La tercera etapa de la conversión es un sistema de control que supervisa la corriente de escape, y utiliza esta información para controlar el sistema de inyección de combustible. Hay un sensor de oxígeno montado aguas arriba del convertidor catalítico, lo que significa que está más cerca del motor que el convertidor. Este sensor indica al ordenador del motor la cantidad de oxígeno que hay en el escape. El ordenador del motor puede aumentar o disminuir la cantidad de oxígeno en el escape ajustando la relación aire-combustible. Este esquema de control permite que el ordenador del motor se asegure de que el motor está funcionando cerca del punto estequiométrico, y también de que hay suficiente oxígeno en el escape para permitir que el catalizador de oxidación queme los hidrocarburos no quemados y el CO.
El catalizador hace un gran trabajo en la reducción de la contaminación, pero todavía se puede mejorar sustancialmente. Uno de sus mayores defectos es que sólo funciona a una temperatura bastante alta. Cuando arrancas el coche en frío, el catalizador no hace casi nada para reducir la contaminación del escape.
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Una solución sencilla a este problema es acercar el catalizador al motor. Esto significa que los gases de escape más calientes llegan al convertidor y éste se calienta más rápido, pero esto también puede reducir la vida del convertidor al exponerlo a temperaturas extremadamente altas. La mayoría de los fabricantes de automóviles colocan el convertidor bajo el asiento del pasajero delantero, lo suficientemente lejos del motor para mantener la temperatura a niveles que no lo dañen.
Precalentar el convertidor catalítico es una buena manera de reducir las emisiones. La forma más fácil de precalentar el convertidor es utilizar calentadores de resistencia eléctrica. Por desgracia, los sistemas eléctricos de 12 voltios de la mayoría de los coches no proporcionan suficiente energía o potencia para calentar el catalizador con la suficiente rapidez. La mayoría de la gente no esperaría varios minutos a que el catalizador se calentara antes de arrancar su coche. Los coches híbridos que tienen grandes paquetes de baterías de alto voltaje pueden proporcionar suficiente energía para calentar el convertidor catalítico muy rápidamente.
Los convertidores catalíticos de los motores diesel no funcionan tan bien en la reducción de NOx. Una de las razones es que los motores diésel funcionan más fríos que los motores estándar, y los convertidores funcionan mejor a medida que se calientan. Algunos de los principales expertos en medio ambiente del automóvil han ideado un nuevo sistema que ayuda a combatir esto. Inyectan una solución de urea en el tubo de escape, antes de que llegue al convertidor, para que se evapore y se mezcle con el escape y cree una reacción química que reduzca los NOx. La urea, también conocida como carbamida, es un compuesto orgánico formado por carbono, nitrógeno, oxígeno e hidrógeno. Se encuentra en la orina de mamíferos y anfibios. La urea reacciona con los NOx para producir nitrógeno y vapor de agua, eliminando más del 90 por ciento de los óxidos de nitrógeno de los gases de escape.