Así funciona el nuevo convertidor catalítico desarrollado por Toyota y Denso

por Raúl Farias

El fabricante japonés, en conjunto con Denso Corporation, anunciaron la puesta en venta de un nuevo convertidor catalítico (catalizador) que usa un 20% menos de metales preciosos, además de tener un volumen 20% más pequeño, sin afectar el rendimiento de purificación de los gases de escape. Se trata del primer catalizador del mundo con sustrato de celdas de flujo ajustable, moldeado de manera íntegra con una sección de distinta área en la parte exterior e interior. Este nuevo catalizador se irá instalando progresivamente en los distintos modelos de la marca, comenzado por el Lexus LC 500h.

Ambas compañías (Toyota y Denso) crearon este nuevo sustrato FLAD® para que el caudal de los gases de escape sea más uniforme. Mediante una serie de validaciones realizadas a partir de simulaciones y prototipos de sustratos, ambas compañías han conseguido mejorar la uniformidad del caudal del gas de escape por el interior del catalizador, optimizando factores como las proporciones de las áreas de la sección de las celdas en las partes interior y exterior, y sus correspondientes densidades.

Actualmente, el sustrato más usado en los catalizador de motores a gasolina, está hecho de cerámica, que tiene una estrucutura que se asemeja a un panal de abejas, puesto que está conformado por celdas hexagonales o cuadradas. Las paredes de estas celdas están revestidas por materiales catalíticos como platino, rodio, paladio y otros metales preciosos, del que resulta un efecto catalítico, por el que mediante la reducción de la oxidación se purifican los gases de escape nocivos como el monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos no quemados (HC) y el óxido de nitrógeno (NOx) para que las emisiones sean seguras.

Mientras que los catalizadores convencionales tienen una área de sección uniforme, el sustrato FLAD® de nuevo desarrollo presenta una estructura con un área de sección de las celdas distinta entre la parte interior y la parte exterior. Toyota ha conseguido producir en serie ese sustrato con el primer diseño y tecnología de fabricación del mundo que permite moldear el catalizador íntegramente.

El caudal uniforme de los gases de escape por el catalizador instalado en el tubo de escape hace que el revestimiento de metales preciosos y otros materiales catalíticos purifiquen eficazmente los gases de escape. Sin embargo, el uso de sustratos convencionales con un área de sección de celdas uniforme da lugar a un caudal no equilibrado de los gases de escape, porque el gas fluye por la parte interior del catalizador a más velocidad y con un caudal superior al de la parte exterior.

Como consecuencia, en la parte interior del catalizador, donde el caudal es superior, se necesitan más materiales preciosos catalíticos para mantener el nivel de purificación. Las tecnologías actuales de revestimiento de materiales catalíticos requieren revestir igual todas las paredes de las celdas durante el proceso, de modo que las partes del catalizador con menor caudal de gases de escape están revestidos con la misma cantidad de metales preciosos catalíticos que las partes con un caudal superior.