������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������������������������������������

 

An�lisis de aditivos e inhibidores de corrosi�n en anticongelantes dentro del DMQ

Analysis of additives and corrosion inhibitors in antifreeze within DMQ

An�lise de aditivos e inibidores de corros�o em anticongelantes dentro do DMQ

	Denny Javier Guanuche-Larco I deguanuchela@uide.edu.ec https://orcid.org/0000-0001-7376-0105

 

 

�

 

 

 

 

 

 

 

 

����������� Correspondencia: deguanuchela@uide.edu.ec

Ciencias de la Ingenier�a

�Art�culo de investigaci�n

*Recibido: 25 de junio de 2021 *Aceptado: 20 de julio 2021 * Publicado:� 09 septiembre de 2021

 

I.                    Ingeniero en Mec�nica Automotriz, Mag�ster en Sistemas Automotrices, Docente Investigador, Coordinador Vinculaci�n Escuela Ingenier�a Automotriz, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

II.                  Ingeniero Mec�nico Especialidad Mec�nica Automotriz, Mag�ster en Sistemas Automotrices, Docente investigador, Coordinador de Investigaci�n Escuela Ingenier�a Automotriz, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

III.               Estudiante de la Escuela Ingenier�a Automotriz, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

IV.                Estudiante de la Escuela de Ingenier�a Mec�nica Automotriz, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

Resumen

A nivel nacional se ofertan diferentes tipos de l�quidos refrigerantes para motor y muchos de los usuarios �nicamente se fijan en el costo y cantidad, m�s no en las propiedades f�sico-qu�micas de lo cual se componen estos fluidos. Para determinar qu� refrigerantes son los m�s utilizados en concesionarios y talleres automotrices dentro del Distrito Metropolitano de Quito, se estructur� y realiz� una encuesta anal�tica descriptiva. Se plante� un m�todo inductivo deductivo, en el que se analiz� las variables propuestas en los ensayos de laboratorio, cumpliendo normativas y procesos estandarizados garantizando los valores obtenidos de las muestras analizadas, describiendo las caracter�sticas cuantitativas de los fluidos seleccionados dentro del DMQ. En los resultados obtenidos de los 3 fluidos de an�lisis, se observ� que una de las tres muestras (probeta A) no contiene glicol; otro factor importante dentro del sistema de refrigeraci�n es la disminuci�n y prevenci�n del fen�meno de cavitaci�n el cual depende de manera significativa de la concentraci�n de molibdatos en la composici�n del l�quido, observando que la muestra D tiene una diferencia favorable equivalente al 30% respecto las muestras B y C; Se observa que los diferentes aditivos anticorrosivos no tienen diferencias significativas en las pruebas de laboratorio, pero lo que llama la atenci�n es que el refrigerante A tiene caracter�sticas muy b�sicas respectos al resto de muestras, lo que provocar�a inconvenientes a corto plazo al sistema de refrigeraci�n.

Palabras clave: Anticongelante; aditivo; an�lisis; corrosi�n; motor.

 

Abstract

At the national level, different types of motor cooling liquids are offered and many of the users only focus on the cost and quantity, but not on the physical-chemical properties of which these fluids are composed. To determine which refrigerants are the most used in auto dealerships and workshops within the Metropolitan District of Quito, a descriptive analytical survey was structured and conducted. An inductive deductive method was proposed, in which the variables proposed in the laboratory tests were analyzed, complying with regulations and standardized processes, guaranteeing the values obtained from the analyzed samples, describing the quantitative characteristics of the fluids selected within the MDQ. In the results obtained from the 3 analysis fluids, it was observed that one of the three samples (test tube A) does not contain glycol; Another important factor within the refrigeration system is the reduction and prevention of the cavitation phenomenon, which depends significantly on the concentration of molybdates in the composition of the liquid, observing that sample D has a favorable difference equivalent to 30% with respect to the samples. B and C; It is observed that the different anticorrosive additives do not have significant differences in laboratory tests, but what is striking is that coolant A has very basic characteristics with respect to the rest of the samples, which would cause short-term inconveniences to the cooling system.

Keywords: Antifreeze; additive; analysis; corrosi�n; engine.

 

Resumo

A n�vel nacional, s�o oferecidos diferentes tipos de refrigerantes para motores e muitos dos utilizadores apenas olham para o custo e quantidade, mas n�o para as propriedades f�sico-qu�micas de que estes fluidos s�o compostos. A fim de determinar que refrigerantes s�o os mais utilizados nos concession�rios e oficinas de autom�veis no Distrito Metropolitano de Quito, foi estruturado e realizado um levantamento anal�tico descritivo. Foi utilizado um m�todo dedutivo indutivo, no qual as vari�veis propostas nos testes laboratoriais foram analisadas, cumprindo os regulamentos e processos normalizados, garantindo os valores obtidos das amostras analisadas, descrevendo as caracter�sticas quantitativas dos fluidos seleccionados dentro do DMQ. Nos resultados obtidos dos 3 fluidos de an�lise, observou-se que uma das tr�s amostras (amostra A) n�o cont�m glicol; outro factor importante dentro do sistema de arrefecimento � a redu��o e preven��o do fen�meno de cavita��o que depende significativamente da concentra��o de molibdatos na composi��o do l�quido, observando-se que a amostra D tem uma diferen�a favor�vel equivalente a 30% em rela��o �s amostras B e C; Observa-se que os diferentes aditivos anticorros�o n�o t�m diferen�as significativas nos testes de laborat�rio, mas o que � not�vel � que o refrigerante A tem caracter�sticas muito b�sicas em compara��o com o resto das amostras, o que causaria inconvenientes a curto prazo ao sistema de arrefecimento.

Palavras-chave: Anticongelante; aditivo; an�lise; corros�o; motor.

 

 

 

Introducci�n

Realizar un an�lisis en el cual se pueda medir el estatus actual de l�quidos refrigerantes se centra, en base al aumento de da�os del motor por sobrecalentamiento y problemas de corrosi�n en cuanto al sistema de enfriamiento en veh�culos de la �ltima d�cada. Teniendo como punto de referencia el momento de su adquisici�n; es decir, para la compra de estos aditamentos, la decisi�n es tomada, en gran parte, con base en caracter�sticas como la cantidad y el costo, mas no en la calidad del l�quido refrigerante de motor representada por medio de su disipaci�n t�rmica y cuidado del sistema de refrigeraci�n. Por lo tanto, el presente art�culo plantea puntos relevantes a analizar: la capacidad de disminuci�n del punto de fusi�n, as� como la solidificaci�n; en otros t�rminos, el porcentaje de etilenglicol. Se llevar�n a cabo an�lisis en laboratorios muy espec�ficos para constatar porcentajes y niveles de: Glicol, Silicatos, Fosfatos, molibdatos, Nitritos, Potencial Hidr�geno (PH) y la conductividad del l�quido.

El estudio est� centrado, en gran parte, en los paquetes anticorrosivos, pues a pesar de ser un tema sustancial, muy pocas veces es tomado en consideraci�n por los fabricantes o por los potenciales compradores del mismo. Cabe destacar que se ha prestado menos importancia a los inhibidores de corrosi�n: encargados de mantener en condiciones �ptimas de operaci�n a todos los componentes del sistema de refrigeraci�n. Al mismo tiempo, es vital puntualizar que, dentro del proceso de composici�n de los l�quidos refrigerantes, existen materias primas caducas y muy econ�micas que se usan como base para la composici�n de un paquete anticorrosivo, mismas que pueden afectar la salud humana y el medio ambiente.

Al hacer �nfasis en la prevenci�n de da�os dentro del sistema de refrigeraci�n y conjuntamente del motor de combusti�n interna, este estudio hace un an�lisis comparativo en cuatro muestras distintas de l�quidos refrigerantes para motor (A, B, C, D), pues estas muestras son las m�s utilizadas por mec�nicas y concesionarios dentro del DMQ.

Los puntos analizados en sus componentes y niveles de concentraci�n de los mismos fueron: Glicol, silicatos, fosfatos, Nitritos, potencial de hidrogeno y conductividad. A partir de los resultados obtenidos en los laboratorios, se puede comprobar la veracidad de las especificaciones de la ficha t�cnica adjunta en los envases de los productos analizados.

El l�quido refrigerante del veh�culo es un compuesto qu�mico a base de etilenglicol que tiene la capacidad de regular la temperatura y ofrece un amplio rango t�rmico que va desde los -30 �C hasta los 140 �C aproximadamente. De modo que su presencia en el circuito interno del motor asegura que este trabaje a una temperatura estable y �ptima para su funcionamiento; i.e., en torno a los 90 �C.

Es evidente que en el pa�s existen estudios previos en torno a l�quidos refrigerantes para motor tales como: El art�culo de las 5 claves para un escogimiento adecuado (Ec, 2020) y el an�lisis del desempe�o de varios tipos de refrigerantes utilizados en los motores de combusti�n interna ciclo otto, y su incidencia en la eficiencia del motor de un veh�culo liviano (Pinos, 2016)� ; no obstante, no existe un estudio que base su an�lisis exclusivamente a las tecnolog�as de paquetes anticorrosivos utilizado en los refrigerantes m�s comercializados dentro del DMQ.

 

Fundamento te�rico

La funci�n principal del l�quido refrigerante yace en la absorci�n cal�rica del motor para evitar peligrosos sobrecalentamientos. Adem�s, al tolerar temperaturas muy bajas, el l�quido refrigerante no permite que las piezas se congelen en invierno, lo cual causar�a graves inconvenientes mec�nicos. Tambi�n act�a como lubricante: limpia y protege del �xido a las piezas del sistema de refrigeraci�n gracias a sus propiedades anticorrosivas. (Ec, 2020)

Al abordar los motores t�rmicos de combusti�n interna, es crucial hacer hincapi� en el principio de su funcionamiento. Se dedujo que, dentro de la c�mara de combusti�n, precisamente en el tiempo de expansi�n, los componentes del motor pueden alcanzar temperaturas sorprendentes que oscilan entre 2.000 �C y 2.500 �C. Las v�lvulas, especialmente las de escape, pueden llegar a los 800 �C, y los cilindros pueden alcanzar temperaturas entre los 180 �C a 220 �C. En funci�n de esta referencia t�rmica, el motor funcionar�a a una temperatura ideal que ronda los 90 �C. Por lo tanto, con respecto al l�quido refrigerante y el sistema de refrigeraci�n del motor, la disipaci�n de calor que debe generar para lograr un correcto funcionamiento es bastante amplia (Mundo, 2019).

Un axioma indica que cuando la temperatura supera los 100 �C, el agua empieza a evaporarse. Al mismo tiempo, este excesivo aumento de temperatura produce dilataci�n; esto quiere decir que aumenta la presi�n al punto de levantar la tapa del radiador y derramar el agua contenida. En la actualidad, los par�metros en los motores son m�s exigentes y f�cilmente superan esa temperatura; por lo que, el agua, ya no es una alternativa confiable como refrigerante, adem�s, por sus caracter�sticas, este elemento tiende a ser un excelente conductor de electricidad, que combinado con la cantidad de metales que componen el motor, genera un fen�meno denominado corriente galv�nica.

Estas corrientes galv�nicas son las causantes de producir porosidades en los cilindros y bloque motor, adem�s de causar severas oxidaciones en todo el sistema de refrigeraci�n que desemboca en da�os irreversibles y muy significativos (San Miguel, 2016).

Otro de los problemas comunes dentro del sistema de refrigeraci�n, por uso de l�quidos refrigerantes con paquetes anticorrosivos deficientes, ocurre cuando la turbina de la bomba de agua es atacada por la corrosi�n hasta desgastar los �labes. Adem�s, puede producir la perforaci�n del cuerpo completo, generando p�rdidas.

Se puede mencionar el grave problema de corrosi�n que tiene lugar en la culata y junta que sella los cilindros de la c�mara de agua del circuito, lo que conduce a una falla de estanquidad y origina una fuga de compresi�n de los cilindros al sistema de refrigeraci�n. Esta sobrepresi�n que se forma en el sistema refrigerante conlleva a otros da�os significativos tales como: sobrecalentamiento, perforaci�n de mangueras y roturas de radiador (Todeshi, 2019).

He all� la importancia de utilizar un l�quido refrigerante de buena calidad, apto para la exigencia que demanda un motor, con la intenci�n de evitar da�os irreversibles. Es por esto que, para la elecci�n de un l�quido refrigerante adecuado, se debe tomar en cuenta dos aspectos. En primer lugar, el porcentaje de Glicol que determina la efectividad para disipar calor, como se describe en la tabla 1. En segundo lugar, la calidad y tecnolog�a del paquete anticorrosivo son vitales puesto que estos aseguran una prolongada vida �til tanto de componentes del sistema de refrigeraci�n cuanto del motor.

Tabla 1: Punto de ebullici�n etilenglicol

Fuente: Qualco, Ecuador.

 

El etilen glicol es un l�quido cuyo punto de ebullici�n es de 197,60 �C. El punto de fusi�n es de -13 �C, se produce a trav�s de la hidr�lisis y es un l�quido inodoro, incoloro de sabor dulce, que es miscible con disolventes polares; entre los m�s utilizados: agua, alcoholes, �teres de glicol y acetona. Es muy poco soluble con disolventes no polares como el: benceno, tolueno, dicloroetano y cloroformo. Adem�s, se aplican colorantes para diferenciarlo de los dem�s compuestos, es altamente t�xico, no se recomienda su mala manipulaci�n o ingesta, ya que puede ocasionar problemas graves como coma y deceso.

El glicol es el principal compuesto del l�quido refrigerante: su funci�n es absorber el calor del motor y disiparlo a trav�s del radiador; de esta manera, mantiene la flexibilidad de las mangueras y las juntas, y eleva el punto de ebullici�n del refrigerante. La proporci�n de la mezcla agua/anticongelante debe situarse entre 60:40 y 50:50. Tiene la capacidad de evitar la solidificaci�n del l�quido debido a su baja temperatura de fusi�n (Hella, 2020).

El Potencial Hidr�geno (PH) es aquel encargado de medir la acidez o basicidad de una soluci�n, en este caso, del l�quido refrigerante de motor. Este debe oscilar a 8, pero se debe tener en cuenta que con el tiempo el refrigerante pierde propiedades y aumenta su nivel de acidez. Cuando el PH es menor a 7, la corrosi�n generalmente empieza a propagarse en las camisas de cilindros, bloque motor y culata. Por otro parte, un valor muy alto de potencial hidr�geno puede ser igual de c�ustico que un PH bajo; pues este puede da�ar sellos y componentes fabricados de materiales blandos (Mart�nez D., 2019).

La conductividad de un l�quido refrigerante para motor se mide en �S / cm, y es muy importante que esta puede generar corrientes galv�nicas; es decir, conectar mediante un electrolito, en este caso, corriente a distintos tipos de metales. Estos se unen el�ctricamente entre s� y generan zonas con diferente potencial el�ctrico (�nodos y c�todos) que producen corrosi�n y desgaste.

En un refrigerante de buena calidad su conductividad, te�ricamente, deber�a ser baja, al tener en cuenta la cantidad de aditivos; sin embargo, en algunos casos no ocurre lo descrito. Se agregan �nodos de sacrificio para compensar al metal m�s sensible y evitar la corrosi�n (Dolf, 2017).

Paquete anticorrosivo de l�quido refrigerante

El paquete anticorrosivo es el responsable de cuidar todas las superficies met�licas y no met�licas del sistema; provee protecci�n anticorrosiva y evita la formaci�n de dep�sitos. La dificultad t�cnica de contar con un paquete efectivo recae en que se debe tener varios compuestos qu�micos trabajando de forma sin�rgica para cuidar superficies de distintos metales al mismo tiempo (Qualco, 2020).

Los refrigerantes pueden estar compuestos de elementos qu�micos variopintos, mezclados con tintes y qu�micos amargos para la distinci�n visual de las diversas marcas existentes en el mercado, y para evitar la ingesta accidental de los mismos. No obstante, los componentes importantes en los refrigerantes para motor son los llamados inhibidores.

El mayor ingrediente, en porcentaje, de un l�quido refrigerante es el agua en su estado puro (desionizada) en conjunto el Glicol; por lo general, 50/50, mientras que, parad�jicamente, los inhibidores ocupan solamente entre un 3% y 8% de toda la soluci�n lo que significa que no reciben el protagonismo que ameritan a pesar de constituir el compuesto principal para la diferencia de calidad. Sin este paquete, el refrigerante perder�a toda la capacidad de mantener funcionando el motor de manera correcta (HDexpert, https://hdexpert.com/, 2020).

Tecnolog�as del refrigerante

En Estados Unidos, la tecnolog�a aplicada en el paquete anticorrosivo del l�quido refrigerante est� normada y var�a por su coloraci�n. Localmente, en Ecuador, no existe una normativa que regule la calidad; sin embargo, parte de este estudio busca que los talleres tomen una decisi�n acertada al momento de adquirir los refrigerantes. La intenci�n acad�mica de este documento no solamente apunta a preservar el buen funcionamiento del sistema de refrigeraci�n y del motor; sino que, es importante tambi�n concientizar, con base en los avances tecnol�gicos, que los nitritos son altamente cancer�genos, y los fosfatos son potenciales contaminantes del medio ambiente (Qualco, 2020).

Tecnolog�a inorg�nica (IAT)

Esta es la primera tecnolog�a utilizada en los paquetes anticorrosivos de l�quidos refrigerantes e incorpora sales inorg�nicas de bajo costo tales como: boratos, nitratos y silicatos. Tambi�n protege metales como el cobre, la soldadura, el lat�n, el acero, el hierro fundido y el aluminio. Al garantizar cierto resguardo contra la cavitaci�n de camisas h�medas, esta tecnolog�a es recomendada para motores de generaciones pasadas, dado que sus inhibidores se agotan con rapidez y su durabilidad es limitada. Su coloraci�n generalmente es verde amarillento como lo retrata la figura 1.

Tecnolog�a Org�nica (OAT)

Esta tecnolog�a utilizada para motores modernos (por lo general, a partir del a�o 2000) tienen una mayor durabilidad frente a los IAT. Su base es de �cidos org�nicos neutralizados, y su componente principal es el carboxilo que brinda una mayor protecci�n a todo el sistema refrigerante, especialmente a los que est�n construidos con acero liguero o aluminio. Al mismo tiempo, se los mezcla con nitritos y molibdeno para la protecci�n de camisas h�medas, y no es propenso a la cavitaci�n. Otro potencial beneficio es su baja toxicidad para la salud humana y el medio ambiente; por el contrario, tiene un costo muy alto en comparaci�n a un inorg�nico.� Visualmente, por lo general, su coloraci�n es rosa, rojo, azul (GMB, GMB, 2021).

Los refrigerantes con tecnolog�a (G) aparecieron en 1994, con el G12, y evolucion� hasta el 2008, con el G13. Aunque existen tambi�n los G11, G12+, y G12++, no es aconsejable mezclar los refrigerantes. La tabla 2 exhibe las variantes que pueden ser mezcladas de manera acertada.

Tabla 2: Mezcla (G) OAT

Fuente: Actualidad Motor

 

Este tipo de refrigerantes contienen tecnolog�as org�nicas y son particularmente usados por algunas marcas automotrices, pues contienen propiedades de protecci�n espec�ficas acordes a los requerimientos que un veh�culo necesita llevar. Usualmente, los refrigerantes del tipo OAT tienen su identificaci�n en la etiqueta frontal del producto.

Tecnolog�as h�bridas (HOAT o SI-OAT)

Al tratarse de tecnolog�as h�bridas, su composici�n es el resultado de la mezcla de los OAT e IAT; esto es, inhibidores org�nicos e inorg�nicos. Se basan en una combinaci�n de sales inorg�nicas presentes en refrigerantes tradicionales, y algunos �cidos org�nicos, totalmente neutralizados, que est�n presentes en los refrigerantes OAT (Villacon, 2017).

Esta tecnolog�a promete la posibilidad de obtener un producto de calidad a un precio accesible porque cuenta con excelentes caracter�sticas antioxidantes, pero, a la vez, menos porcentaje de componentes da�inos para la salud y el medio ambiente. Existen distintos tipos de refrigerantes h�bridos, los m�s comerciales son HOAT o SI-OAT (son h�bridos compuestos por silicatos y �cidos org�nicos), y P-OAT (son h�bridos fosfatados).

Con respecto a su coloraci�n, esta var�a en torno a su composici�n; no obstante, entre los colores m�s comunes destacan: turquesa, rosa, azul y p�rpura. (Villacon, 2017).

Tipos de corrosi�n en el sistema de refrigeraci�n del motor CI

Hay dos modos diferentes por los que la corrosi�n puede hacer fallar el sistema de refrigeraci�n. El primero es el desgaste corrosivo que debilita el metal lo suficiente para producir fallas mec�nicas, tales como perforaciones y fugas del refrigerante. El segundo es la formaci�n de bloqueos en el paso del l�quido a causa de part�culas y pedazos de metal corro�do. Esto conduce a la reducci�n del flujo de l�quido y al sobrecalentamiento del motor (Fieldson, sf).

Otra consideraci�n sobre la corrosi�n en motores de combusti�n interna es su relaci�n con el flujo de calor. El metal que est� cediendo calor tiene una tasa de corrosi�n m�s alta que el metal que lo est� absorbiendo; el mayor ejemplo de metal que cede calor es el bloque de cilindros cuando transfiere su calor al l�quido refrigerante. Existe un cierto n�mero de diferentes metales que se encuentran presentes en los sistemas de refrigeraci�n de los automotores; los m�s comunes son el acero, el hierro, el cobre, el bronce, el aluminio y la soldadura de esta�o. En t�rminos generales, la corrosi�n se previene por medio de la formaci�n de un revestimiento protector estable en las superficies met�licas. Esta pel�cula se forma por productos de la misma corrosi�n, como cuando el aluminio se expone al aire, o por la absorci�n de alg�n otro qu�mico como los silicatos (Fieldson, s.f.).

Inhibidores de corrosi�n analizados

Como ya se mencion� en los p�rrafos previos, los refrigerantes (OAT) tienen como principales componentes de corrosi�n a los �cidos monocarboxilicos, caracterizados por ser solubles en solventes como el alcohol, benceno, etc�tera. Los �cidos carbox�licos hierven a temperaturas m�s altas que los alcoholes lo que le otorga un agregado superior para funcionar de forma magn�fica en refrigerantes para motor (Murry, 2015).

El fosfato es el inhibidor m�s com�n y tambi�n el m�s discutido, visto que es muy conocido como inhibidor en los metales ferrosos. Los fabricantes americanos de autos han incrustado el fosfato en los refrigerantes por ser un elemento altamente efectivo contra la cavitaci�n. Los fabricantes europeos, por su parte, especifican refrigerantes sin fosfatos porque tienen propensi�n a precipitar en aguas duras. Tambi�n tienen un efecto negativo en la tasa de corrosi�n del aluminio. Los efectos ben�ficos tienen su pico en concentraciones de 3 g/l y bajan a m�s bajas y m�s altas concentraciones. Las concentraciones t�picas van de 0 a 8 g/l (Fieldson).

El nitrito es un �cido que mejora la protecci�n anticorrosiva del hierro y ayuda levemente a reducir la cavitaci�n. Es muy com�n encontrarlo en refrigerantes para veh�culos antiguos. El nitrito y el aluminio no son una buena combinaci�n pues corroe a este �ltimo. Cabe mencionar que, a pesar de que el refrigerante contenga otros aditivos para proteger el aluminio, al repelerse esta corrosi�n en presencia de nitritos, si no presenta ning�n tipo de protecci�n adicional, el nitrito puede oxidar todo el aluminio del motor. En la actualidad, la gran mayor�a de fabricantes utiliza m�s componentes de aluminio y es muy importante verificar la cantidad de nitritos en l�quido refrigerante, sobre todo si se lo usa en motores modernos (GMB, 2021).

El molibdato es un aditivo ampliamente ben�fico que previene la corrosi�n de muchos metales, y act�a en sinergia con fosfatos y silicatos para prevenir la corrosi�n. El molibdato tambi�n parece prevenir la cavitaci�n; se lo selecciona usualmente para tener esta funci�n en refrigerantes sin fosfatos. Sus concentraciones t�picas son de 2 a 3 g/l (Fieldson).

El benzoato y el nitrito son parte de la f�rmula para inhibir la corrosi�n del British Standards Institute (BSI). El benzoato es m�s com�n en las f�rmulas europeas que en las americanas. Aunque, Vukasovich y Sullivan encontraron que no es efectivo protegiendo el hierro a concentraciones m�s bajas que 5% (que es una concentraci�n desmesuradamente alta). Por otro lado, parece que no ofrece protecci�n al acero y a la soldadura en concentraciones m�s bajas. Una concentraci�n t�pica es 5 g/l (Fieldson).

Por �ltimo, el silicato probablemente constituya la mejor opci�n a favor del aluminio. El problema con los silicatos es que no son indefinidamente estables en una soluci�n. Otros aditivos pueden usarse de cierto modo para estabilizar a los silicatos. 2 g/l es una concentraci�n efectiva (Clavijo Gonz�lez, 2017).

 

Materiales y m�todos

Metodolog�a

Para el presente documento acad�mico, la toma de muestras se desarroll� con la compra de 1 gal�n de l�quido refrigerante para motor, de cada una de las marcas seleccionadas y se colocaron en envases membretados de 1000 ml. Este es un m�todo que pretende recopilar informaci�n cuantificable para ser utilizada en el an�lisis estad�stico de la muestra y, por consiguiente, describir las caracter�sticas del fen�meno en cuesti�n.

A partir de esta metodolog�a, el presente estudio propone realizar una comparativa de calidad con base en la ficha t�cnica del producto, y los resultados de an�lisis en laboratorio ponderados en 2 segmentos: concesionarios y talleres automotrices convencionales. Por lo tanto, se analiza de manera num�rica y estad�stica los resultados arrojados, y se demuestra las diferencias que existen entre las distintas variables.

Para el an�lisis de silicatos, la EPN colocar� una cantidad de las muestras en crisoles de porcelana y las pesar�; a continuaci�n, se pone en una mufla hasta 650 �C para obtener cenizas, estas se disgregan con varios �cidos, se afora y se determina el contenido de silicio en las muestras. Por absorci�n at�mica se realizan los c�lculos respectivos.

El an�lisis de nitritos SGS se lo realizar� mediante la cromatograf�a de iones (IC), siendo este un m�todo cualitativo o cuantitativo que establece iones comunes en una escala de concentraci�n en miligramos por litro a una baja concentraci�n en partes por mill�n (ppm). Este procedimiento engloba el an�lisis qu�mico de los l�quidos refrigerantes para motores, con lo que se determina los nitritos y nitratos del mismo.

 

El an�lisis de fosfatos se realizar� mediante la espectrofotometr�a de absorci�n ultravioleta visible, comprendida entre los 160nm y 780nm por cada mol�cula, que causa la excitaci�n de un electr�n. Los electrones de enlace de mol�culas absorben radiaci�n, de esta forma los picos de absorci�n se pueden correlacionar con diferentes tipos de enlaces disponibles en el compuesto. Por este motivo, la espectrofotometr�a ultravioleta visible puede determinar grupos funcionales presentes en una mol�cula, en este caso determinar� el porcentaje de fosfatos.

Materiales y equipos seleccionados

Para determinar qu� refrigerantes son los m�s utilizados en concesionarios y talleres convencionales dentro del DMQ, se estructur� y realiz� una encuesta, misma que arroj� porcentajes en cuanto a marcas empleadas, y el nivel de de importancia que los usuarios de otorgan a la ficha t�cnica adherida en los envases de los refrigerantes para motor.

Resultados de las encuestas realizadas en el DMQ

Se realizaron un total de 50 encuestas en talleres automotrices convencionales. Estas fueron tomadas de acuerdo a la cantidad de talleres por sector, tal como explicita la tabla 3. Adem�s de considerar las caracter�sticas buscadas en los mismos, y determinar muestras exactas para el presente estudio, se comprob� que los concesionarios utilizan, en su gran mayor�a, una marca propia de l�quido refrigerante para motor; aunque, en las encuestas, se pudo evidenciar que existen 2 marcas muy usadas en los dos segmentos.

Tabla 3: N�mero de encuestados por sector

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

En cuanto a los refrigerantes m�s utilizados en los concesionarios, se pudo conocer que en gran mayor�a utilizan marcas propias. Como complemento investigativo para este segmento, se indag� en torno a las marcas de autos m�s vendidas en la ciudad de Quito y, con esos datos, seleccionar los refrigerantes m�s utilizados.

Normativas

Se utiliz� como base para la comparativa de vigencia en cuanto a la tecnolog�a y calidad implementada en los refrigerantes analizados las siguientes normativas: ASTM D-1384-87, ASTM D3306, ASTM D1985, GM 1825M, GM 1899M, SAE J1034,SAE J814, SAE J1941, FORD ESE-M97B44-A, CHRYSLER MS-7170, TCM of ATA RP-302 A/B.

Para mayor evidencia acad�mica, se recurri� a laboratorios certificados con la capacidad de realizar los an�lisis solicitados; de esta manera se logr� contactar a SGS Laboratorios Ecuador, Laboratorio Lasa, y Laboratorio de la Escuela Polit�cnica Nacional. En estos lugares se realizaron un total de siete an�lisis de los siguientes compuestos: Glicol, Silicatos, Fosfatos, molibdatos, Nitritos, Potencial Hidr�geno (PH) y la conductividad del l�quido refrigerante.�� Se utilizaron un total de 4 l�quidos refrigerantes para motor como se observa en la tabla 4.� En las marcas A, B, C, al ser estos los m�s utilizados dentro del DMQ.

 

 

Tabla 4: Distinci�n de refrigerantes.

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021).

 

Los laboratorios emplearon diversos equipos y m�todos de an�lisis para determinar los par�metros solicitados para el presente estudio acad�mico; de los cuales, se puede destacar lo siguiente:

SGS Ecuador utiliz� un refract�metro Glicol de Etileno HI96831, este es un dispositivo port�til resistente e impermeable al agua que utiliza la medici�n del �ndice de refracci�n para determinar el volumen y el punto de congelaci�n de refrigerantes basados en glicol de etileno o anticongelante (Inc & Hanna Instrumentos).

SGS Ecuador tambi�n utiliz� un medidor de Potencial Hidrogeno PCE-PHD, este cuenta con certificaci�n de calibraci�n ISO-17025, y sirve para el control en el agua del valor de pH, ox�geno, salinidad, conductividad, por lo que resulta apropiado para la medici�n de la temperatura. Una calibraci�n a 3 puntos, as� como una compensaci�n de temperatura autom�tica garantizan una gran precisi�n al momento de medir temperaturas volubles (Instrumentos).

Lasa-Laboratorio utiliz� un espectrofot�metro UV/VIS 1603, que permitir� la determinaci�n cuantitativa de compuestos absorbentes de radiaci�n electromagn�tica en soluci�n para longitudes de onda comprendidas entre 200 y 1100nm. Este instrumento es adecuado para la caracterizaci�n y an�lisis de aguas (DQO, color, hierro, sulfatos, lignina disuelta, etc.); as� como la identificaci�n y determinaci�n de aditivos no celul�sicos en el papel, almid�n, resinas, entre otros (Vivero Rocero).

Por su parte, el laboratorio de la Escuela Polit�cnica Nacional utiliz� un espectr�metro de absorci�n at�mica, marca PerkinElmer, modelo Analyst 300, este equipo ofrece un alto rendimiento en todas las aplicaciones (Criollo, 2021).

Para el respectivo an�lisis, botellas membretadas con la marca, en recipientes de 1000 ml, fueron entregados a cada uno de estos laboratorios qu�micos.

Resultados y discusi�n

Un hecho inquietante, encontrado por medio de las encuestas, es que de cada 10 personas 9 exhiben muy poco inter�s en el datasheet o ficha t�cnica del l�quido refrigerante. Cuando b�sicamente deber�a ser puesto a consideraci�n, pues mediante este desmenuce t�cnico se pueden conocer las caracter�sticas principales del producto y valorar si es conveniente para un determinado autom�vil de acuerdo a los componentes internos de su motor y sistema de refrigeraci�n.

No se puede pasar por alto una caracter�stica intr�nseca en cuanto a la elecci�n de un refrigerante por sobre otro; esto es, el costo. Esta caracter�stica est� en el gr�fico 2. Los costos de los refrigerantes son variados y en el mercado se pueden encontrar refrigerantes de muy bajo costo sin grandes caracter�sticas en cuanto a disipaci�n de calor y protecci�n contra fen�menos como la cavitaci�n, pero que cuentan con paquetes anticorrosivos aceptables. Tambi�n existen en el mercado l�quidos refrigerantes de un costo m�s elevado que son eficientes en cuanto a protecci�n de temperatura, corrosi�n y fen�menos que podr�an producirse dentro del sistema de refrigeraci�n; ya que son sometidos a pruebas m�s rigurosas como las normativas ASTM D3306, SAE J1034, J1941, SAE J814, J1941.

Gr�fico 2: Costos de refrigerantes analizados

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

Las muestras enviadas a los laboratorios fueron analizadas con �xito y, de esta manera, se pudieron identificar varios detalles que no concuerdan con los datos explicitados en las fichas t�cnicas de los refrigerantes.

 

Gr�fico 3: Porcentajes de glicol

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

En cuanto al resultado del an�lisis relacionado al porcentaje de Glicol (Gr�fico 3), se evidencia que los refrigerantes B, C y D tienen un 51% de glicol tal y como se describe en la ficha t�cnica de cada producto.� Por lo tanto, tienen la capacidad de disipar el calor de manera eficiente, adem�s de evitar la cavitaci�n, punto de fusi�n, mantiene mangueras y sellos flexibles como se mencion� anteriormente.

Por su parte, el l�quido refrigerante A no contiene Glicol, lo que lo convierte en un l�quido refrigerante con menor capacidad de disipaci�n de calor. Al mismo tiempo, tiende a evaporarse por su baja capacidad de soportar temperaturas mayores a los 100 �C y, debido a esto, podr�a congelarse a temperaturas menores de los -5 �C. Cabe recalcar que la hoja t�cnica del producto indica, de manera resaltada, que no contiene Glicol.

Gr�fico 4: Valores de Ph.

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

Los resultados de potencial hidrogeno (Ph), esquematizados en el gr�fico 4, son favorables para los refrigerantes �C� (8.96), B (8.72), y D (8.31); visto que est�n dentro de los par�metros mencionados en su hoja t�cnica por la normativa ASTM D 1287 donde menciona que los valores ideales de un l�quido refrigerante de alta calidad deben estar entre 8 y 8.9 (ASTM, 2021).

El refrigerante A tiene un Ph de 10.45 que es menos �cido en comparaci�n con los otros refrigerantes analizados. La misma normativa ASTM D 1287 menciona que el n�mero de Ph muy elevado es igual de da�ino que un Ph menor a 7, pues este ataca a materiales m�s blandos como el aluminio. Los datos mencionados en la ficha t�cnica del refrigerante A concuerdan con el nivel Ph encontrado.

Gr�fico 5: Conductividad de los refrigerantes

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

Los resultados del an�lisis de conductividad el�ctrica, mostrados en el gr�fico 5, reflejaron que el refrigerante A tiene (2400�S / cm) de conductividad, siendo menos conductor que los refrigerantes D (2990�S / cm), C (2595�S / cm) o B (2536�S / cm). En las fichas t�cnicas de los productos no se menciona la conductividad, ya que es un factor poco confiable para determinar la calidad del paquete anticorrosivo; por lo cual, los refrigerantes con mayor cantidad de aditivos tendr�n un mayor �ndice de conductividad. Sin embargo, tienen mayor protecci�n a la corrosi�n debido a la cantidad de inhibidores presentes.

Gr�fico 6: Molibdatos en refrigerantes

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

El laboratorio SGS proporcion� la posibilidad de analizar los molibdatos existentes en los refrigerantes, explicitados en el gr�fico 6. Como resultados, se confirm� la presencia de este inhibidor en 3 de las 4 marcas analizadas. Los porcentajes exactos fueron: refrigerante D (600 ppm), en su hoja t�cnica espec�fica la normativa ASTM D 2809 que es un m�todo est�ndar para caracter�sticas de cavitaci�n y corrosi�n. Refrigerante B (150 ppm) y refrigerante C (150 ppm); por consiguiente, estas marcas manejan tecnolog�as de corrosi�n vigentes. Es muy importante mencionar que el molibdato es un excelente inhibidor de la corrosi�n, y tambi�n ofrece una excepcional protecci�n contra la cavitaci�n de la camisa h�meda cuando se utilizan en aplicaciones di�sel de servicio pesado, pues es capaz de actuar en conjunto con el nitrito, silicatos, fosfatos para inhibir a otros metales. Es curioso el haberlo encontrado puesto que este elemento tiene un costo elevado (HDexpert).

Gr�fico 7: Nitritos en refrigerantes

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

Los resultados del an�lisis de nitritos, graficados en el gr�fico 7, indican que el �nico refrigerante que contiene este inhibidor es el A en una cantidad de 3200 ppm. Los nitritos son muy buenos inhibidores de corrosi�n para metales como el hierro. Estos eran ampliamente utilizados en refrigerantes para motores antiguos o di�sel, pero es una tecnolog�a caduca porque corroe el block y la culata, en el caso de ser de metales m�s blandos como el aluminio. En este caso la marca A deber�a especificar en su hoja t�cnica la presencia de nitritos, porque estos son perjudiciales para sistemas de refrigeraci�n de motores modernos.

 

 

 

Gr�fico 8: Silicatos en refrigerantes

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

Los resultados obtenidos en el an�lisis de silicatos, se encuentran descritos en el gr�fico 8. Los refrigerantes nos mostraron datos interesantes y los porcentajes exactos fueron los siguientes: refrigerante C (66.7 mg/kg), refrigerante D (51 mg/kg), refrigerante A (46.3 mg/kg), y refrigerante B (40.4 mg/kg). Las fichas t�cnicas de los refrigerantes D y C hacen mucho �nfasis en cuanto a estar libres de silicatos; mientras que el an�lisis indica que estos cuentan con los porcentajes m�s altos de este inhibidor que brinda excelente protecci�n al aluminio de la corrosi�n. No obstante, se debe mencionar que los silicatos tienden a corroer las juntas o empaques de la bomba agua y culata. Los refrigerantes A y B no mencionan la presencia de silicatos en sus datos t�cnicos.

Gr�fico 9: Fosfatos en refrigerantes

Fuente: Cede�o y Yanouch (2021)

 

Los resultados obtenidos del an�lisis de fosfatos, gr�fico 9, indican que ninguno de los 4 refrigerantes sometidos a esta prueba contiene fosfatos. Los refrigerantes D y C s� mencionan esto en sus respectivas fichas, pero los refrigerantes A y B no especifican esta informaci�n que es muy importante para identificar los veh�culos en los cuales se puede usar de manera segura.

Los refrigerantes que contienen cantidades altas de fosfatos son propensos a desprenderse y formar escamas a largo plazo; los sistemas suelen obstruirse con sarro, y limitan la eficiencia del sistema de refrigeraci�n.

 

Conclusiones

���������� El enfoque general obtenido en el estudio indica la importancia de hacer la elecci�n correcta puesto que existe poco conocimiento e inter�s por la calidad del l�quido refrigerante. Al momento de reemplazarlo, la gran mayor�a opta por la opci�n m�s econ�mica; sin embargo, esta mala decisi�n tendr� como consecuencia da�os graves y, muchas veces, irreversibles para el motor.

���������� El presente estudio logr� determinar la cantidad de glicol en cada refrigerante analizado; de esta manera, se demostr� que los refrigerantes B, C, D tienen un 51%, lo que indica caracter�sticas de calidad bastante buenas. En este �mbito, el refrigerante A carece de glicol lo que lo sit�a en otro segmento de calidad en funci�n a su costo en el mercado.

���������� Se demostr�, con base en el an�lisis de nitritos, que solo el refrigerante A contiene este compuesto anacr�nico; sin embargo, contin�a siendo muy efectivo para motores de generaciones pasadas.

���������� Se comprob� que todos los refrigerantes analizados contienen silicatos y existen variables en cuanto a la credibilidad de la informaci�n t�cnica, tal es el caso de los refrigerantes D y C que niegan la presencia de silicatos. Mientras en los an�lisis de laboratorio se encontraron porcentajes de 51 mg/kg y 66.7 mg/kg, respectivamente.

���������� El an�lisis de fosfatos estableci� que ninguno de los refrigerantes escudri�ados contiene este compuesto que causa taponamiento severo y, al igual que los nitritos, constituye una tecnolog�a obsoleta.�

���������� El estudio demuestra la diferencia del estatus actual de l�quidos refrigerantes para motor en base al costo y la calidad.� Se determin� que los compuestos m�s importantes como el glicol, y la calidad del paquete anticorrosivo, pueden alcanzar un mayor costo, pero, al mismo tiempo, son los encargados de prolongar la vida �til del motor.

���������� Se estipul� la importancia que tiene la informaci�n t�cnica de los refrigerantes, pues esta es sustancial al momento de decantarse por una marca u otra, siempre teniendo en consideraci�n el tipo de motor, sus caracter�sticas t�cnicas y los materiales que componen el sistema de refrigeraci�n y el interior del mismo.

 

Referencias bibliogr�ficas

1.                  360, E. (2009). standards.globalspec.com. Recuperado de https://standards.globalspec.com/std/3837972/astm-d1119-05-2009

2.                  360, E. (2011). standards.globalspec.com. Recuperado de https://standards.globalspec.com/std/1574871/sae-j1034

3.                  Alacant, U. d. (2018). https://sstti.ua.es/. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://sstti.ua.es/es/instrumentacion-cientifica/unidad-de-rayos-x-de-monocristal-y-espectroscopias-vibracional-y-optica/espectroscopia-ultravioleta-visible.html

4.                  ASTM. (2021). https://www.metrohm.com/. Recuperado en agosto 5, 2021, de https://www.metrohm.com/es/applications/AN-T-201

5.                  Clavijo Gonzalez, J. (2017). https://repository.uamerica.edu. Recuperado el 20 de Julio de 2021, de https://repository.uamerica.edu.co/bitstream/20.500.11839/6261/1/6042105-2017-1-IQ.pdf

6.                  Criollo, E. (2021). laboratorios escuela polit�cnica nacional. Recuperado el 21 de julio de 2021 de file:///C:/Users/User/Downloads/Jorge%20Luis%20Yanouch%20ST-8200-signed%20FET%2029jul21.pdf

7.                  D5827, C. d.-A. (2011). http://tribologik.com/. Recuperado el 21 de julio de 2021 de http://tribologik.com/coolanttest.php?lang=es

8.                  Decamino.firststop. (2019). https://decamino.firststop.es/. Recuperado de https://decamino.firststop.es/blog/como-y-cuando-cambiar-liquido-refrigerante

9.                  Dolf, G. (2017). /guillerdolf.com. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://guillerdolf.com/index_3.html

10.              Ec, Q. (2020). https://www.qualco.com.ec/. Recuperado de https://www.qualco.com.ec/post/refrigerante-las-5-claves-para-un-escogimiento-adecuado

11.              Excellence, I. t. (n.d.). www.isotools.org. Recuperado de https://www.isotools.org/normas/calidad/iso-iec-17025/

12.              Fieldson, G. (s.f.). lubtechnology. Recuperado el 20 de Julio de 2021, de https://lubtechnology.com/pdf/soluciones/Fluidos%20refrigerantes%20de%20Motores%20de%20Combustion%20Interna.pdf

13.              Fortaleza, B. R. (2018). https://www.radiadores.com.pe/. Recuperado de https://www.radiadores.com.pe/blog/la-importancia-de-comprar-un-buen-refrigerante-para-vehiculos/

14.              GMB, N. A. (2021). Recuperado el� 21 de julio de 2021, de https://www.gmb.net/es/aditivos-de-refrigerante-comunes-y-como-pueden-danar-su-motor/

15.              GMB, N. A. (2021). GMB. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://www.gmb.net/es/refrigerante-inorganico-vs-organico-cual-es-la-diferencia/

16.              HDexpert. (s.f.). Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://hdexpert.com/wp-content/uploads/2020/03/Whitepaper_2_Sp.pdf

17.              HDexpert. (2020). https://hdexpert.com/. Recuperado el 20 de Julio de 2021, de https://hdexpert.com/wp-content/uploads/2020/03/Whitepaper_2_Sp.pdf

18.              Hella, S. (2020). www.hella.com. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://www.hella.com/techworld/es/Informacion-Tecnica/Refrigeracion/Como-rellenar-refrigerante-2708/

19.              Inc, H. I., & Hanna Instrumentos, I. (s.f.). cdn.hannachile.com. Recuperado el 2 de agosto de 2021, de https://cdn.hannachile.com/hannacdn/support/manual/2012/11/20140707094146-manual_hi--96831.pdf

20.              Instrumentos, P. (n.d.). www.pce-instruments.com. Recuperado el 2 de julio de 2021, de https://www.pce-instruments.com/espanol/instrumento-medida/medidor/medidor-de-ph-pce-instruments-medidor-de-ph-pce-phd-1-ica-incl.-certificado-de-calibraci_n-iso-det_5956071.htm?_list=kat&_listpos=15

21.              INTERNATIONAL, A. (2005). www.astm.org/. Recuperado de https://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/D4985-05.htm

22.              International, S. (1999). www.sae.org. Recuperado de https://www.sae.org/standards/content/j814_199911/

23.              International, S. (2004). www.sae.org. Recuperado de https://www.sae.org/standards/content/j1941_200408/

24.              Mart�nez, C. (n.d.). jimdofree. com. Recuperado en agosto 4, 2021, de file:///C:/Users/User/Downloads/Investigaci%C3%B3n%20Descriptiva%20(2).pdf

25.              Mart�nez, D. (2019). https://flash-cooling.com/. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://flash-cooling.com/es/ph-del-refrigerante/

26.              Mundo, M. (2019). El l�quido refrigerante del veh�culo es un compuesto qu�mico a base de etilenglicol que tiene la capacidad de regular la temperatura. Ofrece un amplio rango t�rmico que va desde los menos 30�C hasta los 140�C aproximadamente, de modo que su presencia en e. Mundo Motor, 1-15.

27.              Murry, J. (2015). https://www.uaeh.edu.mx/. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa3/n8/m9.html

28.              Orozco, G. M. (n.d.). https://www.pruebaderuta.com/. Recuperado de https://www.pruebaderuta.com/es-mas-recomendable-usar-refrigerante-o-agua.php

29.              Pinos, E. V. (2016). http://repositorio.ute.edu.ec/. Recuperado de http://repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/14092/1/65637_1.pdf

30.              Ptetexsa. (n.d.). www.Pretexsa.com. Recuperado de http://www.pretexsa.com/pXoaA3MB.html#:~:text=DEX%2DCOOL%20es%20un%20tipo,el%20funcionamiento%20de%20su%20veh%C3%ADculo.

31.              Qualco. (2020). https://www.qualco.com.ec/. Recuperado el 21 de Julio de 2021

32.              San Miguel, V. (2016). autopista.es. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://www.autopista.es/preguntas-dudas/dudas-que-temperatura-puede-alcanzar-el-motor-de-un-coche_142793_102.html

33.              textoscientificos. (n.d.). www.textoscientificos.com. Recuperado en julio 2, 2021, de https://www.textoscientificos.com/quimica/etilenglicol

34.              Todeshi, M. (2019, agosto 20). lubri-press.com. Recuperado el 21 de julio de 2021

35.              Villacon, F. (2017). https://frenosvillacon.do/. Recuperado de https://frenosvillacon.do/cuidando-tu-sistema-de-refrigeracion-que-refrigerante-debo-escoger-para-mi-auto-y-como-cambiarlo/

36.              Vivero Rocero, B. (n.d.). www.upc.edu. Recuperado el 21 de julio de 2021, de https://www.upc.edu/sct/es/equip/624/espectrofotometre-uv-visible.html

 

 

 

 

 

 

 

 

� 2021 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/)