El catalizador elimina totalmente el material particulado y otros gases tóxicos emitidos por motores diésel, “Tarea que la comunidad científica internacional ha buscado desde hace 25 años, pero sin resultados tan contundentes”

Investigadores de la BUAP diseñaron dos convertidores catalíticos capaces de reducir al cien por ciento el material particulado y otros gases tóxicos emitidos por motores de combustión interna tipo diesel, el más utilizado en la fabricación de automóviles. Con ambos, lograron reducir en su totalidad los niveles de contaminantes del humo negro, tarea que la comunidad científica internacional ha buscado desde hace 25 años, pero sin resultados tan contundentes como los alcanzados en el Laboratorio de Catálisis y Energía del Instituto de Ciencias de la BUAP (ICUAP).
A partir de la invención de un sistema catalítico con estas características hace cuatro años, desarrollaron otro capaz de funcionar a temperaturas bajas para los vehículos automotores -200 centígrados-, a diferencia de los comerciales que trabajan a partir de los 300 grados Celsius. Es decir, los filtros catalíticos propuestos por los investigadores de la BUAP trabajan desde el arranque del motor, a diferencia de los utilizados en países desarrollados que requieren temperaturas altas, que no siempre alcanzan los vehículos.
Tal facultad no está reportada en la literatura científica mundial, destacó Griselda Corro Hernández, titular del Laboratorio de Catálisis y Energía del ICUAP. Ambos sistemas están en vías de obtener su registro como patentes ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
La clave de este descubrimiento con relevancia internacional radica en la utilización de nanopartículas de metales pesados, con muchos electrones: oro, plata, iridio, platino, que son depositadas en soportes hechos de áluminas de materiales inertes y muy baratos como óxido de zinc, aspectos que hacen de estos sistemas poco costosos, eficientes y muy factibles para su aplicación industrial.
Los sistemas catalíticos mejorados en el Centro de Química del ICUAP, en ambientes controlados eliminan en un cien por ciento las emisiones de material particulado, mientras que en situaciones reales lo hacen en un 60 por ciento, nivel alto en comparación con otros sistemas, pues no existen descubrimientos en el resto del mundo que presenten tales resultados.
La diferencia entre los niveles de captación de contaminantes se debe a que en ambientes de laboratorio es posible controlar las temperaturas, la presión y los flujos, a diferencia de los entornos reales donde los automóviles expulsan gases contaminantes en condiciones aleatorias.
Con el diesel existen serios problemas debido a que es un combustible muy pesado, para un motor igualmente pesado, que emite material particulado y óxidos de nitrógeno y de azufre. Las partículas diesel son contaminantes ambientales peligrosas, que representan una fracción importante del material particulado fino en el aire de las zonas urbanas.
La eliminación de la materia de partículas que contiene hidrocarburos aromáticos policíclicos es un grave problema debido a sus efectos cancerígenos y mutágenos.
Sistemas baratos, fáciles y eficientes para el control del humo negro
Los sistemas o convertidores catalíticos, también nombrados catalizadores, son componentes de sistemas automotores, como los automóviles, que sirven para reducir o controlar los niveles de gases contaminantes emitidos por los motores de combustión interna. Dichos filtros catalíticos son utilizados en países desarrollados para controlar los niveles de toxicidad en la atmósfera.
Griselda Corro Hernández, nivel II del Sistema Nacional de Investigadores y titular de dichos trabajos, informó que en esta área han tramitado dos solicitudes de patente ante el IMPI. En uno se busca el registro de un método para la preparación de un sistema catalítico para la regeneración de filtros de material particulado, generado por la combustión de diesel de alto, bajo y ultra-bajo contenido en azufre.
Dicho sistema está integrado por dos filtros catalíticos: un catalizador de platino y estaño depositado en alúmina y activado en aire, hidrógeno y sulfatado en flujo de óxido de azufre y oxígeno; y un catalizador a base de plata soportada en sílice. Este sistema presenta alta actividad en la oxidación del material particulado diesel, hidrocarburos no quemados y monóxido de carbono: gases emitidos durante la combustión de diesel y las mezclas diesel-etanol y diesel-etanol-biodiesel en este tipo de motores.
Luego del trabajo realizado por estudiantes y científicos del Laboratorio de Catálisis y Energía del ICUAP, se propuso un nuevo sistema con características similares, pero capaz de funcionar a bajas temperaturas para los motores (200 centígrados), a diferencia de los filtros catalíticos comunes que trabajan a 300 grados Celsius. Esta invención es el segundo proyecto que se encuentra en solicitud de registro de patente ante el IMPI.
Los niveles que alcanzan los motores diesel en las ciudades es de 350 grados. Los catalizadores actuales trabajan entre los 300 y 350 centígrados, temperaturas que el motor no siempre logra, por lo cual no son tan eficientes. Mientras que los filtros propuestos por los investigadores de la BUAP trabajan desde los 200 grados, casi desde el arranque del motor. “Esta facultad no está reportada en la literatura científica mundial, ni en ninguna otra patente”, apuntó la investigadora.
“Las interacciones entre los elementos y el soporte generadas en el punto de contacto crean un campo electromagnético muy fuerte que destruye todo lo que ahí llega, debido a la cantidad de electrones de los metales pesados utilizados. Las nanopartículas de los materiales pesados, al ser muy pequeñas, atrapan todos los materiales que llegan al campo electromagnético”, concluyó Corro Hernández.