Por qué tu coche contiene platino

El platino es un metal con el que no nos solemos topar en grandes cantidades y su nombre enseguida evoca imágenes de joyería cara y lingotes muy valiosos. Aun así, el platino está más cerca de lo que pensamos en nuestra vida diaria gracias a una propiedad que es mucho más interesante que su alto precio: actúa como catalizador de ciertas reacciones químicas, una propiedad crucial para reducir las emisiones de los automóviles.

Quemar hidrocarburos

La mayor parte de medios de transporte se alimentan de combustibles fósiles. Estos combustibles están hechos compuestos por hidrocarburos, un grupo de compuestos químicos cuyas moléculas están hechas exclusivamente de átomos de hidrógeno y carbono (de ahí lo de «hidro» y «carburo»). Un hidrocarburo simple sería, por ejemplo, el metano, compuesto por un átomo de carbono unido a cuatro de hidrógeno.

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Cuando los hidrocarburos reaccionan con el oxígeno del aire, sus átomos de hidrógeno y carbono se reorganizan y se mezclan con este elemento, formando moléculas nuevas mucho más simples (principalmente vapor de agua y dióxido de carbono). La gracia de esta reacción química de combustión es que produce una gran cantidad de calor. Por tanto, cuando se introduce una mezcla de aire y combustible en un motor y se le prende fuego, el calor liberado provoca que el gas se expanda violentamente y empuje los pistones que hacen girar las ruedas del vehículo.

Ahora bien, estas reacciones químicas también producen sustancias no deseadas. Por ejemplo, parte de los átomos de carbono involucrados en la reacción de combustión acaban combinándose con un único átomo de oxígeno y formando monóxido de carbono, un gas tóxico que se adhiere a los glóbulos rojos como si fuera oxígeno y priva a nuestro organismo de este elemento esencial para la vida. Por otro lado, una pequeña fracción del nitrógeno contenido en el aire del motor reacciona con el oxígeno y se combina con él, produciendo óxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno. Estos dos gases no sólo resultan nocivos en concentraciones elevadas, sino que, además, reaccionan químicamente con el vapor de agua presente en la atmósfera y contribuyen a la formación de lluvia ácida.

La manera más sencilla de solucionar este problema es obligar a los gases de escape del motor a pasar a través de alguna sustancia que reaccione químicamente con sus componentes más nocivos y los convierta en compuestos más inocuos, aunque esta solución tiene sus matices. Usemos como ejemplo el vinagre y el bicarbonato de sodio: si mezclamos las dos sustancias, el ácido acético del líquido reacciona con esta sal y sus átomos se recombinan, formando acetato de sodio, agua y dióxido de carbono. Pero, claro, en cuanto todo el bicarbonato y/o el ácido hayan completado su transformación en otros compuestos químicos, la reacción se detendrá.

La solución que acabo de comentar sufriría esta misma limitación porque, incluso en el caso más ideal, esa sustancia hipotética cuya función sería reaccionar con los gases nocivos y convertirlos en compuestos más seguros se iría «gastando» a medida que sus moléculas transformaran en otras. Como resultado, cada cierto tiempo habría que deshacerse de la sustancia «usada» y cambiarla por material nuevo. Y, además de un incordio, eso representaría un gasto de mantenimiento adicional.

Pero, por suerte, existen algunas sustancias que permanecen inalteradas tras las reacciones químicas.

Los catalizadores

Los catalizadores son sustancias que aceleran las reacciones que tienen lugar entre los compuestos que entran en contacto con ellas sin que su propia composición química cambie (o, lo que es lo mismo, sin consumirse durante el proceso). El mecanismo tras este «superpoder» es complejo y varía en función del catalizador, así que, para simplificar, usemos como ejemplo el platino.

Los átomos de platino tienen la capacidad de romper los enlaces químicos de ciertas moléculas con las que entran en contacto y luego unirse a ellas a través de uniones más débiles que las originales. Como resultado, esas moléculas «descompuestas» que quedan adheridas a la superficie del platino son mucho más propensas a reaccionar químicamente entre ellas y formar compuestos nuevos que abandonan la superficie del metal sin arrastrar a ningún átomo de platino consigo. De esta manera, el platino actúa como una especie de «mediador» que permite que sobre su superficie tengan lugar reacciones que no ocurrirían en las mismas condiciones o que tendrían lugar a un ritmo mucho menor. Por eso se dice que el platino cataliza ciertas reacciones químicas.

Esta capacidad catalizadora del platino es la razón por la que los tubos de escape de los automóviles contienen mallas cerámicas o metálicas cubiertas con este metal: cuando los gases de escape nocivos entran en contacto con su superficie, el platino cataliza su reacción con otras sustancias presentes en el aire y los convierte en compuestos más inocuos.

Siendo más concretos, el platino incentiva la reacción entre el oxígeno del aire con el monóxido de carbono y da lugar a dióxido de carbono más inocuo. Del mismo modo, también facilita que los hidrocarburos que no se han quemado en el interior del motor se descompongan en dióxido de carbono y vapor de agua a través de diferentes reacciones con el oxígeno o los óxidos de nitrógeno generados durante la combustión. Por último, también facilita la reacción entre el monóxido de carbono y los óxidos de nitrógeno para producir dióxido de carbono y nitrógeno molecular.

Ahora bien, antes de que salgáis corriendo a desmontar vuestro coche para extraer su valioso platino, recordemos que este metal no se consume durante las reacciones químicas que he mencionado. Como resultado, la cantidad de platino que recubre las mallas internas de los catalizadores es minúscula: entre 2 y 6 gramos en el caso de los turismos y de 6 a 30 gramos en los coches deportivos (porque producen una mayor cantidad de gases de emisión). Si a este dato añadimos que el proceso de extracción del platino es relativamente complejo, no es de extrañar que estas operaciones sólo salgan rentables si se llevan a cabo a gran escala.

Por supuesto, que los convertidores catalíticos ayuden a mitigar las emisiones de gases nocivos de los automóviles no significa que no tengamos que mejorar aún más: nuestros vehículos siguen produciendo grandes cantidades de CO2 que, pese a no ser tóxico, está incrementando la temperatura de nuestro planeta (junto con el óxido nitroso, en menor medida)... Con las consecuencias catastróficas que eso acarrea.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Los catalizadores de los coches no son un «filtro» que retira los gases nocivos. Como hemos visto, se trata de un proceso químico que convierte esos gases en sustancias distintas.

REFERENCIAS (MLA):

• Mohammed Qasim Hammadi et al. “Recovery of Platinum and Palladium from Scrap Automotive Catalytic Converters”. Al-Khwarizmi Engineering Journal, volumen 13, número 3, pp. 131- 141 (2017).
• IARC. “Diesel and Gasoline Engine Exhausts and Some Nitroarenes”, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, número 46 (1989).