Refrigerante del motor
El refrigerante por excelencia utilizado en la industria es el agua,
por su coste y elevada capacidad calorífica así como su
baja viscosidad,
lo que permite ser circulada de manera forzada utilizando
relativamente poca potencia. Pero para la refrigeración del motor,
utilizar solo agua tiene varios inconvenientes, veamos:
- El agua natural tiene cierto carácter corrosivo para
las
piezas
metálicas, especialmente cuando tiene sales (como en el agua
natural)
y por el oxígeno
disuelto
en ella. Esta tendencia
corrosiva se acentúa en las piezas de ciertas aleaciones de alumino
muy frecuentes en las piezas del motor.
- El agua natural puede contener dureza temporal,
esta dureza se refiere a ciertas sales principalmente de calcio y magnesio
que se depositan como sedimentos pétreos en las paredes
de la
cámara de enfriamiento reduciendo notablemente la transferencia
de
calor.
- El agua se congela a temperatura alrededor de los 0 grados
celsius, estas temperaturas son posibles y hasta frecuentes en las
zonas frías del planeta, resulta evidente entonces, que la
posibilidad
de congelación del refrigerante existe, y que representa una
causa
segura de fallo para la bomba de circulación si se intenta
arrancar un
motor con el refrigerante sólido. Este problema se agrava por el
hecho
de que el agua es una de las pocas sustancias que se dilata al
solidificar, por lo que aun sin intentar el arranque y durante la
congelación puede producirse la rotura de las cámaras
donde el agua
está confinada.
- La temperatura de trabajo óptima de los motores de
combustión interna está en el orden
de los 80-90 grados celsius, y para condiciones críticas de
empleo puede llegar hasta los
105-115 grados. El agua natural a la presión normal
atmosférica hierbe a 100 grados celsius, esto representa
un serio inconveniente ya que pueden producirse vapores dentro de las
cámaras de enfriamiento y reducir notablemente la eficiencia de
la refrigeración. Además estos vapores cuando son
absorbidos por la bomba de circulación producen el
fenómeno conocido como cavitación que desgasta
rápidamente el impelente de la bomba. Si se utiliza agua natural
y de acuerdo a su diagrama de fases, la
presión dentro del sistema debe ser muy alta para evitar su
evaporación masiva cuando la temperatura sube por encima de los
100 grados.
- La capacidad lubricante del agua natural es muy baja.
Las pérdidas de refrigerante durante la operación de un
motor pueden
estar siempre presentes, especialmente en las averías del
sistema y
durante las reparaciones por lo que pensar en líquidos
refrigerantes
especiales cuyo coste es elevado y en muchos casos contaminantes al
medio no parece ser una solución viable. Lo que se hace
normalmente es utilizar al agua tratada y con ciertos aditivos para
resolver los inconvenientes que tienen, veamos:
Anticorrosivos
Para reducir la tendencia corrosiva del agua en el sistema de
enfriamiento se utilizan ciertos aditivos que reducen este efecto, hay
muchas variantes de anticorrosivos de base de fosfatos, nitratos,
boratos o silicatos pero la mayoría de ellos
tienen una vida limitada a partir de la cual se convierten en
perjudiciales al formar lodo o depósitos sobre las partes
internas del sistema de refrigeración. Por lo que su
utilización está condicionada al cambio periódico
del refrigerante del motor. Otros aditivos se basan en el uso de
ácidos orgánicos de tipo carboxílicos, estos
parecen tener una vida mas larga. Nunca deben excederse las
proporciones recomendadas por los fabricantes o su efecto será
negativo.
Dureza del agua base
El agua base para la utilización como refrigerante del motor
debe estar desprovista de dureza temporal, el agua natural siempre
tiene en mayor o menor grado algo de esta dureza, por lo que lo mejor
es usar agua destilada, o agua tratada por métodos de
intercambio de cationes, donde el agua de hace circular por ciertas
sales que intercambian cationes metálicos inocuos por lo que
producen la dureza temporal, y así eliminar el calcio y magnesio
presentes. En caso de no disponer de ninguna de estas posibilidades
puede palearse la situación hirviendo el agua durante una media
hora y luego dejarla en reposo para que se produzca la
sedimentación de las sales
presentes, antes de usarla en el motor.
Hay zonas geográficas donde las aguas naturales tienen muy poca
o ninguna dureza temporal y pueden usarse directamente, sin embargo hay
otras zonas donde las aguas son muy duras y su uso provocará
sedimentos aislantes dentro del motor en poco tiempo.
Anticongelante
Cuando se vive en zonas con peligro de congelación, o cuando se
viaja a ellas con el automóvil resulta imprescindible la
utilización de un aditivo anticongelante para el agua utilizada
en el motor. Si este requisito no se cumple y la temperatura ambiente
baja lo suficiente, la congelación del agua dentro del motor y
especialmente en el radiador pueden producir su rotura definitiva.
Los aditivos por excelencia utilizados para este fin son el glicol o
derivados de este, como el etilenglicol o el propilenglicol. Estos
alcoholes mezclados con el agua en las proporciones adecuadas bajan
mucho el punto de congelación de la mezcla y resultan seguros a
casi cualquier temperatura si se usa el tipo y la proporción
correcta anticongelante-agua.
El gráfico de la
figura 1 muestra como se comporta la temperatura de congelación
de la mezcla de agua y glicol de acuerdo a sus proporciones.
Observe que agregando el 33% de glicol la temperatura de
congelación baja hasta los -20 grados celsius, si se sigue
agregando esta temperatura sigue descendiendo hasta los -68 grados con
cerca de 70 % de glicol a partir de la cual se empeora la
protección. El 100% de glicol se congela a -23 grados.
Estos anticongelantes además de reducir la temperatura de
congelación del agua, también aumentan su temperatura de
ebullición, por lo que son útiles en la reducción
de las bolsas de vapor y la cavitación.
Otro factor positivo de los anticongelantes a base de glicol, es que
tienen cierto carácter lubricante, por lo que alargan la vida de
los empaques de la bomba de circulación.
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Figura 1
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