“CONVERTIDORES CATALÍTICOS Y SUS APLICACIONES”

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
REGION POZA RICA -TUXPAN
“CONVERTIDORES CATALÍTICOS Y SUS
APLICACIONES”
TESINA
PARA PRESENTAR EL EXAMEN DE LA EXPERIENCIA
EDUCATIVA DE EXPERIENCIA RECEPCIONAL DEL PROGRAMA
EDUCATIVO DE INGENIERÍA QUÍMICA
PRESENTA:
EDUARDO MARTÍNEZ JIMENEZ
DIRECTOR DE TESIS:
DR. ISRAEL HERNÁNDEZ ROMERO
ASESOR:
M.C. RAUL ENRIQUE CONTRERAS BERMUDEZ
POZA RICA DE HIDALGO VER.
ABRIL 2014
AGRADECIMIENTOS
A Dios
Gracias a Dios y a la vida por permitir este momento tan importante en mi vida y por las buenas cosas que me han dado.
A MIS PADRES:
A mis padres Rosa Elia y Clemente porque este triunfo en mi vida no solo fue mío, si no de ellos también ya que solo fui el reflejo
de algo que ellos formaron e inculcaron.
A MI MADRE:
A mi madre Rosa Elia por el apoyo que me brindaste y la confianza que me tuviste para poder terminar esta carrera y creer en mí.
A MI PADRE:
A mi padre Clemente por ser un ejemplo e inspiración, gracias por tu confianza y la oportunidad de terminar una carrera que es
el mejor regalo que me has dado en la vida.
A MIS HERMANOS:
A mis hermanos Nora Alicia y Oscar Jamiel porque siempre han estado conmigo en los momentos difíciles de mi preparación.
A MIS AMIGOS:
A mis amigos Alberto Gutiérrez, Jaziel Alberto, Francisco Jesús, Rubí Esmeralda, Alondra Olmedo, Victor Hugo, Patricia, Brayan
Felipe, Mauricio Daniel, Camilo Miranda, Veralsi Dodanim, Carlos Silíceo y Juan Antonio por los buenos momentos que
pasamos juntos y que jamás se olvidaran la ayuda que nos brindamos.
EDUARDO MARTINEZ JIMENEZ
A MI DIRECTOR Y ASESOR DE TESIS:
A mi director el Doc. Israel y mi Asesor Ing. Raúl Enrique por el apoyo que me brindaron para poder terminar
lo último de mi carrera que fue mi tesis, les doy las gracias.
INDICE
INDICE
INTRODUCCIÓN
I
CAPITULO I
ANTECEDENTES
1.1 Catálisis
3
1.1.1 Catálisis homogénea
7
1.1.2 Catálisis heterogénea
9
1.1.2.1Catalizadore heterogéneos
11
1.1.2.2 Metales
11
1.1.2.3 Óxidos metálicos semiconductores
12
1.1.2.4 Sales metálicas
14
CAPITULO II
CONVERTIDORES CATALITICOS
16
2.1 Convertidor catalítico
17
2.1.1 Clasificación
18
2.1.1.1 De mezcla pobre para óxidos de nitrógeno
18
2.1.1.2 De dos vías (oxidación)
19
2.1.1.3 De tres vías (oxidación-reducción)
19
2.2 Diseño del convertidor catalítico
21
2.2.1 Catalizadores empleados
24
2.2.3 Catalizador de reducción
25
2.2.3.1 Catalizador de oxidación
26
2.2.3.2 Reacciones químicas en el convertidor catalítico
26
INDICE
CAPITULO III
APLICACIONES
3.1 Automóviles
28
3.1.1 Emisiones por el tubo de escape
28
3.1.2 Contaminantes emitidos por las fuentes vehiculares
29
3.1.3 Convertidores catalíticos en automóviles
29
CONCLUSIONES
34
BIBLIOGRAFÍA
35
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
La contaminación proveniente de los motores de combustión interna es una de las
que más contribuye perjudicialmente en la calidad del aire. Siendo de particular
importancia en aquellas ciudades con alta concentración de vehículos en áreas
pequeñas. La concentración de contaminantes se incrementa debido a las
reacciones fotoquímicas, ya que en presencia de la luz solar se produce la
interacción de los productos de gases de escape con el oxígeno.
Los cielos despejados conducen a la formación de capas de inversión desde la
tarde a las primeras horas de la mañana. Es por esto que durante esas horas la
contaminación tiene lugar en la capa superficial de la atmósfera, alcanzando
concentraciones críticas, contribuyendo a problemas globales de polución del aire,
como smog, lluvia ácida, agotamiento de la capa de ozono y calentamiento global,
ya que tienen el potencial de cambiar la atmósfera superior.
Los vehículos automotores de combustión interna produce, en general, tres tipos
de emisiones de gases contaminantes: a) emisiones evaporativas y b) emisiones
por el tubo de escape, así como c) emisiones de partículas por el desgaste tanto
de los frenos como de las llantas.
El convertidor catalítico ha sido considerado como un dispositivo eficiente para el
tratamiento de los gases de combustión, ya que reduce las emisiones
contaminantes de monóxido de carbono (CO) en dióxido de carbono (CO 2),
hidrocarburos no quemados (HC) en vapor de agua (H 2O) y dióxido de carbono
(CO2); así como óxidos de nitrógenos (NOx) en nitrógeno (N2), dichos gases
pueden ser transformados de compuestos tóxicos a otros menos dañinos a la
salud.
i
INTRODUCCIÓN
Una de las aplicaciones que ha tenido mayor relevancia es para reducir las
emisiones de gases contaminantes a la atmósfera, desde hace poco tiempo, se
incorpora el convertidor catalítico al tubo de escape de los automóviles. Se trata
de un ejemplo de catálisis heterogénea, donde un sólido que recubre los canales
de un panel-soporte de cerámica o acero inoxidable cataliza una reacción entre
gases. De no utilizarse el convertidor catalítico, la emisión de agentes tóxicos a la
atmósfera sería mayor que si se empleara gasolina con plomo.
El objetivo de este trabajo es dar a conocer los tipos de convertidores existentes
así como el uso de cada de ellos.
A continuación se da una breve explicación de los puntos a tratar en el trabajo: En
el capítulo I Marco teórico se verán los temas relacionados con la catálisis, así
como los tipos de catalizadores y sus usos, principalmente en convertidores
catalíticos. En el capítulo II Tipos de convertidores se describirán cada uno de
ellos, indicando el tipo de material y catalizador empleado, así como los tipos de
venenos y su forma de regenerarse. En el capítulo III Aplicaciones se darán a
conocer cada una de las aplicaciones que tienen estos tipos de convertidores. En
las Conclusiones de dará a conocer si se logro alcanzar el objetivo mediante la
metodología empleada durante el desarrollo de este trabajo. Finalmente se da la
Bibliografía consultada.
ii
CAPITULO I
ANTECEDENTES
CAPÍTULO I
ANTECEDENTES
1.1
Catálisis
El término catálisis agrupa el conjunto de procedimientos y conocimientos que
permiten que la velocidad con la que transcurre una reacción se incremente insitu. Bajo tal condición la catálisis es una rama de la cinética química.
La cinética química se ocupa del estudio dinámico de las reacciones químicas
tomando en cuenta el mecanismo en el nivel molecular de tales transformaciones.
El concepto de velocidad de reacción traduce la rapidez con la que en un sistema
se produce una transformación química. La reacción química global se lleva a
cabo a través de etapas las cuales en su conjunto constituyen el mecanismo de
reacción. La velocidad se define en términos de parámetros que pueden ser
medidos durante la transformación; así, se puede definir como la variación de la
concentración de uno de los reactivos que desaparece, o de uno de los productos
que aparece, en el sistema respecto al tiempo.
La catálisis es
un proceso catalítico superficial, las reacciones ocurren
repentinamente por una secuencia de pasos elementales que incluyen adsorción,
difusión superficial, rearreglos químicos (rompimiento de enlace, formación de
enlace, rearreglo molecular) de los intermediarios reaccionantes adsorbidos y de
la deserción de los productos.
La catálisis se encarga del estudio del fenómeno que se presenta en un sistema
reaccionante al introducir una sustancia denominada catalizador, que da lugar a
un camino alterno al proceso de transformación química, tal alternativa lleva
consigo a una modificación en la velocidad de reacciónes, es decir, se observa un
3
CAPITULO I
ANTECEDENTES
cambio en la variación de la concentración de uno de los reactivos que
desaparece, o uno de los productos que aparece en el sistema con respecto del
tiempo.
De esta forma se puede definir a un catalizador como una sustancia que
incrementa la velocidad de reacción sin ser apreciablemente consumida en el
proceso, un catalizador puede sufrir cambios específicos en su estructura y
composición como parte del mecanismo de su participación en la reacción.
La palabra catálisis proviene de dos palabras griegas: el prefijo “cata” que significa
hacia abajo y el verbo “lisien” que significa partir o romper, pero los fenómenos
catalíticos son conocidos por la humanidad desde hace mucho tiempo.
La definición de catálisis implica la posición en el equilibrio logrado con la
presencia de un catalizador, es la misma a la que se llegaría si la reacción no
fuera catalizada, el catalizador únicamente aumentaría la velocidad de la
transformación, pero no modifica las variables termodinámicas, por lo que el valor
de la constante de equilibrio es independiente de cualquier fenómeno catalítico.
La especial característica de las reacciones catalíticas es que en los centros
activos (moléculas reactantes), son reproducidas en una secuencia de pasos
“elementales” a través de los cuales los reactantes son convertidos en productos;
esto significa que los mismos centros activos, los cuales son fijados sobre el
catalizador, permanentemente gobiernan los eventos de las transformaciones de
los reactantes.
W. Ostwald fue el primero en señalar que la presencia de un catalizador en el
sistema de reacción se limita a modificar la velocidad de la transformación. El
catalizador no se considera ni reactivo ni producto en la reacción.
Otras definiciones de catalizador son:
4
CAPITULO I
ANTECEDENTES
 Un catalizador es una sustancia que sin estar permanentemente
involucrada en la reacción, incrementa la velocidad con la que una
transformación química se aproxima al equilibrio.
 Un catalizador es una sustancia que químicamente altera un mecanismo de
reacción así como la velocidad total de la misma, regenerándose en el
último paso de la reacción.
Una reacción puede llevarse a cabo en una, dos o tres etapas denominadas
elementales, durante
las cuales participan las moléculas de los reactivos. En
general, existirá una etapa más lenta que las otras y será esta la que determine la
velocidad global de la transformación. Catalizar una reacción implica reemplazar
este paso por varias etapas más rápidas que se llevan a cabo solo en presencia
del catalizador. Esto significa que la intervención del catalizador abre un nuevo
camino a la reacción, compuesto de reacciones elementales con energía de
activación menor.
Se puede analizar el efecto del catalizador utilizando la teoría de colisiones
(aunque no es la única forma):
La teoría de las colisiones explica que la velocidad de una reacción química es en
función del número de choques que se efectúan entre las moléculas de reactivos
con determinada energía.
Las principales características que distinguen a un catalizador son:
a) Un catalizador no puede actuar en reacciones termodinámicamente imposibles
(ΔG0). De la misma forma que la termodinámica establece que no puede existir
la máquina de movimiento perpetuo, también delimita el campo de acción de
los catalizadores.
5
CAPITULO I
ANTECEDENTES
b) Para una reacción en equilibrio
A+B
k1
k2
C
El catalizador no modifica el valor de la constante en equilibrio Ke = k1/k2. Como
consecuencia de lo anterior, un aumento de la velocidad en una reacción (k 1) es
acompañado por un aumento similar en la constante de velocidad de reacción
inversa (k2). En un sentido práctico esto quiere decir que el catalizador de una
reacción lo es igualmente para la reacción inversa.
c) El catalizador puede tener uno o dos efectos sobre un sistema, un efecto
acelerador o un efecto orientador. En el segundo caso, la función catalítica se
observa en la variación de selectividad de un proceso cuando varias
direcciones son termodinámicamente posibles. Así por ejemplo, el alcohol
etílico puede descomponerse según las reacciones siguientes:
C2H4 + H2O
I
C2H4O + H2
II
C2H5OH
La utilización de óxido de zinc como catalizador conduce casi exclusivamente a la
reacción II. Si se emplea cobre como catalizador, la reacción II se produce en
mayor extensión.
El hecho de que el catalizador abra una nueva ruta de reacción se puede traducir
en que la reacción llegue a otro lugar diferente del que se desea. Esto se corrige
estudiando muchos catalizadores de los cuales se escoge el que nos ofrezca el
mejor producto deseado.
d) El catalizador tiene una vida limitada, sin embargo, en lapsos cortos, se puede
decir que permanece ser inalterado; esta característica es de suma importancia
6
CAPITULO I
ANTECEDENTES
para estudios cinéticos.
Existen algunas sustancias que tienden a frenar las reacciones a través de un
efecto llamado “inhibición”, sin embargo, estas especies cinéticamente activas no
son especies catalíticas, no se trata de un efecto catalítico en si, ya que no se
ponen en juego el mismo tipo de factores energéticos. Esto significa que no existe
una catálisis negativa.
Los sistemas catalíticos pueden ser divididos en tres grandes categorías distintas:
catálisis homogénea, donde los reactantes y el catalizador están presentes en la
misma fase, catálisis heterogénea, donde el catalizador y los reactantes están
presentes en fases diferentes y catálisis enzimática. Las enzimas son
catalizadores los cuales son producidos en células vivientes y controlan una gran
variedad de reacciones bioquímicas.
1.1.1 Catálisis homogénea
En sentido más amplio del término, la catálisis homogénea tiene lugar cuando los
reactivos y el catalizador se encuentran en la misma fase, sea líquida o gaseosa.
En la catálisis homogénea se tiene un acceso más fácil al mecanismo de reacción
y por consecuencia se puede dominar mejor el proceso catalítico correspondiente.
Las reacciones homogéneas se pueden presentar en los siguientes casos:
Tabla 1. Casos de catálisis homogénea
CATALIZADOR
REACTANTE
EJEMPLO
Líquido
Líquido
Hidrólisis de ésteres por ácidos
Gas
Gas
Oxidación de SO2 por NO2
Sólido
Sólido
Descomposición del clorato de potasio por
MnO2
Fuente: Sandoval Reyes Guillermo, maestría en tecnología del petróleo y petroquímica, año 2002.
7
CAPITULO I
ANTECEDENTES
Otra ventaja no menos despreciable de este tipo de catálisis es la ausencia de
efectos de envenenamiento tan frecuentes en el caso de la catálisis heterogénea y
que obliga a tratamientos costosos de eliminación de impurezas.
La catálisis homogénea ha tenido gran relevancia en algunos de los procesos,
dentro de los más importantes en su aplicación industrial son:
1) Proceso oxo o reppe de carbonilación de olefinas: ácido acético.
2) Polimerización de olefinas: polietileno.
3) Adición de olefinas: polibutadieno.
4) Oxidación de olefinas: óxido de propileno.
5) Oxidación de alcanos y arenos: ácido tereftálico, adípico.
6) Polimerización – condensación: fibra de poliéster.
Estas reacciones catalíticas presentan la particularidad de proceder a bajas
temperaturas con selectividades elevadas, esto se logra mediante la selección
adecuada del metal de transición, de los ligandos, del disolvente y de las
condiciones de reacción. Esto es reflejo nuevamente del conocimiento mecanistico
que caracteriza a la catálisis homogénea y que permite optimizar el proceso
conociendo los ciclos catalíticos completos.
Uno de los inconvenientes de la catálisis homogénea es la dificultad de separar el
catalizador del medio reaccionante, lo que presenta un mayor costo que el de los
procesos heterogéneos convencionales.
Con base en esta inconveniencia se han intentado diseñar “catalizadores
homogéneos soportados”, en los cuales se desea inmovilizar el complejo metálico
activo sobre un soporte como sílice, alúmina o carbón.
Sin embargo en muchos casos de esto no es posible, ya que la entidad catalítica
8
CAPITULO I
ANTECEDENTES
activa no es el complejo inicialmente introducido a la reacción, sino una especie
derivada de él. La catálisis homogénea en solución (fase líquida) ha sido objeto de
numerosos estudios y dentro de la catálisis ácido- base tiene un lugar muy
importante.
La catálisis ácido - base fue de los primeros fenómenos catalíticos observados por
investigadores como Oztwald, Arrhenius, Bronsted, Euler, etc. La constatación de
que un ácido aceleraba u orientaba ciertas reacciones químicas fue el inicio para
una serie de investigaciones realizadas a fines del siglo pasado e inicio de este,
que se tradujeron en una serie de numerosas aplicaciones industriales como la
esterificación, la saponificación, la hidrólisis, la halogenación, la condensación, etc.
1.1.2 Catálisis heterogénea
En catálisis heterogénea el fenómeno catalítico esta relacionado con las
propiedades químicas de la superficie del sólido que se ha elegido como
catalizador, siendo por supuesto estas propiedades superficiales un reflejo de la
química del sólido.
El catalizador es insoluble en los sistemas químicos en los cuales ocurre la
transformación, constituyendo una fase distinta, muy a menudo sólida. Existen
entonces dos fases y una superficie de contacto, la reacción se lleva a cabo en
esta interfase.
En la reacción heterogénea catalizada, al menos uno de los reactivos (gas o
líquido), debe estar adsorbido en la superficie del catalizador. Estos sistemas de
reacción son preferidos por las conversiones industriales a gran escala;
conversiones las cuales son operadas usualmente como sistemas de reacción
abiertos es decir, como sistemas con cambio continúo de materia y energía con el
ambiente.
9
CAPITULO I
ANTECEDENTES
El número de combinaciones de fase que ocurren normalmente en la catálisis
heterogénea las cuales se encuentran en la tabla 2 que son las siguientes:
Tabla 2. Casos de catálisis heterogénea
CATALIZADOR
REACTANTE
Liquido
Gas
EJEMPLO
Polimerización de alquenos catalizada
por ac. fosfórico
Sólido
Liquido
Disproporcionación de cíclohexeno por
Pd
Sólido
Gas
Síntesis de NH3 sintetizada por Fe
Sólido
Liquido + Gas
Hidrogenación del benceno por Ni
Líquido
Sólido
Hidrogenación del carbón con complejos
metálicos
Fuente: Sandoval Reyes Guillermo, maestría en tecnología del petróleo y petroquímica, año 2002.
Para explicar el fenómeno catalítico heterogéneo se han sugerido varias teorías.
La teoría geometría explica el acto catalítico como una correspondencia
geométrica entre los átomos activos en la superficie del catalizador y los átomos
de la molécula o parte de ella a ser modificada en el momento de la reacción. La
principal contribución a esta teoría fue la de los multipletes de Balandin
que
asumía que para hidrogenar benceno se requería de un arreglo hexagonal de
siete átomos en la cara 111 de los metales.
La teoría electrónica se basa en el hecho de que la quimisorción involucra
desorción o desplazamiento de nubes de electrones. Esto puede ser analizado en
función de la teoría de bandas o de la teoría de orbitales moleculares. En el primer
caso, Volkenstein postuló que la reacción está controlada por la disponibilidad de
electrones u hoyos en el catalizador y que la actividad depende de la facilidad o
dificultad de remover o ceder un electrón de o hacia la red.
10
CAPITULO I
ANTECEDENTES
1.1.2.1 Catalizadores heterogéneos
En general, puede afirmarse que la selección adecuada de la especie activa de un
catalizador constituye el fundamento de un diseño correcto del mismo. Tanto la
actividad, como la selectividad y en parte la vida del catalizador, dependerán en
forma directa de la fase activa utilizada. (Ver tabla 3).
Por este motivo, los catalizadores suelen clasificarse según las características de
las fases activas que lo componen. Se distinguen dos grandes grupos:
 El primero lo forman los elementos y compuestos que presentan
propiedades de conductores electrónicos
 El segundo están agrupados los sólidos carentes de electrones libres, los
cuales se clasifican a continuación:
1.1.2.2 Metales
Puede considerarse que todos los catalizadores actúan según un esquema de
reversibilidad, es decir, que aquellos que sean activos en reacciones de
hidrogenación, también lo serán en procesos de deshidrogenación. Este es el
caso de los catalizadores metálicos que encuentran su mayor aplicación en
reacciones de adición o eliminación de hidrógeno. La acción de estos
catalizadores se funda en la presencia de átomos coordinados de forma
incompleta que contienen orbitales d disponibles.
11
CAPITULO I
ANTECEDENTES
Tabla 3. Clasificación de catalizadores heterogéneos.
FASE ACTIVA
Metales
PROCESOS
Hidrogenación
EJEMPLOS
Ni, Pd, Pt, Ag
Deshidrogenación
Combustión total
Metanación
Oxidación
Óxidos metálicos Oxidación
Cr2O3, V2O5, Mo O3
semiconductores Deshidrogenación
Deshidrociclación
Hidrodealquilación
Desproporción de olefinas
Polimerización
Sales metálicas
Hidrodesulfuración
SCo, SNi, CuCl2
Oxicloración
Óxidos metálicos Isomerización
Al2O3, SiO2, MgO,
aisladores
SiO2-Al2O3
Deshidratación
(ácidos y bases) Desintegración catalítica
Isomerización
Alquilación
Hidratación
Disfuncionales
Reformación
Pt/Al2O3
Fuente: Jesús Blanco, Ricardo Linarte, catálisis: fundamentos y aplicaciones industriales, Ed.
Trillas.
1.1.2.3 Óxidos metálicos semiconductores
Los catalizadores preparados a base de óxidos metálicos se pueden dividir en dos
grandes grupos. El primero lo componen los óxidos estequiométricos y en el
segundo los óxidos que, por la acción del calor, ganan o pierden oxigeno de su
superficie.
12
CAPITULO I
ANTECEDENTES
Entre los óxidos metálicos semiconductores,
los que pierden oxígeno se
denominan semiconductores tipos n. En el caso del ZnO el fenómeno puede
representarse:
Zn+2 + ½ O2-2
Zn+2 +½ O2 + 2e
Zn + ½ O2
La semiconductividad del ZnO es debida a los electrones adquiridos por los
átomos del metal.
En el caso de óxidos que ganan oxígeno o semiconductores tipo P:
3Ni2 + ½ O2
2Ni3 + ½ O2-2
El catión es el que cede electrones teniendo lugar la conductividad mediante
huecos positivos; se considera que el movimiento de huecos positivos en una
dirección es equivalente a la emigración de electrones en la dirección opuesta.
En general, los óxidos tipos n son menos activos pero mas selectivos que los tipos
p. Estos últimos se emplean frecuentemente en procesos de oxidación total.
El estado del oxígeno en la superficie del catalizador y la energía de su enlace con
el catión son determinantes de la velocidad de la reacción en la mayoría de las
oxidaciones que se llevan acabo con oxígeno molecular. Dentro de ciertos límites,
cuanto más débil sea el enlace metal-oxigeno mayor será la actividad catalítica del
oxido en reacciones de oxidación.
1.1.2.4 Sales metálicas
Las sales metálicas más interesantes desde el punto de vista catalítico son los
sulfuros y cloruros. Los primeros se utilizan en procesos de eliminación de azufre,
mientras que los segundos son los catalizadores de los procesos de oxicloración.
13
CAPITULO I
ANTECEDENTES
Los sulfuros metálicos que interesan desde el punto de vista aplicado son los que
permanecen estables en atmósferas reductoras donde el azufre puede estar
presente en pequeñas cantidades. Los más interesantes son los sulfuros de Co,
Ni, Mo y W puesto que los de Mn y Fe, también estables, tienen una actividad muy
baja, posiblemente debido a la configuración d 5 del metal ya señalada en el caso
de los óxidos.
Los haluros metálicos que han sido utilizados en la halogenación
de
hidrocarburos son los de Cu, Fe, V, Mo y Ti. El cloruro de hierro y especialmente
el cloruro de cobre son catalizadores clásicos en reacciones de oxicloración.
La utilidad de otras sales como catalizadores heterogéneos es muy limitada,
probablemente a causa de su falta de estabilidad en las condiciones
de la
reacción.
En los procesos de oxidación, la actividad catalítica de las sales que contienen
oxigeno suelen ser mucho menor que la de los óxidos correspondientes.
1.1.3 Aplicaciones de los catalizadores
Los catalizadores son sustancias que varían la velocidad de una reacción química
sin consumirse en la misma. Una vez se ha producido la reacción química, el
catalizador se recupera inalterado. Por tanto, el catalizador no perturba los
procesos que suponen situaciones de equilibrio químico. Únicamente hace variar
la velocidad a la que el equilibrio se alcanza. En muchos procesos químicos
interesa aumentar la velocidad de reacción, lo cual se consigue, entre otras
formas, empleando un catalizador adecuado.
14
CAPITULO I
ANTECEDENTES
En diferentes reacciones químicas juega un papel determinante el catalizador
empleado. Por ejemplo, muchos procesos industriales como la síntesis del
amoniaco, del ácido nítrico, del ácido sulfúrico y de diferentes compuestos
orgánicos, no serían rentables debido a la lentitud con la que se producen las
reacciones correspondientes en ausencia de un catalizador específico.
Una de las aplicaciones más populares de los catalizadores supone su utilización
en los tubos de escape de los automóviles. La mezcla gaseosa que expulsan
estos vehículos contiene, además de N2(g), CO2(g) y HO(g), otras sustancias
contaminantes, entre las que se encuentran: algo de combustible sin quemar,
CO(g) y óxidos de nitrógeno (que designaremos como NO 2). Los catalizadores
empleados (metales nobles y caros como Pt, Pd y Rh) consiguen la combustión
rápida de los hidrocarburos todavía no quemados y aceleran la conversión del
monóxido de carbono en dióxido de carbono y de los óxidos de nitrógeno en
nitrógeno.
Un problema de estos catalizadores es que pueden envenenarse o inactivarse. El
plomo es un veneno muy intenso para los catalizadores de los tubos de escape.
Por ello, los vehículos actuales van equipados con motores que utilizan gasolina
sin plomo. Una ventaja adicional de este combustible supone la reducción de la
contaminación atmosférica debido a la presencia de este metal en la misma.
Gases tóxicos a la entrada de un tubo de escape y gases que salen debido a la
presencia de un catalizador.
15
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
CAPITULO II
CONVERTIDORES CATALÍTICOS
El consumo mundial de combustible usado en automotores prácticamente se ha
triplicado desde 1960, debido al rápido crecimiento del parque automotor. Es de vital
importancia encontrar formas para reducir estas contaminaciones.
Entre las soluciones estudiadas a escala mundial, el convertidor catalítico ha
demostrado el mejor resultado en términos de funcionalidad, costo y confiabilidad a
largo plazo para reducir el nivel de contaminantes contenidos en los gases de escape
de automotores.
El catalizador es un elemento que acelera una reacción química. En el presente
caso, el catalizador es la mezcla de metales preciosos como lo son platino(Pt),
paladio(Pd), rodio(Rh). Muy a menudo el término catalizador, se utiliza también para
referirse al soporte con los metales preciosos, y a veces incluso al producto acabado
(convertidor catalítico).
A fin de reducir las emisiones, los motores de los automóviles modernos controlan la
cantidad de combustible que queman.
El catalizador trata los gases de escape transformándolos en otros de escaso poder
contaminante. Los catalizadores usados en la industria automovilística se les
denomina en función del número de vías que poseen (número de gases a tratar), y
en función de estos son los metales preciosos con los que están fabricados y
alojados en su interior para poder hacer una reacción química y purificar los gases de
escape.
En los automóviles se utiliza el catalizador de tres vías (tres gases), en la primer vía
se produce la oxidación del monóxido de carbono para transformarse en anhídrido
carbónico, en la segunda vía los hidrocarburos son transformados en anhídrido
16
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
carbónico y vapor de agua, en la tercera vía se reducen los óxidos de nitrógeno que
se transforman en nitrógeno para mezclarse con el aire.
2.1 Convertidor catalítico
El convertidor catalítico (Figura 1), ha demostrado el mejor resultado en términos de
funcionalidad, costo y confiabilidad a largo plazo para reducir el nivel de
contaminantes contenidos en los gases de escape de automotores.
Un catalizador es un material que acelera una reacción química pero sin entrar en la
reacción ni ser consumido en ella, muchos materiales pueden actuar como
catalizadores dependiendo de la reacción química involucrada. La mayoría de los
convertidores catalíticos que se producen actualmente para los vehículos son del tipo
de metales nobles, es decir, los que utilizan platino y paladio.
Figura 1. Convertidor catalítico
Fuente: http://www.geocities.com
El término convertidor catalítico designa genéricamente
a un reactor metálico
instalado en el sistema de escape que depura los gases que salen por el tubo de
escape, transformando gran parte de las emisiones nocivas en otras menos
contaminantes antes de dejarlas libres en la atmósfera. Este reactor de acero
17
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
inoxidable contiene en su interior al catalizador, el cual está constituido por una
colmena cerámica impregnada con sustancias activas.
2.1.1 Clasificación
Los catalizadores usados en la industria automovilística se denominan en función del
número de vías que poseen (número de gases a tratar), y en función de estos son los
metales preciosos con los que están fabricados y alojados en su interior para poder
hacer una reacción química y purificar los gases de escape.
Existen tres tipos de convertidores catalíticos:
1. De mezcla pobre para óxidos de nitrógeno
2. De dos vías o llamados también de oxidación
3. De tres vías o llamados también de oxidación-reducción
2.1.1.1 De mezcla pobre para óxidos de nitrógeno
Todos los motores sean de diesel o de gasolina, operan de manera más eficiente con
mezclas pobres, produciendo menos emisiones de CO, HC y en el caso de los diesel
de partículas, pero a costa de un incremento en las emisiones de NO x. Los
convertidores de mezcla pobre para NO x los cuales con materiales completamente
distintos como catalizador son capaces de provocar la reacción de reducción en
presencia de agentes oxidantes. La eficiencia de estos dispositivos es muy baja,
cerca del 50 % que es muy inferior a la del convertidor de tres vías, los cuales
trabajan con mezclas muy pobres, además no requieren tratamiento para HC y CO
por las bajas emisiones de estos que normalmente producen. La restricción para el
uso de estos convertidores sería que el diesel empleado no tenga más de 0.05 % en
peso de azufre, ya que de lo contrario se degrada el catalizador.
18
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
2.1.1.2 De dos vías (oxidación)
Sirven para acelerar la reacción entre el oxígeno y los hidrocarburos, y entre el
oxígeno y el monóxido de carbono (reacciones de oxidación), de manera que los
residuos de estos dos contaminantes en los gases de escape cuando pasan por el
catalizador, reaccionan con el oxígeno y se transforman en bióxido de carbono y
agua, logrando una disminución drástica en la concentración de estas sustancias en
emisiones.
Para su adecuado funcionamiento, este tipo de convertidores requiere que los gases
se encuentren a una temperatura mínima, por lo cual en frío no proporciona buenos
resultados, es necesario que la proporción aire-combustible con la que opera el
motor sea pobre de manera que exista un excedente de oxígeno en los gases de
escape para que pueda reaccionar con los contaminantes.
Así mismo requiere que la gasolina empleada no contenga aditivos con plomo, ya
que los residuos con plomo en las emisiones forman depósitos en la superficie del
catalizador impidiendo el contacto posterior con los gases de escape.
Esta situación con el plomo es tan grave que un solo tanque de gasolina con plomo
utilizado reduce casi al 50 % la eficiencia del catalizador, también el azufre y el
fósforo en la gasolina inhiben la función del catalizador en forma temporal.
2.1.1.3 De tres vías (oxidación-reducción)
Este es básicamente un catalizador de dos vías al que se le ha agregado otro metal
que funciona también como catalizador, pero que exclusivamente sirve para acelerar
la reacción de descomposición del óxido nitroso a nitrógeno molecular y oxígeno
(reacción de reducción). Este tipo de catalizador reduce a niveles insignificantes la
concentración de los tres contaminantes principales en los vehículos a gasolina.
19
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
Para lograr la descomposición de los óxidos nitrosos, siendo ésta una reacción de
reducción, se requiere que no existan agentes oxidantes como el oxígeno en los
gases de escape, por lo cual el vehículo debe operar con mezclas ricas o
estequiométricas.
Sin embargo para lograr las reacciones de oxidación mediante las cuales se
transforman los HC y el CO se requiere la presencia de oxígeno y por consiguiente
mezclas pobres. Esto parece algo contradictorio, pero existe un estrecho margen de
proporciones aire-combustible en las cuales la cantidad de oxígeno en los gases de
escape es tal, que permite que se lleven a cabo ambas reacciones, de oxidación y de
reducción de forma simultánea con un grado razonable de eficiencia.
El uso de convertidores catalíticos de tres vías requiere que el automóvil tenga un
sistema electrónico de inyección, ya que únicamente de esta manera se puede
mantener constante la proporción aire-combustible, en el rango adecuado que
permita el funcionamiento del catalizador.
El convertidor denominado de tres vías es el utilizado en todos los automóviles de
manufactura posterior a 1994 en México y esencialmente en todos los países donde
es obligatorio el uso de convertidores.
El catalizador promueve de manera simultánea la oxidación de los hidrocarburos
remanentes de la combustión, la oxidación del monóxido de carbono y la reducción
del monóxido de nitrógeno a nitrógeno, como se observa en la reacción 1.
CO + NO
CO2 + ½ N2
(1)
La mayoría de los automóviles modernos están equipados con convertidores
catalíticos de tres vías (Figura 2). Las tres vías se refieren a las tres emisiones
reguladas que ayudan a reducir moléculas de NO x, monóxido de carbono (CO) y
20
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
COV (hidrocarburos sin quemar). El convertidor utiliza dos tipos diferentes de
catalizadores, uno de reducción y otro de oxidación.
Figura 2. Convertidor catalítico de tres vías. A (catalizador de reducción), B (Catalizador de
oxidación) y C (alveolar).
Fuente: http://www.red-de-autoridades.org/capacitacion/Capitulo3/3_4_4_1.htm
1.2 Diseño del convertidor catalítico
Hay dos tipos principales de estructuras que se utilizan en los convertidores
catalíticos: alveolar (Figura 3a) y de cuentas cerámicas (Figura 3b). En la actualidad
la mayoría de los automóviles utiliza una estructura alveolar.
a)
b)
Figura 3. a) Estructura del catalizador alveolar, b) Estructura de cuentas cerámicas.
Fuente: http://es.techemet.com/What_Is.cfm/
21
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
En cada convertidor se requiere solo una pequeña cantidad de material catalítico, el
método consiste en depositar el material en un substrato de soporte para exponer lo
más posible de su superficie. El catalizador actúa por área no por volumen. El
substrato se hace con óxido de aluminio, bien sea en forma de bolitas o de una
superficie monolítica parecida a un panal. El catalizador está constituido por una
colmena cerámica impregnada con una capa de óxidos metálicos sobre la cual se
distribuyen uniformemente los metales preciosos. Estos constituyen la capa
catalíticamente activa.
La colmena está formada por millares de minúsculos canales (celdas) por donde
pasan los gases de escape. Las paredes de estos canales generan una superficie de
contacto equivalente a tres canchas de fútbol. La formulación incluye una serie de
sustancias activas como óxidos de aluminio, metales nobles catalíticamente activos:
platino, rodio, paladio, y promotores o retardadores específicos, que aumentan o
retardan la acción catalítica de los anteriores sobre determinadas reacciones. Los
monolitos cerámicos sensitivos (Figura 4), se recubren desde hace tiempo con
entramados metálicos especiales.
Figura 4. Monolito cerámico
Fuente: http://www.geocities.com/mecanicoweb/cl4.htm
22
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
Este tipo de tela metálica no es sensible a las temperaturas extremas de los gases
de escape en el rango de alta velocidad. El rango de temperaturas a las que actúa
este tipo de monolito es desde 250 a 900 ºC. Para limitar la expansión longitudinal
de los monolitos y mejorar la mezcla de gases de escape, se utiliza el encapsulado
multicapa (Figura 5).
Figura 5. Encapsulado Multicapa
Fuente: http://www.geocities.com/mecanicoweb/cl4.htm
Otro método para proteger al monolito es encapsularlo en una especie de estera
insuflada (Figura 6). De este modo se consigue un aislamiento más continuo a lo
largo de los diversos monolitos que conforman el convertidor catalítico.
Metal precioso
Revestimiento intermedio
Soporte cerámico
Figura 6. Encapsulado Insuflado
Fuente: http://www.geocities.com/mecanicoweb/cl4.htm
23
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
2.2.1 Catalizadores empleados
Los metales preciosos usados son platino, paladio y rodio. Impregnados sobre un
soporte poroso, todo aquello que ingresa al convertidor sale por el otro extremo,
átomo por átomo. Nada desaparece, nada permanece en el convertidor, todo lo que
el convertidor hace es transformar una sustancia en otra, y lo hace mediante la
ionización de los diferentes gases que pasan a través del mismo.
Los vehículos modernos están equipados con convertidores catalíticos de tres vías
haciendo referencia a los tres contaminantes que debe reducir (CO, HC y NO x). El
convertidor utiliza dos tipos de catalizadores, uno de reducción y otro de oxidación
(Figura 7). Ambos consisten de una estructura cerámica cubierta con metal
normalmente platino, rodio y paladio. La idea es crear una estructura que exponga al
máximo la superficie del catalizador contra el flujo de gases de escape, minimizando
también la cantidad de catalizador requerido ya que es muy costoso.
Figura 7. Catalizador de óxido – reducción
Fuente: http://www.oni.escuelas.edu.ar/2001/santa-fe-sur/motor/converti.htm
24
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
1.2.3 Catalizador de reducción
El catalizador de reducción es la primera etapa del convertidor catalítico, utiliza
platino y rodio para disminuir las emisiones de NOx. Cuando una molécula de
monóxido o dióxido de nitrógeno (NO o NO 2) entra en contacto con el catalizador,
éste atrapa el átomo de nitrógeno de la molécula y lo retiene liberando el oxígeno en
forma de O2, como se muestra en las reacciones 2 y 3.
Posteriormente el átomo de nitrógeno se une con otro átomo de nitrógeno adherido
al catalizador y se libera. Es decir, descompone los óxidos de nitrógeno en oxígeno y
nitrógeno que son los componentes del aire y por lo tanto no son contaminantes.
2.2.3.1
2 NO
N2 + O2
(2)
2 NO2
N2 + 2 O2
(3)
Catalizador de oxidación
El catalizador de oxidación es la segunda etapa del convertidor catalítico, reduce los
hidrocarburos y el monóxido de carbono no quemados, oxidándolos sobre un
catalizador de platino y paladio.
Este catalizador colabora con la reacción del monóxido de carbono y los
hidrocarburos con el oxígeno restante en el gas del escape, como se muestra en la
reacción 4.
2 CO + O2
2 CO2
(4)
25
CAPITULO II
CATALÍTICOS
CONVERTIDORES
2.2.3.2 Reacciones químicas en el convertidor catalítico
Estas son altamente exotérmicas, como se observa en las siguientes reacciones. Un
esquema simple de las mismas se muestra en la figura 8:
2 CO + O2
2 CO2
(5)
2 CO + 2 NO
N2 + 2 CO2
(6)
2 H2 + 2 NO
N2 + 2 H2O
(7)
CmHn + O2
CO2 + H2O
(8)
CmHn + NO
N2 + H2O + CO2
(9)
Estas reacciones tienen lugar en los catalizadores de oxidación, mediante ellas se
obtienen grandes reducciones de HC y CO. Si el catalizador es de tres vías también
se eliminan los óxidos de nitrógeno.
N2
H 2O
CO2
NO2
soporte cerámico revestido con óxido cerámico
Figura 8. Reacciones químicas en el convertidor catalítico
Fuente: http://www.energiaadebate.com.mx/Articulos/Agosto%202004/gerardo_bazan.htm
26
CAPITULO IIII
APLICACIONES
CAPÍTULO III
APLICACIONES
3.1 Automóviles
Los vehículos automotores
propulsados por motores de combustión interna
producen, en general, tres tipos de emisiones de gases contaminantes:
a) Emisiones evaporativas
b) Emisiones por el tubo de escape, así como
c) Emisiones de partículas por el desgaste tanto de los frenos como de las llantas
3.1.1. Emisiones por el tubo de escape
Las emisiones por el tubo de escape son producto de la quema del combustible
(sea éste gasolina, diesel u otros como gas licuado o biocombustibles)
y
comprenden a una serie de contaminantes tales como: el monóxido y bióxido de
car- bono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y las partículas. Además,
ciertos contaminantes presentes en el combustible como el azufre y, hasta hace
algunos años, el plomo se liberan al ambiente a través del proceso de combustión.
Las emisiones por el tubo de escape dependen de las características del vehículo,
su tecnología y su sistema de control de emisiones; los vehículos más pesados o
más potentes tienden a generar mayores emisiones por kilómetro recorrido y las
normas que regulan la construcción de vehículos determinan tanto su tecnología así
como la presencia o ausencia de equipos de control de emisiones, como los
convertidores catalíticos. El estado de mantenimiento del vehículo y los factores
operativos,
la velocidad de circulación, la frecuencia e intensidad
de las
aceleraciones y las características del combustible (como su contenido de azufre)
juegan un papel determinante en las emisiones por el escape.
28
CAPITULO IIII
APLICACIONES
3.1.2 Contaminantes emitidos por las fuentes vehiculares
Si en un motor la combustión fuera perfecta, el oxígeno en el aire convertiría todo el
hidrógeno del combustible en agua y todo el carbono en dióxido de carbono. En la
realidad, el proceso de combustión no es perfecto y, en consecuencia, los motores
de los automóviles emiten varios tipos de contaminantes. En la tabla 4 se muestran
algunos de los contaminantes que son emitidos por las fuentes vehiculares.
Tabla 4. Algunos contaminantes emitidos por los automóviles
Tipo de emisión
Contaminantes emitidos
Hidrocarburos, monóxido de carbono,
Por el tubo de
escape
óxidos de nitrógeno partículas, bióxido
de carbono, bióxido de azufre, plomo
(sólo en el caso de gasolinas con
plomo), amoniaco y metano.
Evaporativas
Hidrocarburos
3.1.3 Convertidores catalíticos en automóviles
La utilización de convertidores catalíticos para el control de emisión de
contaminantes en los escapes de los automóviles es una de las más nuevas
aplicaciones de los catalizadores. En la actualidad, la mayoría de los coches vienen
equipados con un dispositivo catalítico que ha permitido disminuir a niveles bastantes
bajos la concentración de los contaminantes más usuales producidos durante la
combustión de la gasolina.
Los contaminantes usuales provenientes de los escapes de los automóviles son el
monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno (NOx) y los hidrocarburos (HC).
La composición de los gases de escape depende de la relación aire/combustible =
A/C que sea alimentada a la máquina.
29
CAPITULO IIII
APLICACIONES
En condiciones ricas en combustible la composición de un gas de escape de
automóvil podría ser por ejemplo CO 3%, H2 1%, HC 1%, O2 1%, CO2 y H2O 10%,
compuestos de plomo, azufre y halógenos.
Cuando la relación aire/combustible pasa de condiciones ricas en combustible a
condiciones ricas en oxigeno (aire). A medida que aumenta la cantidad de oxígeno,
los productos que no sufrieron una combustión completa disminuyen y la
concentración de (NO) pasa por un máximo después del valor estequiométrico p =
14.5. La eliminación completa de productos no quemados, HC y CO, y de NO es
imposible.
Básicamente se requieren dos catalizadores diferentes para la purificación de los
gases de emisión:

Uno para el control de (CO) y (HC), es decir, un catalizador de oxidación
trabajando en condiciones de exceso de oxígeno.

Otro para la remoción de (NOx) que será un catalizador de reducción trabajando
en atmósfera rica en combustible.
Dos catalizadores diferentes son utilizados en serie: para la oxidación los
catalizadores son metales de transición como Pt (platino) y Pd paladio), para la
reducción Rh (rodio) y Ru (Rutenio). La cantidad de estos metales en el catalizador
varía de 0.03 a 0.16 onzas/automóvil.
Este tipo de convertidor dio lugar a diferentes problemas por lo que se diseñó un
convertidor catalítico único (tres funciones catalíticas en un solo catalizador). Las tres
reacciones que se llevan a cabo son:
30
CAPITULO IIII
APLICACIONES
 NO reducción N2
 CO oxidación CO2 + H2O
 HC oxidación CO2 + H2O
La única restricción para el uso de este catalizador es que trabaja en una región de la
relación aire/combustible muy estrecha y cercana a la relación estequiométrica A/C =
14.5. Se trata de un catalizador compuesto, los más populares son:

Pt - Rh.

Pt - Pd - Rh.
La restricción de operación hace necesaria la presencia de un sensor de O 2 que
permite ajustar continuamente la mezcla aire/gasolina y mantener el valor muy
cercano al estequiométrico. Existen varias formas físicas del convertidor catalítico
que se encuentra localizado en el escape del automóvil. Sin embargo las más
usuales incluyen pellets (pequeñas bolitas) y monolitos de cerámica que sirven como
soporte de las partículas metálicas que funcionan como catalizador.
El convertidor catalítico es considerado, a la fecha, como el dispositivo más eficiente
para reducir las emisiones contaminantes de los gases de combustión generados
por los vehículos con motor a gasolina: monóxido de carbono (CO), hidrocarburos no
quemados (HC) y óxidos de nitrógeno (NOx). Hoy día se les considera como uno de
los grandes triunfos de la ingeniería del siglo pasado.
Dada la importancia del uso del convertidor y por ende su masificación se realizan
estudios que buscan encontrar alternativas más económicas y/o más eficientes para
su producción. Una de esas alternativas la constituye las tecnologías emergentes
31
CAPITULO IIII
APLICACIONES
basadas en los llamados sólidos mesoporosos. Estos son esponjas sólidas de
materiales cerámicos que al haber ido simplificando y abaratando su construcción
han pasado la etapa de ser utilizados como simples filtros físicos para usos de alta
temperatura (coladas de aluminio y otros metales), para comenzar a asomarse como
soportes catalíticos para los llamados filtros catalíticos ambientales utilizados para la
remoción de contaminantes tanto en efluentes gaseosos como líquidos.
De un punto de vista teórico, el convertidor catalítico es un pequeño reactor químico
empacado con un catalizador sólido. Sin embargo, su estudio es complicado por la
gran variabilidad en los volúmenes de flujo, alta variabilidad en las temperaturas de
entrada e inclusive en las composiciones de la alimentación. Además, como es bien
conocido, una vez alcanzada la temperatura de ignición de una mezcla de
hidrocarburo-aire, la reacción es tan rápida que no es posible efectuar mediciones
directas.
En el caso de los convertidores catalíticos automotores los factores mencionados
arriba hacen aún más compleja la determinación de los parámetros cinéticos que
afectan el proceso. Por lo que la mayor parte de las regulaciones sobre
contaminación ambiental vehicular se basan en mediciones integrables, es decir, la
medición de emanaciones totales para ciclos de manejo simulados.
Los convertidores catalíticos que se utilizan son generalmente del tipo panal de
abeja, o sea, un monolito con orificios longitudinales en los cuales se impregnan los
ingredientes catalíticos.
Actualmente en la ciudad de México y dadas las condiciones geográficas de la
misma no se puede pensar en un catalizador que pueda resolver por completo el
problema de la contaminación ambiental. Sin embargo, es posible desarrollar un
catalizador que permita abatir la concentración de uno de los contaminantes más
críticos, como es el NOx.
32
CAPITULO IIII
APLICACIONES
El rendimiento exacto en cuanto a las emisiones de cualquier tipo de catalizador
depende del tamaño del catalizador y la temperatura a la que se encuentre este
dispositivo. Se requiere una temperatura mínima de 180°C para activar la conversión.
El mejor rendimiento del catalizador ocurre a temperaturas sobre 250 a 300°C
cuando la conversión del monóxido de carbono supera el 90%. En la figura 9 se
muestra un comparativo de las emisiones con convertidor y sin convertidor; en la que
podemos observar que con convertidor catalítico se reduce las emisiones de los
monóxidos de carbono (CO), hidrocarburos no quemados (HC) y óxidos de nitrógeno
(NOx).
Figura 9. Comparativo de emisiones con convertidor y sin convertidor
Fuente: http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/cataliza.htm
33
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
Se logro dar a conocer lo que es la catálisis, así como su clasificación en
homogénea y heterogénea. Además de los tipos de catalizadores existentes
indicando sus aplicaciones, dentro de las cuales se encuentra en los
convertidores catalíticos empleados en los motores automotrices.
Se dio lo que es un convertidor catalítico, el cual puede ser de dos vías o de tres.
Además de indicar qué función tiene cada uno de ellos, así como los diferentes
catalizadores empleados para realizar la oxidación o reducción de los productos
obtenidos de la combustión de hidrocarburos.
El conocer las alternativas que se tienen para reducir la emisión de gases
contaminantes a la atmósfera por este tipo de dispositivo es de gran importancia,
conocer cómo funcionan ayuda a identificar su funcionalidad y además cuando
requiere tener un mantenimiento.
La disposición y almacenamiento final es realizada por parte del municipio y una
compañía encarga del tratamiento de aceite requemado de carro.
Se proponer continuar con estudios en los convertidores catalíticos para encontrar
mejores catalizadores que ayuden a disminuir la contaminación originada por las
fuentes contaminantes que utilizan hidrocarburos como combustibles. Además de
probar con otras fuentes contaminantes.
34
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA
1.
Aguayo, Pérez Javier. preparación y caracterización de catalizadores.
2.
Aguilar, Ríos Gabriel. Fundamentos de catálisis heterogénea. Series
científicas IMP, 1988.
3.
E.D. Gamas, L. Díaz e I. Schifter. metodos de evaluacion de convertidores
cataliticos. Gerencia de Transformación de Energéticos, SPA, Instituto
Mexicano del Petróleo.
4.
E.D. Gamas (1), G.A. Fuentes (2) e I. Schifter (1). Estudios de la influencia
del azufre sobre la actividad de convertidores de tres vias. (1) Gerencia de
Transformación de Energéticos, SPA, Instituto Mexicano del Petróleo.
5.
Fuentes S., Díaz G. catalizadores. ¿la piedra filosofal del siglo xx?. Impresora
Progreso. México, 1995.
6.
gasolina y diesel de bajo azufre. La clave para disminuir las emisiones
vehiculares versión final en español, 21 de mayo de 2003. El Colegio
Nacional, México, 1966.
7.
G. Quadri y L. Sánchez. la zona metropolitana y la contaminación
atmosférica. Limusa-Noriega Editores, México, 1992.
8.
L. García Colín y J.R. Varela Ham (compiladores). contaminación
atmosférica.
9.
Los
vehículos
automotores
como
fuente
de
http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/libros/618/vehiculos.pdf
emisión.
10. Nerea Burgos, María Paulis y Mario Montes. dispositivos catalíticos sobre
monolitos metálicos. Grupo de Ingeniería Química, Departamento de
Química Aplicada, Facultad de Química de San Sebastián. Universidad del
País Vasco, Paseo M. Lardizábal, 3; 20018.
11. N. Burgos. Eliminación de compuestos orgánicos volátiles (cov’s) con
monolitos metálicos. Tesis Doctoral, UPV-EHU, 2001.
12. Oh, S.H. y Cavendish, J.C. (1985) “Mathematical modeling of catalytic
converted lighoff. Part II: Model
35
BIBLIOGRAFIA
13. Programa integral contra la contaminación atmosférica en la zona
metropolitana de la ciudad de méxico. Departamento del Distrito Federal,
octubre de 1990.
14. Satterfield, Charles. Heterogeneous catalysis in industrial practice. Editorial
Mc Graw-Hill. México, 1991.
15. Secretaria de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca. Norma oficial
mexicana NOM-041-ECOL-1999.
16. S. P. Beaton, G. Bishop y D. Stedrnan. Emission characteristics of mexico
city vehicles. Journal of Air Waste Management Assoc., Vol. 42,1992.
17. T. Fleish. New clean diesel fuel and engine technology. Colaboración
presentada en la 1996 World Conference on Refinery Processing &
Reformulated Fuels, Texas, EUA.
36