Universidad Autnoma de Baja California Facultad de Ingeniera
Campus Mexicali
Metodologa de la Investigacin Grupo 658 El Uso de Catalizador en
Automviles y su Impacto en la Atmosfera. Presentado a: Dra. Silvia
E. Ahumada Valdez Por: Juan Antonio Snchez Erenas Matricula:
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Contenido. 1. Agradecimientos. 2. Resumen. a. Cmo funciona el
catalizador? 3. Planteamiento del problema. 4. Justificacin. 5.
Hiptesis. 6. Marco terico. 7. Marco metodolgico. 8. Encuestas.
1. Agradecimientos. Expreso mi sincero agradecimiento y aprecio
a los alumnos del 3ro GH de la especialidad de Maquinas de
Combustin Interna del Centro de Bachillerato Tecnolgico Industrial
y de
Servicios 140, as como al Maestro Erik Alejandro Cervantes
Camacho por su valioso apoyo para la realizacin de este
trabajo.
2. Resumen. Desde el comienzo de la civilizacin, los seres
humanos han necesitado de medios de transporte. El progreso del
transporte ha estado siempre estrechamente vinculado con el avance
de la civilizacin (Nash, 1969). Es de esta manera que, durante la
mayora, si no es que todas, las pocas, se han desarrollado muchos
aparatos, o medios, de transporte. El ms popular de estos ha sido,
es y podramos afirmar que ser, el automvil. Las personas han
disfrutado tanto del automvil, en la era actual, los lleva a diario
al trabajo, la escuela, a casa, y todos los dems lugares que nos
podamos imaginar. A todo el mundo le gustan los coches, unos
cuantos estn enamorados de ellos, especialmente de los autos
deportivos, clsicos y de competencias. Como sea, el automvil que
conocemos el da de hoy no fue producto del trabajo de una sola
persona ni de un da de trabajo. El coche como lo conocemos el da de
hoy es el resultado de una serie de eventos, ideas e inventos de
varios personajes de la era actual as como la historia. Incluyendo
al mismsimo Leonardo Da Vinci e Isaac Newton. Aproximadamente, tomo
alrededor de 100,000 patentes para crear el automvil moderno que
las personas conducen hoy en da, una maquina complicada que
comprende numerosos aparatos mecnicos y elctricos que utilizan
muchos principios cientficos. El problema del automvil con motor de
combustin interna1 es el volumen de gases nocivos emitidos a la
atmosfera como resultado de la combustin interna llevada a cabo en
el motor. Estos gases son los xidos de Nitrgeno (NOx), Monxido de
Carbono (CO), Hidrocarburos (HC), Anhdrido Sulfuroso (SO2), Sales
de Plomo y Oxidantes2. Anteriormente estos no eran filtrados y
escapaban directamente a la atmosfera por el tubo de escape del
automvil, lo cual contribuyo a la desmedida contaminacin de la capa
de ozono desde el siglo pasado. Con la aparicin de los sistemas de
control de emisiones a finales de los 70 y principios de los 80, se
busco disminuir y controlar las emisiones contaminantes de los
vehculos automotores con el fin de reducir el impacto ambiental que
se produce en la atmosfera. El catalizador o convertidor cataltico
que se utiliza en el automvil fue inventado en los aos 50 por el
ingeniero francs Eugene Houdry, sin embargo, no se produjo en masa
sino hasta 1973 por John J. Mooney, y Carl D. Keith. Y se introdujo
por vez primera en todos los vehculos en los Estados Unidos en el
ao de 1975 como una nueva regulacin de la Agencia de Proteccin al
Ambiente (EPA) (Wikipedia, 2009).1
Actualmente existen Automviles con motores de combustin interna,
elctricos e hbridos. los tres ltimos han sido eliminados de la
gasolina (AS, S.L. 2009)
2
Consiste en un dispositivo cuyo trabajo es el hacer una reaccin
de los gases de escape de la combustin que son dainos para el
ambiente y los seres vivos, para que cuando salgan del escape sean
menos ofensivos al ambiente. En otras palabras, un catalizador es,
un componente del automovil moderno que sirve para el control y la
reduccion de los gases nocivos expedidos por el motor de combustion
interna. Wikipedia (2009). Se trata de un dispositivo instalado en
el tubo de escape, cerca del motor, ya que ah los gases mantienen
una temperatura elevada. Esta energia calorifica pasa al
catalizador haciendo que este eleve su propia temperatura,
circunstancia indispensable para que este dispositivo tenga un
optimo rendimiento, que se alcanza entre los 400 y 700 grados
centigrados. (AS, S.L. 2009).
Ilustracin 1 Ilustracin de un catalizador comn.
Exteriormente, el catalizador es un recipiente de acero
inoxidable, frecuentemente provisto de una carcasa-pantalla metlica
antitrmica, igualmente inoxidable, que protege las partes bajas del
vehculo que rodean al catalizador de las altas temperaturas
alcanzadas.
Ilustracin 3 Catalizador y sus pantallas trmicas.
Ilustracin 2 Principales componentes de la cmara del
catalizador.
Ilustracin 4 Corte lateral de un Convertidor Cataltico.
Como podemos ver en la ilustracin, el catalizador se compone
internamente de miles de celdas catalticas3 por donde circulan los
gases de escape. Estas celdas son sumamente delgadas y conforman
una colmena cermica en forma hexagonal recubierta por una capa
amortiguadora que la protege de los daos causados por las
vibraciones y los golpes producto del movimiento del vehculo.
3
Catalitico(a); relativo a la catlisis, la modificacin de la
velocidad de una reaccin qumica producida por ciertos cuerpos que
se encuentran sin alteracin al final del proceso. Larousse
(2003).
a. Cmo funciona el catalizador?
Ilustracin 5 Proceso qumico interno del catalizador.
En la ilustracin de arriba podemos ver el proceso qumico interno
que se lleva a cabo en el catalizador. Bsicamente lo que se hace es
oxidar y reducir los gases que se emanan de la combustin del motor,
como el monxido de carbono (CO) y los xidos de nitrgeno (NOx) para
convertirlos en dixido de carbono (CO2) y nitrgeno,
respectivamente. Al no contar con el catalizador en el vehculo,
estos gases dainos salen libres a la atmosfera y son muy nocivos
para la salud.
3. Planteamiento del problema. El alto nmero de vehculos
registrados en el lote vehicular de la ciudad de Mexicali, sumado a
una gran falta de regulacin de normas ambientales por parte de las
autoridades y la ignorancia de la sociedad, cuyas consecuencias son
los graves impactos que brindamos al ambiente, han sido parte
fundamental de la ecuacin que ha convertido a Mexicali en la sexta
ciudad ms contaminada de la Repblica Mexicana en lo que a calidad
del aire se refiere (Contreras, 2007).
4. Justificacin. Qu aporta este trabajo de investigacin? No solo
al mbito cientfico, sino que tambin a la sociedad en general, este
trabajo de investigacin tiene tres principales propsitos: a. El
crear la necesaria conciencia en la sociedad en general sobre los
beneficios ambientales del uso de sistemas de control de emisiones
contaminantes en vehculos de transporte, as como los daos
ocasionados a la atmosfera por no utilizar los mismos. b. En base a
los resultados obtenidos de este estudio, se espera proporcionar
bases de informacin, as como la motivacin para futuras
investigaciones. c. Marcar un paso inicial de la vocacin que ha
marcado mi vida desde sus inicios: Ingeniera Automotrz de su
servidor.
5. Hiptesis. Si en el municipio de Mexicali, Baja California, se
reforzaran las leyes ambientales que exijan el uso de un sistema de
control de emisiones, as como una verificacin constante de los
mismos; sumado a campaas de concientizacin de la poblacin en el
tema ambiental con el propsito de crear conciencia, en un mediano
plazo, reduciran los niveles de contaminacin atmosfrica tan
elevados por el nivel de gases emitidos por los automviles,
fabricas de la localidad y el polvo que tanto emana en nuestras
calles.
6. Marco Terico. En los Estados Unidos, especficamente en el
estado de California, las leyes ambientales exigen la revisin del
control de emisiones de los vehculos automotores cada determinado
periodo de tiempo; el fallo de un vehculo motor a pasar la prueba
de control de emisiones resulta en la negacin de la renovacin del
permiso de circulacin para el vehculo en cuestin. Por lo general,
se otorga un determinado lapso de tiempo para que el propietario
del vehculo realice las reparaciones pertinentes al automvil de
manera que este pueda pasar las pruebas de control de emisiones.
Sin embargo, en ocasiones y dependiendo del tipo de vehculo (marca,
modelo, ao), los costos de reparacin son algo elevados y al pblico
le resulta mas cmodo y conveniente el adquirir un vehculo ultimo
modelo cada 4, 5 o 6 aos. (DMV, 2009) Entonces, qu pasa con los
automviles que no pasan el chequeo de control de emisiones y cuyos
propietarios no reparan? Estos vehculos, en ocasiones son vendidos
en subastas de autos y comprados por particulares o revendedores;
en la mayora de los casos, procedentes de territorios mexicanos, y
los vehculos son trados principalmente a ciudades fronterizas donde
son revendidos o utilizados por los compradores (INE, 1997). Como
sea, una mala prctica, que ha sido adoptada de gran manera por el
pblico, es la eliminacin del catalizador en la cual hay todo un
mercado descrito ms adelante. Sumado a esto, existe una falta de
regulacin de las normas ambientales en las ciudades mexicanas,
especficamente en el estado de Baja California, solo se pide la
revisin mecnica antes de la renovacin de laminas de circulacin, sin
embargo, el no realizar la inspeccin mecnica no repercute ms que en
una multa de 54.80 pesos M.N. que se pueden pagar en la ventanilla
de la secretaria de planeacin y finanzas del estado. (SPF, 2009).
No es muy raro ver en las calles locales de reparacin de mofles y
radiadores con letreros que promocionan la eliminacin gratuita del
catalizador. Esto se debe a que uno de los reactivos que este
contiene, es el metal Platino, el cual es de muy alto valor y por
ello se ha dado el fenmeno del robo de los catalizadores as como su
compra venta ilegal. Por lo general los famosos mofleros son
quienes estn al tanto de este negocio, pero son muy discretos al
hablar de ello. Adems del mercado de compra-venta de estos
componentes, est el factor de su vida til, la cual vara dependiendo
del uso de combustibles de baja calidad y el tipo de manejo que se
le d al
vehculo. En promedio, su tiempo de vida vara de los 5 a 10 aos,
por lo que al comprar un vehculo fronterizo es comn que este tenga
el catalizador ya daado, lo cual hace mas cmoda la eliminacin del
mismo que el reemplazo, el cual puede costar desde 2 mil hasta 15
mil pesos dependiendo de la marca del vehculo as como el tipo de
reemplazo, original o genrico. La facilidad de adquisicin de los
vehculos antes mencionados ha trado como consecuencia un gran
incremento del parque vehicular de la ciudad, que al ao de 1996 era
de 240,810 vehculos (INE, 1997), adems, como mencionamos
anteriormente estos vehculos ya se encuentran con fallas en sus
sistemas de inyeccin de combustible, as como en los de control de
emisiones, lo cual hace que sean ms contaminantes que los vehculos
de origen nacional. Una parte de la problemtica que lleva este
tema, consiste en que la mayor parte de la poblacin no est
consciente de los efectos dainos que se causan al ambiente por la
eliminacin del catalizador en los vehculos automotores, sumado con
los factores econmicos que influyen en la toma de decisin a la hora
de reemplazarlo o eliminarlo. Y por otro lado, la ciudad no cuenta
con un programa de verificacin vehicular, el cual pudiera servir
para la correccin de esta situacin (INE, 1997). 7. Marco
Metodolgico.
8. Encuestas Pblico en general. 1. Sabe que es un convertidor
cataltico y para qu sirve? 2. Est consciente del dao provocado a la
atmosfera por la emisin de gases contaminantes principalmente del
uso de automviles y otros transportes? 3. Cuando va a renovar
placas lleva su vehculo a revisin mecnica? 4. sabe si su automvil
cuenta con catalizador? 5. si su coche diera problemas con el
catalizador, lo reemplazara o lo cancelaria? 6. Si lo cancelaria,
est consciente del dao que ocasionara a la atmosfera? 7. Cree que
debera haber mejores leyes en cuanto a emisiones ambientales
vehiculares como las vigentes en el estado de California? Talleres
(mofleros). 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. sabe lo que es un
catalizador y para que funciona? de qu estn hechos los
catalizadores? Cuntos catalizadores reemplazan por mes? (estimado)
es ms comn que se cancelen o se reemplacen los catalizadores? Los
catalizadores que desinstalan, hay alguien que los compre?, y en
cuanto se compran?(por marca) Qu le aconsejan al pblico, que
reemplace o que cancele el catalizador y por qu? Cules son los
sntomas para saber si el catalizador ya no sirve? Cul es la vida
promedio de un catalizador? hay una marca en especfico que
recomienden?
Refaccionarias. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Sabe lo que es un catalizador
y para que funciona? de qu estn hechos los catalizadores? Cul es la
vida promedio de un catalizador? Cuntos catalizadores se venden por
mes?(estimado) Qu tipo de catalizador se vende ms, tipo original o
de reemplazo (universal)? Qu tipo de catalizador le recomiendan al
cliente, el original o de reemplazo y por qu? 7. Para qu marca de
vehculo se venden ms catalizadores? 8. Cul es el precio promedio de
un catalizador?
Referencias. Nash, Frederick C. Fundamentos De Mecnica
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enciclopedia libre. Convertidor Cataltico. Tomado el 12 de
Noviembre de 2009 de la world wide web:
http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=31387339 Contribuyentes:
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http://www.as-sl.com/contacte/contacte.htm Bellis, Mary (2007). The
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Contreras, Guadalupe (2007). Once Noticias: Mueren dos millones de
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http://en.wikipedia.org/wiki/Catalytic_converter Instituto Nacional
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El Pequeo Larousse Ilustrado en Color. Mxico-SEP-Larousse,
2003.
