Los sustratos cerámicos han sido fundamentales para el control de emisiones en vehículos desde los inicios de esta tecnología a principios de la década de 1970, cuando Corning desarrolló la cordierita sintética y el molde para la extrusión de estructuras cerámicas en forma de panal. Estos sustratos están rellenos de miles de pequeños canales paralelos abiertos en cada extremo, lo que permite el paso de los gases de escape del vehículo. Dichos canales proporcionan una gran superficie interior que favorece la actividad catalítica. Cuando el sustrato tiene aproximadamente el tamaño de una lata de refresco, su superficie interior (incluida la capa de recubrimiento de gran superficie) tiene un área similar a la de un campo de fútbol americano.
Estos sustratos pueden soportar temperaturas superiores a 1100 °C (2000 °F) y son extremadamente resistentes al choque térmico (por lo que sobreviven a calentamientos rápidos en mañanas gélidas). Son muy adaptables y admiten una amplia variedad de formulaciones de catalizadores para eliminar la contaminación de la gasolina, el diésel, el gas natural, el hidrógeno y otros combustibles.
El sustrato terminado se recubre con una combinación de materiales catalíticos adecuados que lo convierten en un mini laboratorio químico y permiten tratar grandes volúmenes de gases de escape de manera eficiente. A las altas temperaturas de un motor en funcionamiento, los gases de escape, como los óxidos de nitrógeno y el monóxido de carbono, entran en contacto con el catalizador y se transforman en nitrógeno y agua inocuos, y en dióxido de carbono menos dañino.
Los primeros sustratos cerámicos comerciales presentaban una baja densidad celular (aproximadamente 200 células/pulg²) y paredes más gruesas (alrededor de 12 milésimas de pulgada o 0,012 pulgadas o 0,3 mm), con un volumen aproximadamente cuatro veces mayor que la cilindrada del motor (es decir, el volumen del cilindro). Con el avance de la tecnología de materiales y procesamiento, se hicieron posibles mayores densidades celulares, paredes más delgadas y mayor porosidad.
En un sedán estadounidense promedio, ya sea de gasolina o híbrido, intervienen dos o tres sustratos para cumplir con las estrictas normas de emisiones de gases de EE. UU. Justo después del motor, uno o más sustratos de alta densidad celular, ubicados cerca del catalizador, proporcionan una gran superficie geométrica que permite que este realice las conversiones gaseosas iniciales. En la parte inferior del vehículo, generalmente se encuentra un sustrato de menor densidad celular para ayudar a reducir las emisiones finales.
Fecha de publicación: 12 de junio de 2026