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Toyota crea catalizador de purificaci贸n de gases de escape amigable con el medioambiente
marzo 6 /2017    Bogot谩, Colombia    11:39 GMT
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Por:
Giovanni Bonilla
Foto:
Toyota
Toyota Motor Corporation anunci贸 la disponibilidad comercial de un nuevo catalizador de menor tama帽o que utiliza un 20% menos de metales preciosos en aproximadamente un 20% menos de volumen, manteniendo el mismo rendimiento de purificaci贸n de gases de escape. Es el primer dise帽o en el mundo moldeado en sustrato "Flow Adjustable Design Cell" (FLAD), con un 谩rea de secci贸n transversal de celda diferente en la porci贸n interna comparada con la de la porci贸n externa. Las innovadoras tecnolog铆as de dise帽o y fabricaci贸n han permitido la producci贸n en masa del nuevo catalizador, que ser谩 instalado gradualmente en nuevos modelos de veh铆culos, a partir del Lexus LC500h a finales de este a帽o.

El aumento del uso de metales preciosos catal铆ticos para limpiar los gases de escape y mejorar los problemas de contaminaci贸n atmosf茅rica plantea muchos inconvenientes, entre ellos el aumento de los costos y el agotamiento de los recursos. Toyota ha llevado a cabo una extensa investigaci贸n y desarrollo para encontrar soluciones que ayuden a mejorar la eficiencia de purificaci贸n de metales preciosos catal铆ticos, tales como encontrar la forma y longitud 贸ptima del sustrato, as铆 como modificar el espesor de la pared celular y el 谩rea de la secci贸n transversal. Otros esfuerzos de I&D incluyen el lavado selectivo de metales preciosos y otros materiales catal铆ticos, como el cambio de densidad de las celdas del sustrato catal铆tico en l铆nea con los flujos de gases de escape.


Toyota y Denso Corporation han desarrollado este nuevo sustrato FLAD para mejorar la uniformidad del flujo de gases de escape. A trav茅s de una serie de validaciones usando simulaciones y prototipos de sustratos, ambas compa帽铆as han logrado mejorar la uniformidad del flujo de gas de escape dentro del catalizador optimizando factores tales como las relaciones de 谩reas en secci贸n transversal de celdas en las porciones interna y externa y sus densidades correspondientes. Como consecuencia, con este desarrollo, se utiliza aproximadamente un 20% menos de metal precioso en un catalizador m谩s compacto que tiene un volumen un 20% menor, manteniendo el mismo rendimiento de purificaci贸n de gases de escape que el de los catalizadores convencionales. Las nuevas tecnolog铆as de dise帽o y fabricaci贸n innovadoras tambi茅n han permitido la producci贸n en masa del primer catalizador moldeado integralmente en el mundo.

Actualmente, el sustrato m谩s utilizado en los catalizadores de purificaci贸n de gas de escape para motores de gasolina est谩 hecho de cer谩mica (cordierita), que utiliza una estructura de panal que consiste en celdas cuadradas o hexagonales. Las paredes de las celdas dentro de este sustrato se lavan con materiales catal铆ticos, como platino (Pt), rodio (Rh), paladio (Pd) y otros metales preciosos. Esto proporciona un efecto catal铆tico, donde a trav茅s de la reducci贸n de la oxidaci贸n, gases nocivos como el mon贸xido de carbono (CO), hidrocarburos no quemados (HC) y 贸xido de nitr贸geno (NOx) se purifican dentro del escape para ayudar a que sean seguros.

Mientras que los catalizadores convencionales tienen un 谩rea de secci贸n transversal uniforme de celda, el sustrato FLAD recientemente desarrollado tiene una estructura con un 谩rea de secci贸n transversal de celda diferente en la parte interna comparada con la de la porci贸n externa. Toyota ha tenido 茅xito en la producci贸n en masa de este sustrato con la primera tecnolog铆a de dise帽o y fabricaci贸n del mundo que es capaz de moldear integralmente el catalizador.


Un flujo uniforme de gases de escape dentro de los catalizadores instalados en los tubos de escape permite a los metales preciosos y otros materiales catal铆ticos recubiertos que purifiquen m谩s eficazmente los gases de escape. Sin embargo, el uso de sustratos convencionales con 谩rea uniforme de secci贸n transversal de celda da lugar a un flujo desequilibrado de gas de escape ya que el flujo de gas a trav茅s de la porci贸n interna del catalizador es m谩s r谩pido y a un volumen mayor que a trav茅s de la porci贸n exterior. Como resultado, se requiere m谩s metal precioso catal铆tico en la porci贸n interior del catalizador, donde el caudal es mayor, con el fin de mantener el rendimiento de purificaci贸n. Las tecnolog铆as de revestimiento de material catal铆tico actuales requieren que todas las paredes celulares sean recubiertas por igual durante el proceso de revestimiento por lavado, de manera que las partes del catalizador con un caudal de gas de escape m谩s bajo est谩n revestidas con la misma cantidad de metales preciosos catal铆ticos que las partes que tienen un caudal m谩s alto.

De cara al futuro, Toyota se compromete a trabajar activamente con las compa帽铆as de su grupo y socios comerciales para desarrollar tecnolog铆as de catalizadores que ayuden a lograr gases de escape m谩s limpios con un uso reducido de metales preciosos.
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