El anticongelante o líquido refrigerante es un
fluido indispensable para mantener la temperatura óptima en una amplia
gama de motores de combustión interna, desde automóviles ligeros y tractomulas
hasta maquinaria pesada. Su función es crucial para evitar el sobrecalentamiento
en climas cálidos y la congelación en temperaturas bajo cero, asegurando
el rendimiento y la durabilidad del motor. Este fluido opera bajo principios de
propiedades coligativas, donde la adición de un soluto a un solvente
altera sus puntos de ebullición y congelación.
Composición y Propiedades Químicas del Anticongelante
La base de la mayoría de los anticongelantes comerciales son
los alcoholes polihídricos, principalmente el etilenglicol (C₂H₆O₂) y el propilenglicol (C₃H₈O₂) . Estos
compuestos son clave por su capacidad para modificar drásticamente las
propiedades térmicas del agua. Por ejemplo, el etilenglicol puede elevar el punto
de ebullición del agua de 100 °C a más de 120 °C y disminuir el punto de
congelación a temperaturas cercanas a -40 °C. Esta alteración se debe a la elevada
constante ebulloscópica y crioscópica de estos glicoles, que al
disolverse en agua, interfieren con la formación de los enlaces de hidrógeno
del agua, dificultando tanto su congelación como su vaporización. Es importante
destacar que el "mol" en estas constantes se refiere a las entidades
efectivas disueltas, no solo a la molécula original, un concepto
fundamental de las propiedades coligativas.
Figura
1. El Prestone rosa al 50% es un refrigerante premezclado con etilenglicol
para proteger contra congelación (-37°C) y ebullición (129°C).
Incorpora aditivos anticorrosivos, antiespumantes y anti-depósitos.
Marcas como Havoline y Mobil ofrecen equivalentes con tecnologías
OAT y HOAT, vitales para la compatibilidad con motores
modernos. Siempre consulte el manual del vehículo para usar el tipo correcto.
A pesar de sus beneficios, el anticongelante no puede
utilizarse puro. Su alta viscosidad en estado concentrado reduciría
drásticamente la eficiencia de circulación en el sistema de enfriamiento. Un
fluido demasiado viscoso obstaculizaría la bomba de agua, provocando sobrecalentamiento
localizado, daños en las juntas del motor y una menor capacidad de
transferencia de calor. Por ello, las formulaciones óptimas, como el Prestone
rosa al 50% (una marca reconocida), vienen premezcladas con agua
desmineralizada, típicamente en proporciones 50:50. Esta dilución optimiza
tanto el flujo del refrigerante como sus propiedades térmicas. Por ejemplo, el
Prestone rosa al 50% con 50% de etilenglicol ofrece una protección de hasta -37
°C de congelación y hasta 129 °C de ebullición bajo presión normal en el
sistema.
Aditivos y Marcas Especializadas
Más allá de los glicoles, las formulaciones de
anticongelante incluyen un complejo paquete de aditivos especializados
que cumplen funciones vitales. Estos incluyen:
- Inhibidores
de corrosión: Protegen los diversos metales del sistema de
enfriamiento (aluminio, hierro fundido, cobre, latón) de la oxidación.
Marcas como Havoline, Mobil, y Peak ofrecen
formulaciones con tecnologías de aditivos orgánicos (OAT), inorgánicos
(IAT) o híbridos (HOAT), cada una diseñada para tipos específicos de
metales o para una vida útil prolongada. Por ejemplo, los anticongelantes
de color verde suelen usar IAT, más antiguos, mientras que los naranja o
rojo (como el Dex-Cool de General Motors, fabricado por Prestone o
Havoline) usan tecnología OAT, ofreciendo mayor durabilidad y protección
para motores más modernos con componentes de aluminio.
- Agentes
antiespumantes: Evitan la formación de burbujas en el sistema, lo que
podría reducir la eficiencia de la transferencia de calor y causar puntos
calientes.
- Compuestos
anti-incrustantes y anti-depósitos: Previenen la acumulación de
minerales y sedimentos que pueden obstruir los conductos del radiador y
del motor, manteniendo la eficiencia del flujo y la disipación de calor.
El uso exclusivo de agua en el radiador, salvo emergencias,
es perjudicial. El agua pura carece de estos aditivos, lo que ocasiona corrosión
interna, incrustaciones (depósitos de sales minerales) y una menor
capacidad de disipación de calor debido a sus puntos de congelación y
ebullición limitados. Esto reduce la eficiencia del motor y puede provocar
fallos graves, especialmente en climas con temperaturas extremas.
Aplicaciones y Consideraciones Ambientales
El anticongelante no es solo vital para vehículos ligeros,
sino que su papel se expande a sistemas de refrigeración industrial y maquinaria
pesada que operan en condiciones extremas, como las zonas desérticas donde
la resistencia a la evaporación y al sobrecalentamiento es primordial.
Compañías como Caterpillar y Cummins desarrollan sus propios
fluidos refrigerantes especializados para sus motores de alta demanda,
garantizando el rendimiento y la longevidad de sus equipos bajo cargas de
trabajo severas.
Desde una perspectiva ambiental, es crucial abordar
el etilenglicol de manera responsable. Es altamente tóxico y
representa un riesgo significativo de contaminación de fuentes de agua
si no se deshecha correctamente. Aunque el propilenglicol es
considerablemente menos tóxico y se considera más ecológico, su manejo
también requiere precaución. Como ciudadanos científicamente informados, es
nuestro deber reciclar los líquidos refrigerantes usados en centros
autorizados y optar por productos más sostenibles, como aquellos basados en
propilenglicol o con formulaciones biodegradables, siempre que sean compatibles
con el vehículo o la maquinaria. Optimizar el uso y el mantenimiento del anticongelante
no solo prolonga la vida útil del motor, sino que también es un acto de responsabilidad
ambiental y un paso hacia una gestión más sostenible de los recursos y
desechos químicos.
Sales y carreteras nevadas
Este mismo principio es idéntico al que se aplica en las carreteras nevadas para derretir el hielo y la nieve, facilitando el tránsito. Al esparcir sal (comúnmente cloruro de sodio, cloruro de calcio o cloruro de magnesio) sobre el hielo en las carreteras, los iones de la sal se disuelven en la fina capa de agua líquida que siempre está presente sobre la superficie del hielo, incluso a temperaturas bajo cero. Estos iones interfieren con la formación de los enlaces de hidrógeno necesarios para que las moléculas de agua se cristalicen y formen hielo sólido.
Figura 2. En invierno, países como Canadá, EE. UU. y Rusia usan sales para derretir nieve. La sal de roca (NaCl) es la más común por su bajo costo y disponibilidad, bajando el punto de congelación. Para temperaturas extremas, se emplean cloruro de calcio o magnesio, más efectivos pero más caros, considerando siempre la eficacia, el clima y el costo.
Como resultado, el punto de congelación del agua desciende, permitiendo que el hielo se derrita a temperaturas inferiores a 0 °C. Este método es sumamente eficaz en climas con nevadas moderadas, pues la sal crea una solución con un punto de congelación mucho más bajo, ayudando a limpiar las vías. Sin embargo, en condiciones de nevadas muy severas o temperaturas extremadamente bajas, este método puede volverse ineficaz. La cantidad de sal necesaria para reducir el punto de congelación de una vasta masa de nieve o para combatir temperaturas gélidas extremas puede ser insuficiente para generar un efecto significativo, lo que impide que este proceso estabilice el solvente de manera adecuada frente a volúmenes tan grandes. La cantidad de soluto disuelto es, por tanto, crucial para la efectividad de estas propiedades emergentes, ya sea en el radiador de un motor o en una carretera congelada
Referencias
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