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A U T O M O C I Ó N MOTORES TÉRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES

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ANTICONGELANTE ............................................................................................02 PROPIEDADES DEL ANTICONGELANTE ................................................................03 · PUNTO DE CONGELACIÓN ...............................................................................04 · ANTICORROSIVO Y RESERVA ALCALINA ............................................................05 · ANTIINCRUSTANTE .........................................................................................05 · ANTIESPUMANTE ............................................................................................05 · TEMPERATURA DE EBULLICIÓN ........................................................................06 · CALOR ESPECÍFICO Y UNA CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA .....................................06 · COMPATIBILIDAD CON LOS ELASTÓMEROS ........................................................06 · TOXICIDAD ....................................................................................................06 · CAVITACIÓN ..................................................................................................07 MANTENIMIENTO DEL ANTICONGELANTE ............................................................07 CARACTERÍSTICAS DEL PARAFLU .......................................................................08

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CARACTERÍSTICAS DE LOS REFRIGERANTES ANTICONGELANTE Con esta denominación se designa cualquier sustancia que agregada al agua rebaja su punto de congelación, mejorando la acción refrigerante. El agua a pesar de ser el líquido más idóneo para refrigerar, dadas sus características de elevado calor específico y buena conductibilidad térmica, presenta aspectos negativos porque solidifica a 0ºC, experimentando un peligroso aumento de volumen del 9% y también porque es un agresivo químico muy fuerte frente al acero y la fundición. El agua destilada, contrariamente a lo que se supone, es todavía más corrosiva si no se mezcla con anticongelantes adecuados. En tiempos pasados, para rebajar el punto de congelación del agua se empleaban diversas sustancias solubles en ella, como cloruro cálcico, alcohol metílico, alcohol etílico, glicerina, etc. También se intentó reemplazar el agua por aceites minerales. En la tabla se dan las principales constantes físicas de algunas de esas sustancias. El cloruro cálcico, que en disolución constituye la conocida salmuera, aumenta todavía más la acción corrosiva del agua y por este motivo su uso se extinguió en poco tiempo. Por el contrario, los alcoholes etílico y metílico (solos) han sido muy empleados, pero debido a su volatilidad e inflamabilidad se reemplazaron por la glicerina o por los aceites minerales.

PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA Y DE ALGUNAS SUSTANCIAS ANTICONGELANTES CARACTERÍSTICAS

Agua

Alcohol metílico

Alcohol etílico

Glicerina

Etilenglicol

Peso moñecular Peso específico 20/20ºC Calor específico a 25ºC, en cal/g ºC Punto de congelación de: Sustancia pura, ºC Soluble acuosa al 50% en volumen, ºC Punto de ebullición, ºC Presión de vapor a 20ºC, en mmHg Punto de inflamación, ºC Viscosidad a 20ºC. en cPs

18,016 1,00 0,9976

32,04 0,7924 0,604

46,07 0,7905 0,581

92,9 1,2636 0,577

62,07 1,1155 0,574

0 0 100 17,53 1,01

-97,7 -44,5 64,5 96,1 15,6 0,59

-177,3 -30,6 78,4 44,1 18,9 1,19

17,0 -22,0 290 0,000035 176,7 1,499

-13,3 -36,6 197,3 0,12 115,6 20,9

Ya en los años sesenta, prácticamente todos los anticongelantes comerciales estaban preparados a base de etilenglicol. Debido a las crecientes exigencias de la industria automovilística, los anticongelantes se han ido mejorando cada vez más incorporándolos aditivos de los convierten en protectores multifuncionales.

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El anticongelante está compuesto esencialmente por una mezcla de agua y de glicol etilénico con un punto de congelación de unos -50º C. Las mezclas más utilizadas son a base de agua y glicerina o con agua y alcohol; variando oportunamente el porcentaje de glicerina o de alcohol se obtienen diferentes temperaturas de congelación de la mezcla. Peso espec. a Glicerina 15º C % en vol.

Glicerina l

Agua l

Punto de congel.

1,049 1,070 1,115 1,129 1,144 1,160

1,4 2,3 3,3 3,7 4,2 4,65

7,9 7 6 5,6 5,1 4,65

-4º C -8º C -14º C -18º C

Peso espec. a Glicerina 15º C % en vol.

Glicerina l

Agua l

Punto De congel.

0,969 0,965 0,959 0,956

2,5 2,8 3,3 3,5

6,8 6,5 6 5,8

-9º C -12º C -14º C -15º C

15 25 35 40 45 50

26,5 30 35,25 37,4

-22º C -26º C

Tab. 1 Mezclas anticongelantes

PROPIEDADES DEL ANTICONGELANTE Un anticongelantes de buena calidad debe reunir los siguientes requisitos: a) Temperatura de congelación suficientemente baja. b) Elevadas propiedades anticorrosivas. c) Capacidad de neutralizar eventuales productos ácidos. d) Propiedades antiincrustantes. e) Propiedades antiespumantes. f) Temperatura de ebullición razonablemente elevada. g) Calor específico y conductibilidad térmica aceptables. h) Escasa agresividad frente a los elastómeros. i) Viscosidad relativamente baja. j) Reducida toxicidad. Por tanto, es evidente que poner a punto un anticongelante requiere realizar un profundo estudio de formulación, así como una serie de pruebas de valoración, tanto de laboratorio como experimentales.

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PUNTO DE CONGELACIÓN El punto de congelación de los anticongelantes y de sus mezclas con agua se determina enfriándolos y observando la temperatura a la que aparecen los primeros cristales de sustancia sólida en el seno del líquido. Las figuras 1 y 2 ilustran las curvas relativas a las temperaturas de congelación y de ebullición de las mezclas agua-etilenglicol. Es curioso observar que, a diferencia de los alcoholes metílico y etílico, el etilenglicol no posee de por sí unas temperatura de congelación muy baja (-13,3ºC), y que su eficacia se manifiesta de modo sorprendente cuando se diluye en agua hasta 60% en volumen. Si se aumenta el anticongelante por encima de este porcentaje se obtiene el efecto opuesto, ya el punto de congelación desciende entonces, aproximadamente, hasta -13°C.

Fig. 1

Fig. 2

El diagrama demuestra que añadiendo anicongelante etilénico al agua en cantidad inferior al 60%, la temperatura de congelación desciende, y sucede lo contrario si se supera ese porcentaje. Las mezclas de agua y anticongelante etilénico tienen siempre temperaturas de ebullición superiores a 100ºC, como muestra el diagrama, mientras que su calor específico y su conductibilidad térmica son inferiores a las del agua.

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ANTICORROSIVO Y RESERVA ALCALINA La protección contra la corrosión se obtiene añadiendo al anticongelante substancias idóneas convenientemente dosificadas (benzoato sódico, bórax, fosfatos alcalinos, etc.). Las mezclas así obtenidas adquieren generalmente las características de soluciones tampones, con un pH alcalino comprendido entre 7 y 11 y una cierta "reserva alcalina". Con la denominación de "reserva alcalina" se entiende la capacidad de esas soluciones para neutralizar los compuestos ácidos que llegan a contaminar a los anticongelantes, se dan por fenómenos de oxidación o por la eventual penetración de los gases de combustión, sin alterar demasía el pH de la mezcla anticongelante. Esta propiedad es todavía más importante en los anticongelantes denominados de "larga duración", que deben garantizar un servicio satisfactorio por un período de tiempo no inferior a 2 años. La valoración de las propiedades anticorrosivas se efectúa con ensayos de laboratorio o en el banco de pruebas, y se expresa en pérdida de peso (mg/cm2) observada en una serie de plaquintas metálicas constituidas precisamente por los metales existentes en el sistema de refrigeración (acero, fundición, latón, cobre, aleación para soldar, aluminio y sus respectivas aleaciones).

ANTIINCRUSTANTE Las propiedades antiincrustantes se obtienen mediante sustancias quelantes que, por formar complejos, impiden la deposición de sales de calcio y magnesio; esta sales se introducen generalmente en el sistema de refrigeración cuando se diluye el anticongelante con agua corriente de elevada dureza. La disminución de depósitos e incrustaciones mejora obviamente el intercambio de calor entre el motor y la instalación de refrigeración. A veces la adición de un anticongelante con propiedades antiincrustantes provoca el desprendimiento de depósitos o costras producidos anteriormente y hace que aparecen sustancias de aspecto oleoso en las proximidades del tapón del radiador esta particularidad se considera impropiamente como un efecto negativo del anticongelante y ha contribuido a crear entre los usuarios una psicosis injustificada.

ANTIESPUMANTE La característica antiespumante de un anticongelante se obtiene incorporando aditivos como siliconas, alcoholes, etc., que, al aumentar la tensión superficial del líquido, limitan la aparición de espuma y disminuyen su estabilidad.

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TEMPERATURA DE EBULLICIÓN Con referencia a la temperatura de ebullición, el etilenglicol es más conveniente que los alcoholes e inclusive mejor que la misma agua. Su temperatura de ebullición es de 197°C cuando es puro, y mezclado con agua hierve siempre muy por encima de los 100°C.

CALOR ESPECÍFICO Y UNA CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA Desgraciadamente, todos los anticongelantes examinados, así como sus mezclas con agua, poseen calor específico y una conductibilidad térmica inferiores a los del agua; por consiguiente, en las estaciones estivales la instalación de refrigeración deberá alcanzar una temperatura superior para poder eliminar la misma cantidad de calor. Este aumento, limitado no obstante a pocos grados centígrados, es fácilmente soportado por las mezclas con etilenglicol, que, como ya se ha indicado, posee una temperatura de ebullición considerablemente alta, aunque puede causar daños a la instalación de refrigeración si ésta no se haya en magníficas condiciones de limpieza externa e interna y de retención (tapón, manguitos, abrazaderas, etc.).

COMPATIBILIDAD CON LOS ELASTÓMEROS Desde el punto de vista de con el caucho, los anticongelantes a base de etilenglicol son muy poco agresivos frente a los manguitos y a las juntas de goma, mientras que los anticongelantes a base de otros compuestos, como los aceites minerales, puede provocar a veces reblandecimientos e hinchamientos.

TOXICIDAD También puede suceder que el anticongelante, si se pone en contacto con la pintura de los automóviles, provoque alteraciones e incluso decoloraciones, por lo que es aconsejable evitar que el anticongelante y la carrocería entren en contacto. Además, dada la multiplicidad de sustancias que forman parte de los anticongelantes, es difícil establecer su toxicidad efectiva, por lo que se aconseja manejarnos con cierta cautela.

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CAVITACIÓN Algunos motores, principalmente casi todos los grandes motores diésel, precisan del empleo de aditivos especiales anticorrosivos, mezclados con el resto del líquido refrigerante, para combatir los fenómenos de cavitación que, a veces tienden a darse en su interior. Estos aditivos especiales, recubren las superficies metálicas. Este tipo peculiar de corrosión por transmisión de calor, aparece cuando se forman capas gaseosas sobre las referidas superficies metálicas, las cuales dificultan su contacto directo con el líquido refrigerante, con lo que se agrava e incrementa el fenómeno. Este fenómeno, cuando ocurre, se presenta en las paredes internas del bloque, sobre todo en las camisas, zonas en las que se alcanzan fácilmente los 150°C. Ese calor tan alto, hace que el líquido entre en ebullición en esa parte precisamente, ebullición que se manifiesta por la formación de burbujas de vapor. La capa de vapor adherida entonces a la superficie metálica, causa en ella efectos desastrosos, ya que impide que el resto de la fase líquida alcance a tocar esa parte para refrigerarla, con lo que el calor sigue creciendo más y más todavía, favoreciéndose con ello la permanencia de las burbujas gaseosas y acelerándose la corrosión que ataca al metal como consecuencia de la transmisión intensa de calor en esa zona.

MANTENIMIENTO DEL ANTICONGELANTE El anticongelante del circuito de refrigeración debe ser renovado cada 2 años, como se indica en las normas de mantenimiento, no porque con el paso del tiempo y con el uso pueda haber perdido su capacidad para proteger contra las bajas temperaturas, si no porque con el tiempo y el uso se deterioran otros componentes, también del máximo interés, que todo buen anticongelante comercial siempre incorpora. Si no fuese por esto, en realidad casi no haría falta tener que cambiar el líquido periódicamente. La verdadera necesidad de tener que hacerlo se debe, sobre todo, a que (con el uso) el anticongelante viejo va perdiendo poco a poco su poder anticorrosivo hasta agotarlo totalmente. Ese anticongelante seguiría entonces valiendo como tal anticongelante exclusivamente; nada más. Y hace falta más. Ese es el motivo que obliga a la renovación periódica del líquido del circuito de refrigeración. No porque haya perdido su poder anticongelante, sino porque ha dejado de poseer otras cualidades. Los materiales ligeros, usados hoy mucho en los circuitos de refrigeración (donde predominan el aluminio y las aleaciones de aluminio), son bastante sensibles a los ataques corrosivos, y obligan a emplear anticongelantes especialmente preparados para combatir dicho fenómeno y proteger al metal. Por lo que es de suma importancia realizar esa renovación periódica, a fin de que las partes más delicadas del circuito no queden desprotegidas.

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CARACTERÍSTICAS DEL PARAFLU Protector con acción anticongelante para instalaciones de refrigeración a base de glicol monoetilenico inhibido, CUNA NC 596-16. Circuidos de refrigeración: Porcentaje de empleo 50% hasta -35°C.

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