Como funciona e para quê serve o catalisador automotivo?

Em Automóveis e veículos por André M. Coelho

O que é um catalisador utilizado em automóveis e o que ele faz? Alguns confundem o catalisador de um automóvel com um filtro, e claramente não é. Um catalisador provoca uma reação nos gases de escape que transformam as emissões nocivas em gases menos nocivos para a atmosfera. Em um mundo ideal, um motor de carro queimaria eficientemente toda a gasolina fornecida ao motor e não emitiria nada além de dióxido de carbono e vapor de água. Infelizmente, o motor de combustão interna não é muito eficiente, e como resultado, vários poluentes diferentes são emitidos nos gases de escape. Os conversores catalíticos são obrigatórios para todos os automóveis novos no Brasil desde 1997, afim de reduzir a poluição. Eles são freqüentemente culpados por uma perda de potência nos veículos, pois limitam o fluxo de ar que sai do motor.

Para quê serve o catalisador automotivo: controle dos gases que saem do escapamento

A combustão incompleta da gasolina tem como produto o monóxido de carbono e vários compostos orgânicos voláteis. Este problema é pior quando o carro está na marcha lenta ou desacelerando. O monóxido de carbono é venenoso e é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Compostos orgânicos voláteis são prejudiciais à saúde e alguns estão ligados ao câncer. As temperaturas muito altas no motor fazem com que o nitrogênio do ar reaja com o oxigênio do ar para formar óxidos nitrosos. Estes causam vários problemas, como por exemplo a formação de um ácido que reage com a água na atmosfera e que origina a chuva ácida. A ação da luz solar sobre esta mistura de poluentes dá origem a nuvens de poluição e à formação de outros poluentes, tais como o ozônio.

Na figura um exemplo de como o catalisador transforma os gases nocivos em gases menos prejudiciais à atmosfera. (Foto: Phoenix Automotive Cores)

Como funciona um catalisador automotivo? Como ele converte os gases?

Você pode pensar em seu catalisador como uma agência de empregos para poluentes do escapamento, ajudando-os a encontrar o emprego ideal e convertendo os gases nocivos para dióxido de carbono e vapor de água. Algumas das reações químicas que ocorrem no conversor catalítico são mostradas abaixo:

Monóxido de Carbono + Oxigênio → Dióxido de Carbono

Compostos orgânicos voláteis (gasolina parcialmente queimada) + Oxigênio → Dióxido de Carbono + Água

Monóxido de nitrogênio + Monóxido de Carbono → Dióxido de Carbono + Nitrogênio

Em um catalisador padrão, a colmeia de compostos que provocam essa transformação é muito mais densa, restringindo o fluxo de gases do escapamento. Em um catalisador esportivo, a colmeia é menos densa, permitindo os gases para fluírem melhor e aumentando a potência do motor. Porém, geralmente, isso aumenta a quantidade de poluentes que o carro emite, o que torna necessário uma verificação dos gases para garantir que o veículo está dentro dos padrões e normas brasileiras.

Como é construído um catalisador automotivo?

O catalisador necessita de fazer bom contato com os gases de escape sem impedir o seu fluxo. A velocidade na qual o fluxo de gases escapam significa que o catalisador tem uma questão de milissegundos para trabalhar na conversão. Para isso, uma rede de cerâmica com cerca 70 canais por centímetro quadrado é revestida com uma mistura contendo os metais preciosos platina, ródio e paládio, bem como outros óxidos metálicos. Essa rede tem uma estrutura como uma colmeia, feita de várias camadas. Ao redor dela, uma estrutura de metal protege a colmeia e evita que a temperatura e os gases escapem antes da conversão.

O que pode danificar um catalisador?

Uma das principais causas de danos aos catalisadores é a alta temperatura. A temperatura normal de operação é de 150° C a 600° C, mas as falhas de ignição e altas velocidades de condução podem levar a temperaturas de até 1000° C. Isto danifica a superfície do catalisador reduzindo a sua eficiência e até a potência do motor. Em circunstâncias extremas, pode até derreter a cerâmica. Outro problema é o envenenamento devido a contaminantes nos gases de escape. O enxofre na gasolina ou fósforo do óleo do motor pode danificar permanentemente a eficácia do catalisador. Outro problema comum são danos causados por impactos, já que o catalisador fica embaixo do veículo. Veículos rebaixados estão em risco redobrado desse tipo de dano.

Você já teve algum problema com catalisador? Deu pra entender bem o funcionamento? Se ficou alguma dúvida, é só fazer sua pergunta nos comentários!

Sobre o autor

O pai de André já teve alguns carros clássicos antes de falecer, como Diplomata, Chevette e Opala. Após completar 18 anos, tirou carteira de moto e carro, comprando então sua primeira moto, uma Honda Sahara 350. Fez um curso de mecânica de motos para começar uma restauração na moto, e acabou aprendendo também como consertar alguns problemas de carros. Seu primeiro carro foi uma Nissan Grand Livina de 2014 e pretende em breve comprar uma picape diesel. No caminho, vai compartilhando tudo que aprende no site Carro de Garagem.

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