemos desglosado anteriormente, el CO y los HC son transformados en CO₂ y H2O. La reducción de NOx no se produce en este tipo de catalizadores, ya que para que la reducción sea posible se requiere una mezcla rica.

• Catalizador de tres vías.

Dentro de este tipo, aquellos que emplean una sonda Lambda o sensor de oxígeno son los más comunes. Las reacciones de reducción y oxidación son llevadas a cabo en el mismo monolito y emplean platino, paladio y rodio como metales catalizadores. Pueden efectuar la transformación de tres gases diferentes de forma simultánea y en el mismo bloque (oxidación del CO y los HC y reducción del NOx para dar como resultado CO₂, H₂O y N₂). Para realizar estas reacciones correctamente es necesario que la relación aire y combustible de la mezcla se encuentre cercana al valor estequiométrico, de ahí que este tipo de catalizadores no puedan ser utilizados en motores diésel. El sistema de gestión del motor y la Sonda Lambda ajustan y cambian continuamente la relación de la mezcla según proceda para que las reacciones de oxidación y reducción puedan producirse adecuadamente.

¿Tienen catalizadores los coches diésel?

Si usted conduce un vehículo diésel, tal vez se esté preguntando si cuenta con un catalizador o cómo funciona. Estos coches sí poseen convertidores catalíticos, si bien no funcionan exactamente del mismo modo que en los coches de gasolina, ya que, como es bien sabido, ambos tipos de motores presentan diferencias significativas. En los motores de combustión interna de gasolina se utiliza una chispa para encender el combustible, mientras que en los motores diésel se utiliza la compresión. Debido a la elevada relación entre aire y combustible que se requiere, el sistema diésel exige una gran cantidad de oxígeno para completar la ignición.

Los motores diésel disponen en la actualidad de controles de emisiones y en la mayoría intervienen los siguientes sistemas de tratamiento de gases: recirculación de los gases de escape (EGR), filtro de partículas diésel (DPF o FAP), catalizador de oxidación diésel (DOC) y reducción catalítica selectiva (SCR). Tal y como se desprende de sus nombres, las dos etapas que se refieren a los convertidores catalíticos incluyen el DOC y la SCR. Esto se debe a que hacen uso de elementos catalizadores para facilitar las reducciones químicas destinadas a disminuir las emisiones.

¿Cómo funciona un catalizador diésel?

El catalizador desempeña también una función vital en los coches diésel: convertir los compuestos nocivos en otros no tóxicos, evitando con ello la emisión de gases perjudiciales. El interior de su carcasa metálica contiene dos bloques de cerámica con miles de celdas minúsculas que forman una estructura de panal. Los bloques cerámicos están recubiertos en su interior de metales como el paladio y el platino. Al estar situado cerca del motor, suele alcanzar temperaturas elevadas para favorecer las reacciones químicas que convierten los gases tóxicos en subproductos no peligrosos antes de que sean emitidos a la atmósfera.

En términos de funcionalidad, esta parte del sistema diésel funciona de forma similar a un catalizador gasolina. Ahora bien, a continuación veremos que las tecnologías de control de emisiones diésel presentan algunas diferencias respecto a los catalizadores de gasolina, como la ausencia de rodio y el uso de AdBlue.

• El catalizador de oxidación diésel (DOC) es un componente de dos vías presente en la mayoría de sistemas diésel y funciona de manera similar a la de los motores de gasolina. Mediante catalizadores metálicos, realiza la oxidación del monóxido de carbono (CO) y de los subproductos volátiles e hidrocarburos (HC) del combustible no quemado, transformándolos en dióxido de carbono y agua menos nocivos. Solamente funciona en presencia de oxígeno y no reduce la emisión de NOx, de lo cual se encarga el siguiente catalizador.
• El catalizador de reducción selectiva (SCR) es el componente que se encarga de llevar a cabo la reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx) de los gases de escape diésel para convertirlos en sus moléculas individuales, nitrógeno y oxígeno.

En el caso de un catalizador de tres vías, que es el que se emplea en los motores de gasolina convencionales, el rodio es el metal precioso que favorece el proceso de reducción. Pero, debido a que los gases de escape diésel son muy ricos en oxígeno, el rodio no consigue reducir los NOx de forma eficaz y, por este motivo, los catalizadores diésel no contienen este metal y los catalizadores de tres vías no pueden usarse en motores diésel.

En lugar de rodio, el catalizador SCR usa un agente reductor conocido como AdBlue o líquido para sistemas de escape diésel (DEF), cuya composición es amoníaco con urea. Dicho líquido es inyectado en los gases de escape diésel, donde, en combinación con la tecnología SCR y los agentes catalizadores, logra reducir y neutralizar las partículas nocivas de NOx.

 

Otra diferencia de estos sistemas puede ser la incorporación de un filtro de partículas de diésel y gasolina (DPF) para capturar y eliminar las partículas sólidas que proceden del hollín, los sulfatos, los hidrocarburos, etc., que son subproductos contaminantes propios de los motores diésel, y las mantiene atrapadas en su estructura monolítica hasta que puedan ser descompuestas y eliminadas mediante un proceso llamado "regeneración" antes de ser emitidas a la atmósfera.

Causas y signos de un catalizador en mal estado

Como cualquier otra pieza del coche, la vida útil de un catalizador es limitada, unos diez años más o menos, y depende de muchos factores. A pesar de su relativa larga duración, deben ser revisados con regularidad para detectar si presentan fallos o si estamos ante un catalizador roto con daños externos o internos severos.

Son susceptible de estropearse con el paso del tiempo debido a diversos motivos (sobrecalentamiento, daños físicos, contaminación, etc.) y, dada su función, pueden obstruirse con los depósitos de carbonilla que van acumulándose de forma cotidiana y que una limpieza regular con un aditivo para combustible o limpiador puede ayudar a reducir o eliminar.

Su vida útil también se va a ver influenciada por el tipo y cantidad de viajes y paradas que efectúe el vehículo. Uno que haga habitualmente trayectos cortos de arranque y parada podría experimentar un desgaste más rápido de su catalizador que uno que realice trayectos largos de modo continuado. Esto se debe a que en el primer caso el motor es apagado antes de que el catalizador pueda alcanzar su rango de temperatura óptimo.

¿Qué puede provocar las fallas de un catalizador?

Normalmente, en un convertidor catalítico, fallas prematuras y obstrucciones pueden tener su origen en gran variedad de causas, entre ellas:

• Exceso de combustible que pasa al sistema de escape antes de ser quemado. El paso de demasiado combustible por el sistema puede originar un fallo. Esto también puede atribuirse a que el motor funciona con una mezcla demasiado rica, de modo que el excedente de combustible sin quemar llega al catalizador, donde es quemado. Esta combustión puede causar sobrecalentamiento y daños en el mismo e incluso llegar a fundirlo.
• Problemas de rendimiento del motor. Por ejemplo, un fallo de encendido del motor o, como acabamos de ver, una mezcla inadecuada de aire y combustible pueden hacer que el catalizador se sobrecaliente y sufra daños.
• Contaminación por sustancias como liquido anticongelante para coche y aceite que entran en el sistema de escape. Esta entrada puede deberse a fugas y problemas en el motor. En el caso del líquido refrigerante, supone una de las causas de un catalizador estropeado u obstruido que debe solventar de inmediato, ya que también puede dañar su motor.
• En cuanto a la entrada de aceite, señalar que algunas piezas del motor pierden eficacia con el tiempo y el uso. Así por ejemplo, las juntas y válvulas deterioradas podrían dejar que el aceite se cuele y llegue al sistema de escape. El hecho de que el coche esté usando más aceite de lo habitual puede ser una señal de esto.
• Golpes y abolladuras que pueden dañar la estructura del catalizador. Una obstrucción también puede tener su origen en daños físicos.

¿Cuáles son los signos que indican la presencia de un catalizador obstruido?

El mayor problema de un catalizador es su obstrucción, ya que, al restringir el flujo de los gases de escape y su salida adecuada, puede crear una contrapresión de escape excesiva. Esto impediría que el motor "respire" adecuadamente, pudiendo ocasionar diversos problemas de rendimiento del motor. Pero hay que señalar que no todos los catalizadores en mal estado tiene que estar obstruidos, puesto que pueden perder su eficiencia sin obstrucciones.

Los síntomas específicos que apuntan a la obstrucción del catalizador van a depender del tipo de catalizador con el que esté equipado su coche. Asimismo, algunos de estos síntomas también pueden indicar problemas cuyo origen esté en otros componentes, ya que no son exclusivos del catalizador. Dicho esto, enumeramos a continuación algunos de los convertidor catalítico tapado síntomas más comunes:

Disminución notable de la eficiencia del consumo de combustible y del rendimiento del motor.
Un catalizador que se encuentre obstruido va a impedir que el motor respire correctamente. Como resultado, nuestro coche puede experimentar una pérdida de aceleración y reducción de la eficiencia del motor. También podremos notar que la economía de combustible disminuye.

El motor se cala con frecuencia y es difícil de arrancar.
El exceso de contrapresión de los gases de escape puede ahogar el motor, haciendo que se cale. En el caso de un bloqueo extremo, puede darse el caso de que el motor arranque y funcione al ralentí durante un par de minutos, para acabar apagándose poco después. De hecho, un catalizador puede llegar a estar tan tapado que el motor ni siquiera logra arrancar. Pero hasta llegar a este punto, probablemente ya habrá notado un bajo rendimiento del motor y de la eficiencia de combustible.

El testigo de fallo del motor se enciende.
Este testigo nos advierte sobre ciertos problemas que están causando que el motor funcione mal y de manera ineficiente. Aunque hay que tener en cuenta que si estamos ante un convertidor catalítico tapado en sus primeros estadíos, que está empezando a obstruirse, puede que esta luz no llegue a iluminarse.

Otras señales son: presencia de humo oscuro procedente del tubo de escape y sobrecalentamiento en los bajos del vehículo.

Las dos señales que se enumeran ahora son más específicas del catalizador y pueden evidenciar que estamos ante un problema con el mismo.

Olor a huevo podrido o durante la conducción del coche.
El azufre del combustible es convertido en una sustancia menos tóxica, pero cuando el catalizador está en mal estado y no cumple su función, podrá percibir este olor propio del azufre proveniente del escape.

No superar la prueba de emisiones.
El catalizador tiene por objeto reducir las emisiones de su coche. Si no funciona, no sería ninguna sorpresa que el vehículo no pudiera pasar la prueba de emisiones de la ITV.

Por otro lado, las obstrucciones pueden incluso hacer que los materiales del catalizador se rompan en pedazos. Si piensa que ha llegado a este nivel de daño y está ante un catalizador roto, dele unos golpes suaves al catalizador y compruebe si se oyen ruidos de golpeteo. Cuando la parte del panal comienza a romperse, las partículas podrían en casos extremos llegar a dañar el motor.

Si percibe alguno de estos síntomas, debería acudir a un mecánico de inmediato para que realicen una inspección. La sustitución de un catalizador es muy costosa, pero no debe posponerla si se ha determinado que esta es la única manera de solucionar los problemas. Si este componente está dañado, no solo hará que su vehículo no pase la prueba de emisiones, sino que también podría dañar las piezas adyacentes, lo que resultaría en reparaciones más costosas.

¿Cómo se consigue desatascar un catalizador?

Si sospecha que el catalizador de su coche está fallando, hay una merma en su rendimiento o está obstruido, tendrá que determinar cuál es problema de base y resolverlo. Si estamos ante una obstrucción por demasiada carbonilla, se trataría de un problema normal y hay disponibles varios métodos para acabar con dichas obstrucciones y limpiar el catalizador. El más sencillo es optar por un limpiador de convertidor catalítico o aditivo para combustible que en muchos casos permite desatascar el catalizador sin necesidad de desmontarlo del coche. Detengámonos a ver en qué consiste este método, el cual proporciona además una limpieza del sistema de escape.

Es necesario leer con detenimiento la etiqueta de este producto, ya que ella contiene las instrucciones sobre cómo emplearlo, así como la cantidad de producto que debemos añadir al depósito de combustible. También es importante saber la cantidad de combustible que debe haber en el depósito antes de usar el producto.

Al entrar en el depósito, el limpiador se mezcla con el combustible que contiene y, una vez que arranquemos nuestro vehículo, actuará descomponiendo los depósitos de hollín y otras acumulaciones. Es conveniente que el catalizador se caliente y alcance su temperatura de funcionamiento adecuada. Consulte en la etiqueta el tiempo de conducción necesario para obtener los mejores resultados.

Tras realizar este proceso, puede llenar el depósito de combustible y conducir con normalidad. Si ha dado resultado, notará que la merma en el rendimiento del coche asociada a un catalizador obstruido ha cesado.

Estos limpiadores funcionan eliminando las acumulaciones de carbono en el sistema de escape. Así pues, en el caso de atascos leves o para realizar una limpieza de catalizador periódica como parte del mantenimiento rutinario, estos productos pueden contribuir a prolongar la vida útil de su catalizador.

En el caso de depósitos de mayor consideración, podemos recurrir a otros procedimientos que implican desmontarlo y limpiarlo a mano, valiéndonos de agua a presión, de grandes recipientes con agua y con productos de limpieza, etc. También podemos acudir a un taller especializado en el que podrán hacer uso de otros métodos, como por ejemplo, la limpieza por ultrasonidos.

Pero, evidentemente, todo tiene un límite y estos métodos de limpieza solo funcionarán si la obstrucción no es demasiado grave. Si existen importantes depósitos de carbono que hacen que el catalizador falle, roturas, daños severos o permanentes, como los producidos por condiciones extremas tales como el exceso de calor, la limpieza no logrará solucionarlos.

El limpiador realiza un buen trabajo como herramienta para prevenir problemas, pero no es milagroso, ni puede arreglar daños graves que ya se hayan producido.

Por otro lado, a los diez años, este componente ha llegado al final de su vida útil. Si su coche no ha recibido un buen mantenimiento, dicho final puede llegar anticipadamente. Ninguna limpieza podrá hacer que vuelva a la vida. Si los problemas de su coche persisten y sospecha que el motivo es el catalizador, es el momento de sustituirlo, no de limpiarlo.

Conclusiones

El catalizador es una parte integral de nuestros coches. Es un componente en forma de panal que se encuentra en el sistema de escape. Los gases de escape (NOx, CO y HC) pasan a través de los canales que conforman su panal, interactúan con los metales preciosos de su recubrimiento y experimentan una reacción de reducción u oxidación. La mayor parte de estos gases tóxicos son convertidos en dióxido de carbono, gas nitrógeno y agua, menos nocivos, que son expulsados por el tubo de escape. Este proceso no sería posible sin las propiedades catalizadoras del platino, el paladio y el rodio.

Es fundamental conocer el origen de los fallos del convertidor catalítico y solventarlos de inmediato. Un catalizador en mal estado puede ocasionar que nuestro vehículo se cale con frecuencia, que sea difícil de arrancar, que tenga una baja eficiencia de combustible, que la aceleración se vuelva lenta y otros problemas más.

Asimismo, fallos que tengan su origen en problemas como una fuga de líquido refrigerante o que el motor funcione con una mezcla demasiado rica pueden causar daños en otros componentes del coche. A esto hay que añadir que el vehículo no lograra pasar la prueba de emisiones llegado el momento de la inspección y no podremos volver a conducirlo hasta no haber solucionado dichas fallas.

En caso de que su catalizador esté fuertemente obstruido o presente daños severos, puede ser necesario proceder a su completa sustitución. Si se trata de un atasco parcial, es posible que pueda seguir conduciendo por un tiempo, pero notará una merma en el rendimiento. En última instancia, si se obstruye de forma severa, es muy probable que el coche deje de funcionar y se niegue a arrancar.

Este componente del coche desempeña un papel crucial al evitar la emisión de gases nocivos a la atmósfera. Como resultado de dicho proceso y de las reacciones que se producen en él, el hollín va acumulándose en su estructura de panal con el tiempo.

Elimine estos depósitos de vez en cuando para obtener un mejor rendimiento. Emplee limpiadores de catalizador o aditivos de combustible fabricados para limpieza de catalizador.

Con todo, es esencial que haga revisar el catalizador con regularidad para mantener el máximo rendimiento y de este modo poder cuidar de su coche y contribuir a la preservación del medioambiente y de la salud de las personas.

Principales productos sobre el tema:

• Catalizador Peugeot 206
• Catalizador Volkswagen Polo
• Catalizador Peugeot 307
• Catalizador Seat Ibiza
• Catalizador Opel Astra
• Catalizador Mazda 3