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Maltratar o Catalisador

O catalisador torna-se numa peça muito dispendiosa se for mal utilizado pelo condutor.

O catalisador parece ter-se tornado no componente mais eficaz de redução da poluição emitida pelos gases de escape. Se tratado corretamente, terá o mesmo período de vida do veículo. Mas se for maltratado, pode tornar-se muito dispendioso.

Os automóveis de hoje, muito embora possam ter a mesma mecânica que há 20 anos, são um produto muito diferente. São extremamente fiáveis e equipados com um nível de conforto impossível há uma década.

Um dos maiores desafios aos construtores de veículos nos anos 90 foi o de produzirem um veículo amigo do ambiente sem sacrificar a performance, economia ou condução.

A colocação de um catalisador parece ter-se tornado o método mais eficaz de reduzir a poluição emitida pelos gases de escape. Se tratado corretamente, o catalisador terá o mesmo período de vida do veículo.

Mas se for maltratado pode tornar-se muito dispendioso. O sistema em espiral de três caminhos equipado na maioria dos veículos converte os hidrocarbonos, óxidos de nitrogénio e monóxido de carbono, em água, dióxido de carbono e nitrogénio – tudo gases inofensivos. O sistema é mais eficiente quando a relação ar/combustível do veículo é de 14,7 partes de ar para uma parte de combustível, em peso.

A relação ar/combustível é mantida de forma muito precisa pelo sistema fechado em espiral – um sensor de oxigénio (Sensor Lambda) monitoriza a relação ar/combustível e ajusta a afinação de acordo com o necessário. Isto é um sistema muito sofisticado, de confiança e dispendioso, mas depende da vela de ignição produzir uma faísca eficiente e continuamente durante os 12 meses do ano

Se o motor falhar a ignição (a vela não inflar o combustível), combustível não queimado entrará no catalisador, causando um sobreaquecimento do mesmo.

Como o catalisador opera a uma temperatura superior a 800ºC, qualquer combustível não queimado será inflamado e num curto espaço de tempo o catalisador derreterá, tendo, por isso, de ser substituído.

Tal como na maioria dos sistemas mecânicos e eletrónicos, o sistema só se mantém em pleno funcionamento se também os restantes componentes estiverem devidamente operacionais. Neste caso, a vela de ignição tem uma tarefa extremamente difícil a desempenhar num ambiente extremamente adverso.

É responsabilidade da oficina e do proprietário do veículo, assegurar que a vela de ignição é substituída regularmente – e por um produto de confiança.

De lembrar que a vela de ignição é um componente essencial do sistema de gestão, devendo ser fabricada segundo um standard de qualidade elevado, de modo a assegurar uma vida longa da vela e do próprio catalisador.

Catalisador – Peça Essencial Anti-Poluição

Fiável, eficaz e delicado, o catalisador é uma peça essencial do sistema antipoluição do veículo, que pode danificar-se por mau funcionamento de outros órgãos do motor.

Um dos componentes chave do sistema antipoluição do veículo, é o conversor catalítico. Foi desenhado para eliminar a maior parte das emissões do veículo, convertendo-as em água e gases relativamente inofensivos.

Como funciona o catalisador
O conversor catalítico é uma peça de engenharia extremamente sofisticada, desenhada para tirar vantagem de uma química física básica. Consiste de um ou mais favos revestidos com um filme microscópico de metais preciosos. Este filme entra em contacto os gases quentes de escape e quebra-os numa reação química a altas temperaturas. Como resultado, as emissões dos escapes são muito menos prejudiciais ao ambiente. Estes favos cerâmicos estão no interior de uma cápsula selada e protegidos por isolamento.

Um componente extremamente fiável
O conversor catalítico não contém partes móveis que se desgastem ou se partam por movimento. O conversor catalítico é uma das mais duráveis e fiáveis peças em todo o sistema de motor. Em teoria, deve durar tanto quanto a vida do veículo. No entanto, pode, de vez em quando, ter de ser substituído. A menos que o catalisador possua danos físicos diretos, a sua falha é usualmente o sinal de um problema no motor que deve ser corrigido para prevenir o novo conversor de se danificar num período de tempo relativamente curto.

AS CAUSAS DAS AVARIAS NOS CATALISADORES

Quando um catalisador precisa de ser substituído, um ou mais dos seguintes problemas podem estar na origem da sua avaria.

Motor desafinado
Muitas avarias do catalisador são devidas ao motor que precisa urgentemente de uma afinação. Outro problema comum, é uma mistura ar combustível incorreta, velas de ignição sujas ou sistemas de distribuição dessincronizados. Todos este fatores, evitam o combustível de ser queimado completamente no cilindro. Nestes casos, o combustível pode passar para o sistema de escape e queimar-se em contacto com o catalisador. Como resultado, a peça sobreaquece, levando a cerâmica catalítica a derreter-se.

Presença de combustível na linha de emissão
Outros problemas podem também surgir devido a gasolina na linha de emissão, em virtude de injetores de combustível defeituosos, ou um mal funcionamento da válvula de verificação. Uma falha do detetor de oxigénio, pode também afetar a mistura ar combustível, que pode ser muito rica ou muito pobre. Se for muito rica, o conversor catalítico pode derreter. No entanto, se a mistura for muito pobre, pode não ser possível ao catalisador converter os hidrocarbonetos em compostos inofensivos.

Impactos
O interior de um catalisador é constituído por um material leve, fino, altamente frágil. Uma cobertura isolante espessa providencia uma proteção moderada contra impactos. No entanto, o impacto de rochas ou detritos atirados contra o catalisador, ou choques em virtude de buracos ou uma condução todo-o-terreno, ou mesmo um fixador partido, podem todos levar à quebra do catalisador. Uma vez a cerâmica catalítica partida, bocados soltos chocalham uns contra os outros e despedaçam-se. O fluxo das emissões é interrompido, levando a um aumento da pressão no interior, o que causa perda de potência e sobreaquecimento.

OS SINAIS VISÍVEIS DE UM CATALISADOR PARTIDO

Catalisador derretido / Depósitos de carbono
O conversor catalítico pode aquecer até que as temperaturas internas sejam maiores do que o ponto de derretimento da cerâmica catalítica, que nesta altura começará a derreter-se. A tais temperaturas, o conversor catalítico estará em brasa. Se tiver tempo de arrefecer, mostrará descolorações que indicam o que aconteceu no seu interior.

Quebra
As quebras podem ser detetadas fazendo uma análise de choques ou impactos na superfície do catalisador, assim como procurando sintomas de sobreaquecimento.

IMPORTANTE

Deve ter-se presente que a substituição do catalisador danificado é apenas o primeiro passo. Deve-se também solucionar o problema que levou ao seu dano. Se não se solucionar esse problema, mais cedo ou mais tarde o novo catalisador também se danificará. Outro aspeto a ter em conta, é a eliminação do catalisador do sistema de escape. Este procedimento é ilegal, estando, por isso, sujeito a multa.

Longevidade do Sistema de Escape

A longevidade do sistema de escape está diretamente relacionada com a duração dos percursos que o automobilista efetua.

Quando os trajetos são pequenos, o sistema de escape não chega a evaporar todos os ácidos que se produzem como consequência da combustão. Estes chegam a converter-se por reações químicas em ácidos sulfúricos e sulfurosos, com os quais a corrosão e a oxidação são muito ativas em todo o sistema de escape. O coletor, catalisador e silencioso dianteiro, por suportarem temperaturas altas, têm uma durabilidade muito superior ao tubo intermédio e ao silencioso traseiro, locais onde mais se faz sentir a ação dos ácidos não evaporados. Tanto o tubo intermédio como o silencioso traseiro são de vital importância para a boa conservação das peças anteriores do sistema.

Catalisadores – Normas de Utilização

Os catalisadores devem obedecer a normas de utilização para que cumpram a missão para que foram concebidos.

Caso contrário, deixam de reduzir os gases tóxicos emitidos pelo motor.

1 - Não se pode utilizar gasolina com chumbo. Tem sempre que ser sem chumbo, já que pequenas quantidades de chumbo são suficientes para danificar o catalisador.

2 - Comprovar o consumo de óleo, que não pode ser superior a mais de um litro cada mil quilómetros percorridos, já que se se supera este consumo, o catalisador é afetado, destruindo-se as suas propriedades catalíticas.

3 - Os utentes têm que ter em conta que o veículo com catalisador não deve ser arrancado de empurrão ou de reboque quando o catalisador está quente. Se se proceder indevidamente, o motor admitirá combustível sem queimar, que passará ao catalisador danificando-o. Se não se consegue arrancar o veículo devido à bateria estar descarregada, utilizar uma bateria auxiliar e nunca os sistemas antes descritos.

4 - Não se podem utilizar aditivos para gasolina que contenham chumbo, já que a sua utilização comporta a destruição do catalisador.

5 - É recomendável que se verifiquem, nos intervalos entre revisões, as tolerâncias das válvulas e o ponto da ignição.

6 - Nunca pode permitir-se que o depósito de combustível se esvazie, pois daria lugar a um fornecimento irregular de combustível, devido ao baixo nível do mesmo, provocando falsas explosões e uma elevada temperatura no catalisador, que poderia provocar a fusão do monólito.

Catalisadores – Perguntas Frequentes

Como funciona? Quais são as principais qualidades e defeitos? E qual é a duração da vida útil? São algumas questões com resposta nesta secção.

Porque que é que os automóveis devem estar equipados com catalisador?
Um motor perfeito libertaria apenas dióxido de carbono (CO2) e vapor de água (H2O). Mas, na realidade, o motor não tem tempo para queimar todo o combustível que é injectado para os cilindros, produzindo, por isso, os seguintes gases tóxicos: monóxido de carbono (CO), monóxido de azoto (NOx) e partículas de hidrocarbonetos (HC). O catalisador converte os gases tóxicos acima referidos em azoto molecular (N2), vapor de água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). As percentagens de redução dos gases tóxicos, garantidas pelo catalisador, podem atingir cerca de 90%.

Como funciona um catalisador?
A panela do catalisador funciona como um acumulador de calor, que atinge uma temperatura de 400º C pouco depois de o motor ter sido posto em funcionamento. É quando o catalisador atinge esta temperatura que entra em acção o revestimento de platina e rádio, reagindo sobre os gases tóxicos e transformando-os noutros menos prejudiciais. O catalisador diz-se de três vias quando garante três reacções: duas oxidações (CO e NOx) e uma redução (HC).

Porque é que as viaturas com catalisador devem estar equipadas com um sistema de injeção eletrónica do combustível?
O catalisador trabalha de forma ótima para uma relação ar-combustível de 14,55:1, mas a sua eficácia perde-se rapidamente se esta proporção se modificar, ainda que ligeiramente. Com um carburador não seria possível obter um doseamento correto da mistura para cada velocidade, carga, temperatura, etc. Esta precisão só é possível com um sistema de injeção eletrónica. As variações de dosagem ar-combustível fazem-se graças às informações obtidas pela sonda Lambda. Situada no tubo de escape antes do catalisador, esta sonda analisa a concentração de oxigénio nos gases de escape, e regula através de um comando eletrónico a riqueza da mistura.

Quais são as principais qualidades e defeitos de um catalisador?
A principal qualidade de um catalisador é o seu papel no combate à poluição. Nenhuma técnica facilmente abordável permite, neste momento, chegar a este nível de eficácia. As outras qualidades estão ligadas à eletrónica de gestão que ele impõe: manutenção simplificada do motor, redução dos riscos de avaria, arranques sem problemas quer a frio quer a quente e facilidade ou prazer de condução. Tudo coisas que simplificam a vida do automobilista.
Na coluna dos defeitos é necessário colocar o custo do sistema, um maior consumo de combustível, e a sua alta eficácia a frio.

Qual é o preço de um catalisador?
O catalisador e todos os seus periféricos provocam um aumento médio de 20% na valor de um veículo. O seu preço pode variar entre os 60 e os 100 contos, dependendo dos metais que contenha e do nível da estrutura. Pelo facto de os motores catalisados trabalharem sempre com uma mistura rica e terem dificuldades de respiração devido à obstrução feita pelo catalisador, dão origem a que se gaste um pouco mais de combustível (entre 5 a 10%). No entanto, a gasolina sem chumbo é mais barata, bem como a manutenção do motor. Além disso, um sistema de escape com catalisador tem uma duração superior, pelo que se poderá dizer que, a prazo, o acréscimo de custos não tem qualquer expressão.

Qual é a duração de vida que se pode esperar?
O catalisador é a única peça de uma viatura para a qual a legislação em vigor em certos países (França, por exemplo) impõe uma duração de vida mínima de 80.000 km. Na prática, muitos carros já ultrapassaram os 100.000 km sem que se tenha verificado qualquer anomalia no catalisador.

Arriscamo-nos a destruí-lo por uma manobra errada?
A temperatura ótima de funcionamento de um catalisador é de 800º C. Em caso de sobreaquecimento a 1000º C, os testes em bancos de ensaios pelos fabricantes de catalisadores, demonstram que é necessário percorrer 50.000 km nessas condições para que se degrade – coisa que um automobilista nunca fará.

Mas a má carburação de um veículo e a falta de combustível no depósito, em que se procura aspirar até à última gota, podem, em certas condições, implicar um sobreaquecimento do catalisador com risco de danificação. Se o depósito tiver combustível suficiente os riscos são quase inexistentes.

A utilização de gasolina com chumbo inutiliza irremediavelmente o catalisador. Neste caso, os danos são quase impercetíveis sem a análise mais detalhada dos gases de escape, já que o carro não sofre alteração aparente no seu funcionamento.

Como saber se o catalisador funciona corretamente?
Os profissionais dispõem de analisadores de 4 gases – CO, CO2, O2, HC+NOx – para avaliar o estado de um catalisador. Esta medição faz-se com o motor ao ralenti. Mas para se saber melhor da sua eficácia quando em regimes altos ou em esforço, é necessário utilizar equipamento muito mais sofisticado.
No futuro, é provável que os motores sejam equipados com um sistema de autocontrolo com o acender de uma luz avisadora em caso de anomalia no catalisador.

Somos obrigados a substituir um catalisador danificado?
Sendo o catalisador obrigatório, o seu bom funcionamento também o é. Em caso de mau funcionamento do catalisador, o veículo não passará na Inspeção Periódica Obrigatória.

Os diesel podem ser equipados com um catalisador?
Não obstante as aparências, o diesel polui pouco. Contudo, a estes motores também se impõe um catalisador para eliminar as partículas de fuligem e os óxidos de azoto e de enxofre (estes últimos formam ácido sulfúrico na atmosfera).

Testes revelam poupança de 3% em combustível usando sistemas de escape homologados

KLARIUS testou e provou: não compensa usar produtos de baixa qualidade.

Testes independentes sobre a eficiência do consumo de combustível mostraram que veículos comuns tais como o 1.6L Astra Vauxhall a gasolina equipado com um sistema de escape de fraca qualidade, não homologado, consome mais 3% de combustível do que quando equipado com um sistema de escape de melhor qualidade e homologado, provando que fornecendo ou equipando sistemas não homologados tem custos maiores quer para o condutor como para o ambiente.

O carro foi testado num leque variado de condições utilizando um sistema de escape OE como referência. O carro foi depois testado usando um sistema standard Klarius, desenhado, fabricado e totalmente homologado no Reino Unido. Por último a viatura foi testada novamente com um produto não homologado de outro fabricante; no ciclo urbano onde a diferença foi mais acentuada, o Astra gastou 3% mais petróleo do que com o sistema OE ou com o sistema de substituição Klarius.

Doug Bentley, R&D Manager na fábrica da Klarius em Stoke, organizou o teste.

“Quisemos perceber o impacto financeiro de montar um sistema de escape não homologado. Escolhemos um carro familiar médio, com um sistema de escape vindo diretamente da prateleira, e sujeitámos o veículo a testes de consumo de combustível, tal como um construtor automóvel faz. Isto foi realizado de uma forma independente no laboratório de emissões NAC no Reino Unido. O teste foi repetido com uma peça não homologada de um concorrente para comparação, depois analisámos os resultados. E eles mostraram que de todos os três ciclos de condução, o que usou um sistema de escape não homologado consumiu mais combustível.

“O escape não homologado foi escolhido ao acaso, e julgando pela qualidade de outros produtos no mercado, não era de longe a pior peça de substituição disponível no mercado. Uma das principais diferenças verificadas, devido ao desenho pobre e falta de testes, foi a contra pressão incorreta”.

Na Europa Ocidental, a montagem de sistemas de escape não homologados não é permitida, todas os escapes e catalisadores têm de ser homologados antes de poderem ser vendidos e montados.