TM-02
2014
I
Térmico
I
Bombas de agua
I
Información de servicio
I
Diagnosis del estado del circuito de refrigeración (II)
Líquidos refrigerantes.
La naturaleza, y sobre todo la calidad de los líquidos refrigerantes son primordiales para asegurar la vida
útil y el rendimiento de la bomba de agua, por medio de estos líquidos, extraemos el exceso de calor que
se produce alrededor de los cilindros del motor, y lo trasladamos hacia el radiador donde se disipa por el
contacto con el aire exterior.
El agua, por su elevado calor específico, por su coste, y por su disponibilidad, es el líquido más
adecuado para los circuitos de refrigeración, pero tiene ciertas limitaciones o condicionantes que se
corrigen en la formulación de los líquidos refrigerantes de calidad.
Así, por su punto de congelación a 0ºC, si utilizáramos agua pura, se nos solidificaría dentro del circuito
cuando su temperatura bajara por debajo de 0ºC.
En los motores modernos, el máximo rendimiento se obtiene a temperaturas elevadas, por lo que en los
“puntos calientes” del motor, la temperatura del liquido refrigerante supera los 100º, y esa temperatura es
el punto de ebullición del agua, con lo que el agua pura herviría generando vapor y elevando
peligrosamente la presión en el circuito.
Otra característica particular del agua es su alta capacidad como disolvente, que la hace muy agresiva
frente a componentes de hierro o de aluminio, sobre todo cuando contiene aire disuelto.
Las aguas potables tienen de manera natural sales minerales disueltas , que a alta temperatura se
precipitan como depósitos de cal u otras sales que taponan los circuitos , y reducen la capacidad de
intercambio de temperatura entre las superficies metálicas calientes , y el liquido refrigerante.
También debemos mantener bajo control el fenómeno de la cavitación, que se produce en las zonas
donde el agua circula a alta velocidad y hay fuertes variaciones de presión, como es el caso de las
turbinas.
Afortunadamente contamos con aditivos que permiten corregir los inconvenientes citados:
Para bajar el punto de congelación, y aumentar el punto de ebullición, permitiendo que el liquido
refrigerante trabaje en un rango más amplio de temperaturas (hasta entre -40ºC y 110ºC ) el aditivo más
utilizado es el polietilen glicol que según el % que agreguemos al agua nos ampliara el rango de trabajo
de una manera gradual.
El ajuste de la acidez del agua, y los aditivos antioxidantes están dirigidos a reducir la capacidad del
agua de disolver o atacar químicamente los diferentes elementos metálicos, de plástico, de goma,
cerámicos, etc. que forman parte del circuito , para esta función es muy importante mantener ,con
aditivos adecuados , en mínimos la cantidad de oxigeno disuelto en el agua , lo que incrementaría
enormemente su agresividad química.
Existen también aditivos para mantener bajo control la formación de espumas que de forma natural se
producen cuando el agua se somete a agitación, y que reducirían la eficacia del contacto, liquido-metal,
liquido
y
aditivos que previenen el fenómeno citado de la cavitación, que si se produjera generaría una corrosión
muy violenta capaz de perforar algunos puntos del circuito, especialmente la zona de alta
presión de la bomba de agua.
Los aditivos son por consiguiente necesarios para optimizar las propiedades del agua, y eliminar sus
inconvenientes , pero no todos los aditivos tienen resultados completamente positivos , ya que pueden a
su vez generar efectos electroquímicos en función a los materiales del motor y del circuito , que serán
perjudiciales , por lo que es muy importante seleccionar para cada caso un liquido refrigerante
compatible con los materiales del circuito , y es necesario elegir líquidos de calidad contrastada que no
contengan aditivos “milagrosos” de consecuencias desconocidas.
En general los aditivos consistentes en productos sólidos disueltos en el agua tienen el inconveniente
que en los puntos calientes pueden precipitarse, separándose del liquido, y generando los citados
depósitos salinos. Por esto es preferible elegir líquidos refrigerantes que contengan aditivos orgánicos
que no producirán depósitos en ningún caso.
Consequencias de utilización de líquidos refrigerantes no adecuados.
Como consecuencia del uso de agua sin aditivos, o de líquidos refrigerantes inadecuados, se producen
depósitos o residuos de corrosión sólidos que o bien genera los citados taponamientos, o por efecto de la
agitación provocada por el flujo de la bomba de agua, son arrastrados por esta como sólidos en
suspensión.
Para asegurar la estanqueidad de la bomba de agua impidiendo que haya fugas de líquido hacia el
exterior, o hacia el interior de la cámara de rodamientos de la propia bomba, alrededor del eje de la
bomba, entre el cuerpo de la misma, y la turbina, se instala la junta dinámica de estanqueidad.
Esta junta consta de dos superficies paralelas pulimentadas, una de material duro (porcelana, o carburo
de silicio) y otra de material auto lubricante (grafito natural o sintético), que se mantienen en contacto
bajo la presión regulada de un muelle, una de las superficies gira solidariamente al eje de la bomba, y la
otra se mantiene fija unida de manera hermética al cuerpo de la bomba.
Por efecto de la tensión superficial del líquido refrigerante, entre las dos superficies hay siempre un lecho
líquido que asegura la estanqueidad de la unión de las dos caras de contacto, lubrifica y refrigera el
frotamiento entre las mismas.
Pero la formación del lecho de líquido entre las caras solo se producirá si las superficies están
perfectamente pulidas, y esa condición también favorece el frotamiento entre las mismas.
Cuando, el liquido que hay en el circuito, contiene residuos sólidos suspendidos, estos actúan como
abrasivos entre las citadas caras de contacto provocando rayas y abrasión de las mismas , que rompen
la estanqueidad, provocando el paso libre del liquido entre ellas, y a mayor cantidad de liquido sucio que
pase, habrá mayor abrasión y mas fuga.
Una porción del líquido que se escapa a través de la junta de estanqueidad dañada sale al exterior por el
orificio de desagüe, pero hay otra parte que va hacia el interior de la bomba atravesando los
rodamientos, arrastrando la grasa que contienen. Bajo estas condiciones, se pierde la lubricación de los
elementos del rodamiento, lo que provoca un aumento del ruido del mismo, y de su temperatura por la
fricción metal-metal
metal , siendo la consecuencia la destrucción de las jaulas de bolas y/o rodillos, la rotura
de las propias bolas o de los rodillos, la inclinación del eje por la falta de los apoyos de estos, y
finalmente el gripado total de la bomba, lo que en los casos en que forma parte de la distribución,
provoca la rotura de la correa, la pérdida del sincronismo cigüeñal-árbol
cigüeñal
de levas, y la consiguiente
avería de válvulas y pistones.
Cuando por un defecto de culata, o de otro tipo, se produce un paso de aceite hacia el líquido
refrigerante, el líquido resultante tiene distinta tensión superficial, con lo que se rompe el citado
lecho liquido en la junta dinámica de estanqueidad y se produce la fuga por el orificio de desagüe
de la bomba.
En el relleno del circuito, cuando se sustituye la bomba de agua hay que tomar dos importantes
precauciones:
1º Limpiar completamente el circuito, incluido el radiador para eliminar cualquier residuo o deposito
que pueda haber en el mismo, que contaminaría rápidamente el liquido nuevo con el que vamos a
rellenar.
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2º Asegurarse de drenar completamente el aire del circuito siguiendo las instrucciones que
establece el manual de mantenimiento del vehículo en cada caso. La presencia de bolsas de aire en
el circuito además de reducir la capacidad de enfriamiento, genera sobrepresiones que pueden
llegar a superar la presión del muelle que regula el contacto de las caras de la junta dinámica; en
esas condiciones esta junta actúa como una válvula de seguridad, abriendo el contacto de las caras
y permitiendo la salida de líquido, hasta que la presión en el interior del circuito se normaliza. Este
fenómeno también puede producirse si la sobrepresión procede de un fallo del
termostato, o de un sobrecalentamiento provocado por un nivel de liquido insuficiente.
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