INTRODUCCION Vehículos de motor producían 200
millones de polución por año solo en Estados Unidos
. Tomando en cuenta que esto significaba un riesgo para la salud
en EE.UU, se intento reducir las emisiones de la polución
de automóviles y otros vehículos en un 90 por
ciento. El desarrollo de sensores de oxígeno y
convertidores catalíticos, ambos fabricados totalmente de
cerámicas, ayudo a los fabricantes de autos a lograr la
meta en menos de 10 años
Todo automóvil que contenga combustión interna en
EE.UU, Europa, y Japón deben tener incorporado, por ley,
sensores de oxígeno . Montado en el tubo de unión
múltiple de la descarga, un sensor de oxígeno
continuamente monitorea él oxigeno contenido en los gases
que salen del auto Este volumen de oxígeno indica
cómo eficazmente se quema el combustible y como funciona
el motor Si el signo indica que el motor no esta operando con la
eficiencia máxima, el sistema eléctrico reajusta la
cantidad de aire que se mezcla con el combustible, de manera que
el motor trabaje continuamente en condiciones
óptimas
Gracias al sensor de oxigeno se aumento el rendimiento del
automóvil. El elemento clave en un sensor de
oxígeno es la zirconia, ésta, en lugar de conducir
electrones como lo hacen los metales conduce iones de
oxígeno Estos productos combinaron sistemas
cerámicos y pueden llegar a ser tan eficaz que
podrían hacer que las emisiones que salen de nuestros
autos sean más limpias que el aire que entra a
ellos.
Sensores de Oxigeno Miden el contenido de oxigeno en el producto
de la combustión interna de motores de automóviles
Responden a los cambios de la presión parcial de oxigeno
en milisegundos Se basan en dos principios
Sensores basados en la conducción del ion de oxigeno
Principio Principio de la concentración celular en el cual
el conductor del ion de oxigeno actúa como electrolito
Ventajas Medida rápida y continua Se puede usar para
sistemas de control eléctrico Exactitud Diseño
simple Poca dependencia de la temperatura
Sensores basados en la conducción del ion de oxigeno
Electrolito Zirconia Alta conductividad Electrodo Platino
Ventajas Estabilidad a altas temperaturas Inercia
Características Catalíticas Desventajas Alto costo
Volátil a altas temperaturas Crecimiento del grano durante
largo uso
Sensores basados en la conducción del ion de oxigeno
Funcionamiento Sitúa el sensor a la salida del gas
Efectúan mediciones Diferencia parcial de temperatura
Diferencia parcial de presión de oxigeno Procesa la
señal eléctrica producida por el ion de oxigeno en
los sistemas de control electrónico
Sensores basados en semiconducción Un oxido de metal que
cambia valencia dependiendo del ambiente que rodea al oxigeno
presenta cambios en su resistencia eléctrica y es
candidato a la detección de oxigeno.Ejemplo el
Titanio
Sensores basados en semiconducción Principio La
resistencia eléctrica del titanio varia con la
presión parcial del oxigeno y con la diferencia de
temperatura Electrolito zirconia
Sensores basados en semiconducción Electrodo Terminales de
componentes metálicos que consisten en los alambres de
platino que se embuten en el titanio. Funcionamiento Se basa en
cambios en la resistencia de la mezcla de aire y combustible.
Diseño simple y bajo costo Su funcionamiento depende de la
composición y porosidad de la cerámica Menor tiempo
de reacción
Aplicacion en automoviles Este asunto se ha repasado
recientemente y solamente los toques de luz se cubren
aquí. Los sensores del Oxígeno han sido usados por
mas de una década para el control de la relación de
transformación del aire-combustible (A/C) en motores
automotores Los sensores de Zirconia son utilizados predominante,
seguido por los sensores del Titanio
El elemento del sensor es cubierto generalmente por una capa
porosa de Alúmina o de rubí sintético o de
una cubierta metálica para reducir al mínimo la
degradación del electrodo externo por los componentes de
los gases de escape. Los nuevos sensores de bombeo del
Oxígeno se están desarrollando para funcionar por
sobre una amplia gama de los valores de A/C. La salida de estos
sensores es independiente del caudal y de la presión del
gas. Estos sensores tienen un calentador incorporado y exhiben
tiempos de reacción de 100 a 300 ms.
Los progresos futuros están hacia los sensores que
funcionan sobre un rango amplio de A/C y son fabricados por
tecnología planar de película fina.
CONCLUSIONES Sensores basados en iones conductores de
Oxígeno dopados con Zirconia son confiables, exactos, y
relativamente baratos y por lo tanto se utilizan regularmente
para controlar combustible consumo y emisión gaseosa en
motores de automóviles . Los nuevos progresos tienen como
objetivo el mejorar de la confiabilidad, en la reducción
del costo y en ampliar la aplicabilidad de estos sensores