ES2264344A1 - Perfeccionamientos introducidos en los equipos de pretratamiento ciclico del combustible electronicamente comandados, de especial aplicacion a motores de combustion interna. - Google Patents
Perfeccionamientos introducidos en los equipos de pretratamiento ciclico del combustible electronicamente comandados, de especial aplicacion a motores de combustion interna.Info
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Abstract
Se describen unos perfeccionamientos en equipos de pretratamiento cíclico del combustible de los motores de combustión interna, mediante los que se mejora considerablemente el rendimiento y la duración del motor, y se reducen las operaciones de mantenimiento del mismo. El combustible pasa a través de una preunidad que incluye un casquillo de latón, un serpentín de cobre y una resistencia eléctrica, encapsulados en resina epoxi; una unidad que incluye un casquillo, un serpentín con una resistencia de inserción en su interior, y una pieza de zamak que abraza el serpentín; un conjunto de sensores con los que se mide tanto la temperatura del combustible a la entrada de la bomba de combustible, como la temperatura del ambiente exterior, y se envía la información a un centro de control, y medios en dicho centro de control, para la gestión del conjunto, y remota, tal como un teléfono móvil, mediante el envío de mensajes cortos.
Description
Perfeccionamientos introducidos en los equipos
de pretratamiento cíclico del combustible electrónicamente
comandados, de especial aplicación a motores de combustión
interna.
La presente invención se refiere a unos
perfeccionamientos introducidos en los equipos de pretratamiento
cíclico del combustible electrónicamente comandados, de especial
aplicación a motores de combustión interna, que aportan esenciales
características de novedad y notables ventajas con respecto a los
medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado
actual de la técnica.
Más en particular, la invención propone el
desarrollo de un equipo que aporta mejoras sustanciales con
respecto a otros equipos conocidos, incluyendo los desarrollados
por el mismo solicitante, mediante las que se modifican y
perfeccionan los distintos dispositivos que componen el sistema,
incluyendo el centro de control, y se incorpora la importante
posibilidad de poder llevar a cabo la programación de las diversas
opciones del equipo desde un lugar remoto, para lo que dicho centro
de control se ha dotado de una salida RS-232
susceptible de ser conectada a un módem GSM, con lo que la
programación del equipo puede efectuarse con la utilización de un
teléfono móvil, y mediante el envío de mensajes cortos.
El campo de aplicación de la invención se
encuentra comprendido, obviamente, dentro del sector industrial
dedicado a la fabricación y/o instalación de motores de combustión
interna, especialmente en relación con su empleo en la industria de
la automoción.
Es conocido por todos en general, el hecho de
que las emisiones al medio ambiente de los gases generados por los
motores de combustión interna, especialmente los motores de los
automóviles, tanto los que utilizan gasolina como combustible como
los que utilizan gasoil, constituye una fuente de contaminación que
perjudica enormemente a las personas que respiran ese aire
contaminado y al medio ambiente, contribuyendo de manera eficaz a
la creación del efecto invernadero con consecuencias enormemente
perjudiciales para el entorno.
Como se sabe, existe una constante preocupación
por parte de muchos gobiernos por reducir la emisión de este tipo
de gases, los cuales intentan estructurar soluciones que permitan
una utilización más racional de los recursos naturales, y eviten la
formación, en la medida de lo posible, de este tipo de gases.
Hasta ahora, se han realizado múltiples
propuestas que, de una u otra forma pretenden aportar soluciones a
la problemática planteada. En este sentido, la Patente
ES-2 073 967 del mismo solicitante, la cual
constituye la base de partida de la presente invención, describe un
equipo de pretratamiento cíclico del combustible con el que se
alimenta a un motor de combustión interna, mediante el que se
consigue incrementar el rendimiento del motor de una forma
considerable, con una importante reducción en la generación de gas
CO_{2} y de HC inquemados, y con un mejor aprovechamiento del
combustible, al eliminar de una forma considerable la generación de
hidrocarburos inquemados. El equipo descrito en el documento
anteriormente citado, comprende una pre-unidad
intercalada en el manguito del agua caliente que va al radiador,
formada por un casquillo sobre el que se enrolla un serpentín por
el que pasa el combustible, y conectada a una unidad que incorpora
un segundo calentador del combustible, en el que se incluye una
resistencia eléctrica de calentamiento, comprendiendo además el
equipo una serie de sensores intercalados en el circuito, los
cuales se encargan de enviar información a un centro de control
para la toma de decisiones en relación con las medidas a adoptar
para el correcto funcionamiento del equipo y del motor al que se
aplica.
Aunque la realización práctica del equipo
descrito en el documento que se cita anteriormente ha permitido
mejorar considerablemente el comportamiento de los motores de
combustión interna, la presente invención permite obtener aún
mejores resultados, y para ello realiza modificaciones en los
medios previstos por el sistema anterior, e incluye también otros
medios que permiten llevar a cabo un funcionamiento general
programado del sistema.
Para ello, la preunidad se ha realizado a base
de un casquillo de latón interior, un serpentín de cobre que rodea
a dicho casquillo de latón, y una resistencia eléctrica que abraza
al serpentín, todo ello incorporado en un encapsulado de resina
epoxi, con lo que se consigue un efecto de "sándwich térmico"
que provoca la expansión del combustible y una mezcla más íntima de
sus componentes.
Por su parte, el dispositivo siguiente o unidad
de ionización del combustible, incorpora igualmente un casquillo
de latón, un serpentín de cobre, una resistencia de inserción en el
interior del casquillo, y una pieza de zamak abrazando al serpentín;
esta combinación hace que el combustible tratado, se disperse mejor
en la cámara de combustión, lográndose con ello una mejor mezcla
con el aire.
Además, hace uso de diversos sensores (de forma
similar al documento anterior), con el fin de medir tanto la
temperatura del combustible a la entrada de la bomba de inyección,
como la temperatura del ambiente, enviando la información
pertinente al centro de control.
Por último, dicho centro de control ha sido
objeto de importantes mejoras, puesto que el mismo se ha dotado de
medios que permiten su conexión remota con un medio simple de
programación que, en el caso de la invención, está constituido
preferentemente por un teléfono móvil. Tales medios consisten,
según se ha dicho en lo que antecede, en una salida serie de tipo
RS-232, susceptible de ser conectada a un módem GSM,
así como en dispositivos de programación susceptibles de ser
accionados con mensajes cortos, y de acuerdo con funciones
predeterminadas asociadas al accionamiento de la tecla
respectiva.
Como se comprenderá, el centro de control está
capacitado para incorporar otros medios adicionales para controlar,
de manera convencional, otras funciones de seguridad, alarma,
medición, etc., tales como aperturas de puertas, detectores
volumétricos de alarma, detectores de movimiento, sensores de
medición de CO_{2} o de NO_{2}, salidas para la activación de
relés o electroválvulas susceptibles de conexión a cargas
resistivas o inductivas, u otros simi-
lares.
lares.
Estas y otras características y ventajas de la
invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue de una forma preferida de
realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no
limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
que:
La Figura 1 muestra una representación
esquematizada de un equipo conforme a la invención, cuyos
dispositivos representa dos corresponden básicamente a los
contenidos en el documento de Patente anterior ES-2
073.967;
Las Figuras 2 y 3 son representaciones
esquematizadas de una preunidad, respectivamente en estado
desmontado y en estado acabado, y
Las Figuras 4 y 5 son vistas similares de una
unidad del tipo de las que incorpora el equipo de pretratamiento de
la invención, asimismo es sus respectivas condiciones de
desmontado y acabado.
Tal y como se indica en lo que antecede, la
descripción detallada que sigue del objeto de la invención va a ser
llevada a cabo con la ayuda de las Figuras de los dibujos anexos,
en las que se muestra, de manera esquematizada, la representación
de un sistema obtenido mediante la aplicación del equipo de la
invención a un motor de combustión interna. Atendiendo en primer
lugar a la Figura 1, se aprecia un motor 1 alimentado a partir del
combustible contenido en el depósito 2 con la ayuda de una bomba 3,
y refrigerado mediante un radiador 4 hacia el que circula el agua
calentada por el motor en funcionamiento. El equipo de la invención
prevé la utilización de medios adicionales, tales como una
preunidad 5, una unidad 6, medios sensores 7 de la temperatura del
combustible y medios sensores 10 de la temperatura del ambiente,
aprovechándose dichos sensores para enviar información a un centro
de control identificado mediante la referencia numérica 9.
A diferencia con el modo de funcionamiento
convencional, en el que el combustible se alimenta a la bomba 3 de
combustible después de pasar por el filtro 8 (según marca la línea
"L" de puntos), en el caso del equipo de la invención el
combustible sigue otro recorrido diferente, esquematizado mediante
varias flechas "F", de modo que después de pasar por el filtro
8, accede al resto de dispositivos antes citados, hasta llegar a la
bomba 3 de combustible desde donde se introduce en el motor 1.
Entre dicha bomba y el depósito 2, se ha previsto también una línea
"R" de retorno, como suele ser habitual.
Siguiendo el recorrido marcado por las flechas
"F", se puede apreciar cómo se conduce el combustible a través
de una trayectoria que equivale a la que se había previsto en el
caso de la Patente anterior núm. ES-2 073 967 del
mismo titular, pero en este caso dicho combustible se somete a un
tratamiento más completo en cada uno de dichos dispositivos, para
lo cual estos últimos han sido convenientemente modificados y
adaptados. Así, en primer lugar, se observa que el combustible,
tras pasar por el filtro 8, accede a la preunidad 5, donde puede
ser sometido o no, según convenga, a una primera fase de
calentamiento, según determine el centro de control 9 en función de
la información recibida desde los sensores 7, 10 de temperatura de
combustible y temperatura del ambiente; a continuación, accede a la
unidad 6, donde se somete a una segunda fase del tratamiento, en
virtud de la cual puede ser calentado nuevamente, según determine
el centro de control; a continuación, en su recorrido hacia la
bomba 3, pasa a través del sensor 7 de temperatura de combustible,
donde se mide su temperatura, y desde el que se envía la
información pertinente al centro de control 9.
Para una mejor comprensión de la invención, se
han realizado representaciones gráficas que muestran la
constitución de dichos elementos de preunidad y unidad citados en lo
que antecede. Así, en lo que se refiere a la preunidad, las
Figuras 2 y 3 de los dibujos muestran a dicho elemento en sus
estados de desmontado y de totalmente acabado, respectivamente. Si
se observa la Figura 2, se puede apreciara que la preunidad consta
de un casquillo 11 de un material tal como latón o similar, a
través del cual corre el agua caliente procedente del motor 1, y
que circulando por el conducto "A", se dirige hacia el
radiador 4 para ser enfriada; un serpentín 12 de cobre, que rodea a
dicho casquillo 11 de latón, y que conduce el combustible
procedente del filtro 8, a contracorriente con el agua, y una
resistencia eléctrica de calentamiento (no representada por ser de
tipo convencional), que abraza al serpentín, estando todos estos
elementos mantenidos en sus posiciones por medio de casquillos
laterales extremos 13, y el conjunto encapsulado en resina epoxi
con el fin de proporcionar un carácter estanco al conjunto,
evitando la oxidación de los distintos componentes, y
proporcionando una atmósfera inerte que impide que el calor escape
hacia el exterior.
El aspecto final del conjunto es según se
aprecia en la Figura 3, donde solamente aparecen al descubierto las
porciones extremas del casquillo 11, así como las salidas 14
asociadas la entrada/salida de combustible hacia/desde el serpentín
12, y un conecto eléctrico 15 mediante el que se alimenta la
resistencia interna cuando el centro de control 9 así lo
determine.
Con esta disposición se logra crear, según se
dijo anteriormente, un "sándwich térmico" entre la resistencia
y el agua caliente, que provoca la expansión del combustible, y en
consecuencia, una mezcla más íntima de sus componentes. Como
detalle constructivo, se prefiere utilizar, para los casquillos 13
extremos, un par de piezas de aleación de zamak fundidas en ambos
extremos, provistas de las salidas pertinentes, quedando el
conjunto aislado por la resina epoxi y encerrado en el interior de
una carcasa metálica que, por ejemplo, puede ser de aluminio.
El efecto derivado de la utilización de esta
preunidad 5, aporta importantes beneficios sobre el sistema, puesto
que se consigue una mejor mezcla de los componentes del
combustible, especialmente cuando se trata de gasoil, mejorando la
fase de arranque en frío, y mejorando los índices de consumo y
contaminación.
En su caso, la mencionada unidad 6, representada
en las Figuras 4 y 5 en condiciones respectivas de desmontada y
totalmente acabada, ha sido construida de modo que comprende en su
interior un serpentín 16 de cobre o similar, a través del cual se
mueve el combustible en su paso hacia la bomba 3, y configurado de
modo que está capacitado para acoplarse a un casquillo 17 interno;
una resistencia eléctrica (no representada) del tipo de inserción,
para su introducción en el interior de dicho casquillo,
convenientemente aislada para proporcionar un alto grado de
seguridad; y una pieza de zamak 18 abrazando al serpentín. La
temperatura de esta unidad 6 es diferente de la temperatura de la
preunidad 5, lo que unido a los efectos producidos por la aleación
de zamak, hace que sea posible que el combustible se disperse mejor
en el interior de la cámara de combustión, obteniéndose con ello
una mejor mezcla con el aire. El resultado inmediato es que la
combustión se enriquece en su totalidad, no sólo en las paredes del
cilindro sino también en aquellas otras partes que están a menor
temperatura, evitándose en gran medida los inquemados. Esta mejora
de la calidad de la combustión conduce a una mayor duración del
motor. La unidad acabada es según se muestra en la Figura 5, de
modo que por el exterior solamente se aprecian las tomas 19
asociadas al paso del combustible, y el conector 20 para la
alimentación eléctrica de la resistencia de inserción mencionada
cuando así lo determine el centro de control 9.
Por último, el combustible accede, antes de
llegar a la bomba 3 de combustible, al bloque 7 contenedor de un
sensor destinado a medir la temperatura del combustible, y
suministrar la información pertinente al centro de control 9, de
manera complementaria con la información recibida desde el sensor
10 encargado de medir la temperatura del ambiente.
Dicho centro de control se encarga de ejercer un
control completo de todo el sistema, y determina el envío de
señales para la conexión/desconexión de los elementos de
calentamiento de la preunidad 5 y de la unidad 6, en función de las
temperaturas medidas por ambos sensores 7, 10, con el fin de
adecuar la temperatura del combustible alimentado al motor 1, a las
mejores condiciones de utilización con vistas a obtener todas las
mejoras que se han descrito ya en lo que antecede.
De acuerdo con la invención, el centro de
control está provisto de una salida serie de tipo
RS-232, a la que se puede conectar un módem GSM
para permitir que el equipo pueda ser programado remotamente,
mediante el envío de mensajes cortos a través de un teléfono
móvil.
A continuación se detalla una relación de
mensajes cortos que a título de ejemplo no limitativo, pueden ser
aprovechados para su envío al centro de control:
- &C
- : \hskip0.5cm Autorizar teléfono móvil como central mediante clave
- &E
- : \hskip0.5cm Encender
- &A
- : \hskip0.5cm Apagar
- &B
- : \hskip0.5cm Borrar programación
- &H
- : \hskip0.5cm Poner en hora
- &N
- : \hskip0.5cm Estado del sistema
- &O
- : \hskip0.5cm Activar salidas
- &P
- : \hskip0.5cm Habilitar entradas
- &T
- :\hskip0.5cm Tiempo de funcionamiento
- &G
- : \hskip0.5cm Lee el proveedor actual de telefonía y su número de celda
\vskip1.000000\baselineskip
(Este comando se puede utilizar localización del
vehículo)
- &L
- : \hskip0.5cm Programación lunes
- &M
- : \hskip0.5cm Programación martes
- &X
- : \hskip0.5cm Programación miércoles
- &J
- : \hskip0.5cm Programación jueves
- &V
- : \hskip0.5cm Programación viernes
- &S
- : \hskip0.5cm Programación sábado
- &D
- : \hskip0.5cm Programación domingo
- &Z
- : \hskip0.5cm Programación días laborables de lunes a viernes
- &W
- : \hskip0.5cm Programación todos los días indefinidamente
Además, el equipo incorpora otros medios con
aplicaciones distintas, tal como la detección de situaciones de
alarma, la realización de mediciones, etc. A tal efecto, se ha
previsto la disposición de tres entradas digitales de propósito
general, para la detección de la apertura de puertas, para
detectores volumétricos o de movimiento, u otros, y de tal modo que
cuando se activa una entrada, el sistema envía un mensaje corto al
teléfono móvil autorizado como central, indicando la entrada que se
ha activado; y una entrada analógica, para su conexión a un sensor
auxiliar, y que permite la utilización de diferentes tipos de
sensores para la medición de CO_{2}, NO_{x}, etc.
Asimismo, el equipo dispone de dos salidas de
propósito general para la activación de relés o electroválvulas,
pudiendo conectarse a estas salidas tanto cargas resistivas como
inductivas. Las salidas son activables mediante comandos, y a
continuación se proporciona un ejemplo de comandos preferidos por
la invención:
- &0,1,0
- Salida 1 desactivada
- &0,1,1
- Salida 1 activada
- &0,2,0
- Salida 2 desactivada
- &0,2,1
- Salida 2 activada
Los medios de control del sistema incorporan
además un reloj en tiempo real, con compensación de meses de 28
días y años bisiestos, mediante el que se realiza la programación
del encendido del equipo según convenga. Así, por ejemplo, el
sistema se puede encender de forma inmediata con el comando &E
como se ha expuesto anteriormente, o bien puede ser susceptible de
programación de su encendido a una hora determinada de cualquier
día concreto, con la utilización de los comandos apropiadas, según
se expone a título de ejemplo en lo que sigue:
- &L,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo lunes a la hora indicada
- &N,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo martes a la hora indicada
- &X,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo miércoles a la hora indicada
- &J,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo jueves a la hora indicada
- &V,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo viernes a la hora indicada
- &S,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo sábado a la hora indicada
- &D,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender el próximo domingo a la hora indicada
- &Z,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender de lunes a viernes a la hora indicada
- &W,07h45m00s
- : \hskip0.5cm Encender todos los días a la hora indicada
De este modo, con la programación adecuada del
encendido del equipo, se logra una optimización del arranque en
frío matutino de los vehículos, mejorando considerablemente el
ahorro de combustible, y disminuyendo drásticamente la
contaminación atmosférica.
Por otra parte, con la utilización del comando
&G, el sistema envía a la central un mensaje con el número de
proveedor de telefonía y el número de la celda telefónica donde
está registrado el módem GSM, es decir, se puede utilizar como
localización del vehículo, debido a que el número de celda es único
para ese proveedor, y dicha celda está situada en un punto
geográfico concreto.
Con el comando &T, el sistema envía a la
central un menaje con el tiempo acumulado a partir de cuando se
montó el equipo, el tiempo que el motor ha estado encendido, el
tiempo que la unidad 6 ha estado activada, o el tiempo que la
preunidad 5 ha estado encendida, siendo estos datos aprovechables
con gran utilidad a efectos estadísticos.
Los beneficios derivados de la utilización del
sistema de la invención, han podido ser comprobados
experimentalmente, y entre ellos se consideran como más importantes
los que se citan a continuación: un ahorro medio de combustible del
orden de un 7%; una disminución media del orden de un 50% en la
emisión de partículas, que en algunos casos ha llegado a alcanzar
hasta un 90%; una considerable disminución de las emisiones de
CO_{2} en virtud de la mejora de la combustión, y por ello con el
ahorro de combustible consiguiente; un mejor mantenimiento de la
potencia del motor a plena carga; una mejora de las condiciones
generales del motor, puesto que el tratamiento del combustible
contribuye a alargar la vida del motor, al ser eliminadas las
partículas incandescentes que ensucian el motor y arañan los
segmentos, las válvulas, etc; una menor necesidad de mantenimiento
del motor, con el consiguiente ahorro en los costes de piezas de
sustitución, y también con un ahorro directo al permitir prolongar
el período entre cambios de aceite sucesivos; por último, un
reducido o nulo mantenimiento del sistema, puesto que no incluye
elementos o piezas que requieran sustitución cíclica, o que estén
sometidas a desgaste.
No se considera necesario hacer más extenso el
contenido de esta descripción para que un experto en la materia
pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la
invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de
la misma.
No obstante, debe entenderse que la invención ha
sido descrita según una realización preferida de la misma, por lo
que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga
alteración alguna del fundamento de dicha invención, pudiendo
afectar tales modificaciones, en particular, a la forma, al tamaño
y/o a los materiales de fabricación del conjunto o de sus
partes.
Claims (3)
1. Perfeccionamientos introducidos en los
equipos de pretratamiento cíclico del combustible electrónicamente
comandados, de especial aplicación a motores de combustión interna,
del tipo de los que incorporan, en el circuito de alimentación del
combustible, una preunidad (5) de calentamiento, una unidad (6) de
calentamiento, y un conjunto de sensores (7, 10) para medir,
respectivamente, la temperatura del combustible y la temperatura
del ambiente, cuyos datos son enviados a un centro de control (9)
que determina la conexión/desconexión de los medios de
calentamiento asociados a cada uno de dichos dispositivos de
preunidad (5) y unidad (6) de calentamiento citados, que se
caracteriza porque dicha preunidad (5) comprende un
casquillo (11) interior de latón a través del cual circula el agua
caliente procedente del motor y con destino al radiador (4), un
serpentín (12) de cobre que rodea a dicho casquillo de latón y por
el que circula, a contracorriente con el agua, el combustible de
alimentación del motor, y una resistencia eléctrica de
calentamiento que rodea al serpentín, estando todos estos elementos
encapsulados en resina epoxi, y de modo que se origina un
"sándwich térmico" entre la resistencia eléctrica y el agua
caliente que provoca la expansión del combustible, y una mezcla más
íntima de los componentes de éste; dicha unidad (6) comprende un
casquillo (17) y un serpentín (16) de cobre, en cuyo interior
dispone de una resistencia eléctrica del tipo de inserción, y una
pieza de aleación de zamak que abraza a dicho serpentín,
sometiéndose aquí el combustible a un tratamiento a temperatura
diferente a la preunidad (5), en virtud de lo cual se logra una
mejor dispersión del combustible dentro de la cámara de
combustible, y una mejor mezcla del mismo con el aire; un centro de
control (9) que, además de determinar la conexión/desconexión de
los medios de calentamiento de ambas preunidad (5) y unidad (5) en
virtud de los valores de temperatura del combustible y del ambiente
medida por los sensores (7, 10), dispone de una salida serie de
tipo RS-232, susceptible de conexión a un módem
GSM, a través del cual pueden ser programados los medios
pertinentes contenidos en el centro de control desde una central
externa remota, tal como un teléfono móvil o similar.
2. Perfeccionamientos según la reivindicación 1,
que se caracteriza porque la programación de los medios del
centro de control (9) se realiza mediante el envío de mensajes
cortos, y comprende una multiplicidad de funciones relativas a las
formas, tiempos y modos de funcionamiento, incluyendo el
encendido/apagado a horas y días predeterminados.
3. Perfeccionamientos según la reivindicación 1
o la reivindicación 2, que se caracteriza porque el equipo
comprende además un conjunto de entradas/salidas asociadas a
funciones complementarias del equipo, tales como detección de
apertura de puertas, detectores volumétricos, detectores de
movimiento, medición de niveles de CO_{2} y NO_{x}, o la
activación de relés o electroválvulas, o cualquier carga de
naturaleza resistiva o inductiva, y porque incorpora además un
reloj en tiempo real mediante el que se logra programar la
actuación del equipo en el instante deseado.
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- 2004-09-24 ES ES200402283A patent/ES2264344B1/es not_active Expired - Fee Related
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2005
- 2005-09-13 WO PCT/ES2005/000491 patent/WO2006037820A1/es active Application Filing
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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WO2006037820A1 (es) | 2006-04-13 |
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