La actividad industrial es fundamental para el desarrollo de una sociedad que apunta al bienestar de sus individuos, mejorando la calidad de vida al aportar soluciones tecnológicas, alimentos, medicamentos y comodidades a sus actividades cotidianas. Sin embargo, los impactos negativos que produce en el medio en que los mismos habitan impone la necesidad de recurrir a soluciones sustentables que los minimicen.

Uno de los impactos más relevantes es la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera, entre ellos, los óxidos de Nitrógeno (NOx). Estos gases son liberados a la atmósfera desde las chimeneas industriales y el escape de vehículos motorizados, de la combustión del carbón, petróleo, o gas natural. También se producen por la combustión de biomasa y en las reacciones del ácido nítrico con metales o con celulosa; además, intervienen en la producción de ácido nítrico, lacas, tinturas y otros productos químicos nitrados.

Dentro de los NOx, el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) constituyen dos de los más importantes. Cuando entran en contacto con la atmósfera, son degradados rápidamente al reaccionar con otras sustancias químicas, llevando a la formación de ácido nítrico, uno de los componentes de la lluvia ácida. Por otra parte, el dióxido de nitrógeno interviene en reacciones que llevan a la formación de ozono troposférico, constituyente del smog fotoquímico. Los estudios realizados durante los proyectos anteriores, permitieron evaluar la efectividad del catalizador Cr2O3 soportado en alúmina, frente a otros óxidos de metales de transición, en la reducción del contenido de SO2 a escala de laboratorio y de planta piloto.

Los catalizadores que disminuyen la emisión de óxidos de nitrógeno por medio de reducción selectiva con amoníaco producen sin embargo reacciones secundarias indeseables con el SO2 presente. Este catalizador de óxido de cromo, efectivo en la retención de SO2 puede aplicarse en la reducción del contaminante primario NO, y con ello, a la disminución de los contaminantes secundarios derivados del mismo, que se pueden acumular localmente en proximidad de fuentes estacionarias.

El enfoque teórico mecanocuántico de los procesos que ocurren sobre la superficie catalítica permite evaluar la presencia de distintas especies químicas adsorbidas, las energías involucradas, y las parámetros de las reacciones, en un estudio simultáneo y paralelo con el termodinámico experimental.

Objetivo general

· El objetivo del presente proyecto es estudiar, a nivel experimental y teórico, el comportamiento de la reacción de adsorción y reducción catalítica de los NOx en presencia de CH4, SO2 y O2 sobre el catalizador Cr2O3/Al2O3.

Objetivos Específicos

· Estudiar la adsorción y reducción catalítica de los NOx sobre la superficie del óxido de cromo(III) soportado en γ-alúmina en presencia de hidrocarburos a altas temperaturas.

· Determinar las condiciones de operación que permitan una mayor eficiencia en las reacciones, tales como:

1. Naturaleza de la superficie y masa de catalizador
2. Naturaleza del hidrocarburo y de los gases reactivos
3. Rango de temperaturas óptimo para las reacciones catalizadas
4. Caudal experimental de cada uno de los gases

· Determinar los parámetros fisicoquímicos básicos:

1. Sitios preferenciales de adsorción para el NO y el NO2
2. Energía de adsorción de los productos presentes sobre su superficie
3. Constantes de velocidad de procesos elementales

· Estudiar la influencia del CH4, O2 y del SO2 sobre la dinámica de estas reacciones.

· Optimizar las moléculas de NO y NO2 en estado gaseoso.

· Calcular las geometrías de adsorción individual y en simultáneo de las moléculas de NO, NO2, SO2, CH4 y O2 sobre el sustrato de Cr2O3 (0001).

· Evaluar la posibilidad de regeneración y eficiencia en las adsorciones sucesivas.