Si los convertidores catalíticos suponen un cuello de botella en el rendimiento, ¿cómo es que los fabricantes de equipos originales consiguen más de 1000 CV con ellos?
En lo que respecta a un vehículo deportivo homologado para circular por carretera, los convertidores catalíticos, a menudo abreviados como "catalizadores", son dispositivos esenciales para el control de emisiones, pero para cualquiera que modifique un coche deportivo, también plantean una pregunta obvia: ¿cuánto restringen el flujo de escape y, por lo tanto, la potencia?
No nos engañemos, los dispositivos de control de emisiones no están para que nuestros coches corran más rápido , y eso es un hecho. Sin embargo, la respuesta a nuestra pregunta es más compleja que simplemente afirmar que los convertidores catalíticos son una amenaza que perjudica el rendimiento por ese motivo. Su efecto depende en gran medida de su diseño, incluyendo su tamaño , el número de celdas , el material del núcleo y su ubicación en el sistema de escape.
En este artículo: ¿Los convertidores catalíticos limitan la potencia? | Convertidores catalíticos de alto flujo frente a convertidores catalíticos OEM | ¿Cómo funciona un convertidor catalítico? | ¿ Los convertidores catalíticos son perjudiciales para el rendimiento?
¿Los convertidores catalíticos limitan la potencia del motor?
Sí, un convertidor catalítico crea cierta restricción al flujo de escape, pero eso no significa automáticamente que limitará enormemente la potencia de su motor. ¿Por qué?
En el interior del convertidor hay un núcleo que contiene cientos de pequeños conductos. La densidad de estos conductos se suele describir como el "número de celdas", que se mide en celdas por pulgada cuadrada.
Un mayor número de celdas proporciona al catalizador una mayor superficie con la que trabajar, lo que ayuda a limpiar las emisiones, pero también crea una mayor obstrucción al flujo de escape.
Esta limitación se puede compensar aumentando el tamaño total del convertidor catalítico. Un núcleo más grande proporciona una mayor superficie de flujo total, manteniendo al mismo tiempo la superficie necesaria para un control eficaz de las emisiones. Por ello, los motores de alta potencia suelen utilizar convertidores catalíticos de mayor diámetro , o incluso varios convertidores.
Los sistemas OEM modernos demuestran la gran potencia que puede soportar un convertidor catalítico bien diseñado. El Chevrolet Corvette ZR1 2025 , por ejemplo, produce 1064 hp y aún conserva convertidores catalíticos de fábrica diseñados para funcionar de manera confiable durante años.
Si bien eliminar un convertidor catalítico restrictivo puede mejorar el flujo de escape, el simple hecho de tener un catalizador no impide inherentemente que un automóvil de alto rendimiento, legal para circular en carretera, genere una potencia considerable, pero el tamaño sí importa.
¿Cuál es la diferencia entre un convertidor catalítico de alto flujo y uno de equipo original (OEM)?
Las mayores diferencias suelen encontrarse en el número de celdas, la construcción del núcleo, la carga del catalizador y el tamaño general, aspectos que ya hemos mencionado.
Los convertidores catalíticos de alto rendimiento del mercado de repuestos suelen tener entre 100 y 400 celdas por pulgada cuadrada , mientras que los catalizadores originales de los automóviles suelen tener entre 400 y 900 celdas. Tomando como referencia el punto medio de estos rangos, la densidad de celdas del catalizador original es aproximadamente un 160 % mayor .
Generalmente, reducir el número de celdas disminuye la obstrucción al flujo de escape, aunque las dimensiones generales del convertidor son igualmente importantes. Un convertidor físicamente más grande con un número relativamente alto de celdas aún puede proporcionar una capacidad de flujo considerable. El material del núcleo también suele variar.
Los convertidores catalíticos de los fabricantes de equipos originales (OEM) suelen utilizar núcleos cerámicos. Los recubrimientos catalíticos se adhieren especialmente bien a la cerámica, lo que los hace idóneos para aplicaciones centradas en la reducción de emisiones. Los convertidores de alto rendimiento del mercado de repuestos suelen utilizar núcleos metálicos, que soportan mejor las fuertes ondas de presión de los gases de escape que los núcleos cerámicos. Sin embargo, los recubrimientos catalíticos generalmente no se adhieren al metal con la misma eficacia que a la cerámica.
Otra diferencia importante radica en la carga del catalizador. El núcleo del convertidor está recubierto con materiales que favorecen las reacciones químicas responsables de la reducción de emisiones. La capa de recubrimiento contiene metales preciosos, y tanto el tipo como la cantidad de estos metales influyen significativamente en la eficacia y el costo del convertidor.
Los convertidores de equipos originales (OEM) suelen utilizar una mayor cantidad de metales preciosos, mientras que los convertidores de posventa orientados al rendimiento pueden utilizar menos metales preciosos o, en algunos casos, ninguno, para gran decepción de algunos ladrones.
Esto significa que el término "convertidor catalítico de alto flujo" no debe tratarse como si describiera una construcción específica.
Un menor número de celdas puede mejorar el flujo, pero el diámetro del núcleo del convertidor, su longitud, el material, la carga del catalizador y su posición en el escape influyen en su rendimiento.
¿Cómo funciona un convertidor catalítico?
Un convertidor catalítico promueve reacciones químicas que transforman las emisiones de escape nocivas en sustancias menos dañinas. Los primeros convertidores catalíticos bidireccionales se centraban principalmente en el monóxido de carbono y los hidrocarburos.
Utilizan oxígeno para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono, mientras que los hidrocarburos parcialmente quemados y sin quemar se oxidan en dióxido de carbono y agua. Este proceso de oxidación constituye, en efecto, otra etapa de la combustión, razón por la cual la temperatura de los gases de escape puede ser mayor inmediatamente después del convertidor catalítico que inmediatamente antes.
Desglose de gato de 3 vías
Actualmente, la mayoría de los vehículos de gasolina fabricados desde 1980 utilizan convertidores catalíticos de tres vías, que realizan las mismas dos funciones y, además, reducen los óxidos de nitrógeno, comúnmente conocidos como NOx . La temperatura del catalizador es fundamental para este proceso. El convertidor necesita suficiente calor para funcionar eficazmente, lo cual, curiosamente, es una de las razones por las que los fabricantes suelen ubicarlo cerca del motor.
La desventaja es que colocar un convertidor cerca de los puertos de escape también lo expone a un mayor calor de los gases de escape, a la vez que aumenta la restricción y la contrapresión a altas cargas del motor. Si un catalizador se calienta demasiado, puede fallar de forma permanente.
Por este motivo, algunos motores modernos utilizan varios convertidores catalíticos por bancada. Un convertidor menos restrictivo puede ubicarse cerca del motor para que comience a funcionar rápidamente tras el arranque, mientras que otro convertidor, situado más abajo, proporciona una limpieza adicional de las emisiones en una ubicación más fría.
Convertidor catalítico bidireccional
- monóxido de carbono (CO)
- Hidrocarburos no quemados (HC)
Convertidor catalítico de tres vías
- monóxido de carbono (CO)
- Hidrocarburos no quemados (HC)
- Óxidos de nitrógeno (NOx)
Convertidor catalítico de cuatro vías
- monóxido de carbono (CO)
- Hidrocarburos no quemados (HC)
- Óxidos de nitrógeno (NOx)
- Material particulado (PM)
Para mayor exhaustividad, también se han desarrollado convertidores catalíticos de cuatro vías para motores de gasolina, que añaden el control de partículas (PM) a las tres funciones de un catalizador convencional de tres vías. Este tipo de tecnología integrada de catalizador/filtro se desarrolló en respuesta a normas de emisiones más estrictas, aunque no ha tenido la misma acogida que los catalizadores convencionales de tres vías.
deportes de motor con convertidores catalíticos
¿Los convertidores catalíticos son perjudiciales para el rendimiento?
Si bien es cierto que no están ahí para mejorar el rendimiento, los gatos tampoco son necesariamente el enorme obstáculo que te frena, como crees.
Cualquier obstrucción en el sistema de escape puede aumentar la restricción, y los convertidores catalíticos no son una excepción. Sin embargo, el diseño moderno de los catalizadores demuestra que cumplir con las normas de emisiones y obtener una alta potencia no son objetivos incompatibles para un vehículo de alto rendimiento que no se preocupa por cumplir con la normativa de circulación.
En resumen, los factores importantes son los siguientes:
- tamaño del convertidor
- recuento de células
- cargando
- material principal y ubicación
Como ya hemos comentado, en lugar de asumir que el convertidor con el menor número de celdas es automáticamente la mejor opción, el objetivo debe ser utilizar un convertidor catalítico con suficiente capacidad de flujo para el motor, al tiempo que se logran los requisitos de emisiones y la durabilidad necesarios para la aplicación.
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