Función

Comencemos con su función básica: un refrigerante, como su nombre lo indica, debe tener un efecto de enfriamiento. En una situación ideal, toda la energía de la combustión del combustible se usaría para el movimiento. Sin embargo, la mayor parte de la energía del combustible se convierte en calor. Incluso los vehículos eléctricos e híbridos con una gran batería liberan mucho calor durante la conducción (descarga) y carga. Estos sistemas dejan de funcionar cuando se sobrecalientan, por eso existe un sistema de enfriamiento.

Además de la eliminación de calor, los refrigerantes tienen otras funciones como:

• Proporcionar protección contra el congelamiento;
• Aumentar el punto de ebullición por encima de la temperatura de funcionamiento del sistema;
• Proteger los metales en el sistema de enfriamiento contra la corrosión;
• Inhibir la formación de espuma.

Conceptos básicos

La función principal del fluido, como se mencionó anteriormente, es distribuir el exceso de calor al radiador donde se intercambia con el aire exterior. El agua es sumamente adecuada para absorber y eliminar el calor, pero la desventaja del agua es que se congela a 0 grados y hierve a 100 grados. Los minerales y sales presentes en el agua (potable) también tienen un efecto negativo en los materiales del sistema de enfriamiento.

Para evitar estos efectos negativos del agua, utilizamos glicoles como base para un refrigerante; generalmente etilenglicol mono (MEG). A veces también se utiliza glicol monopropileno (MPG) como base, pero su capacidad de transferencia de calor para motores de combustión suele ser insuficiente. El MPG es menos tóxico, por lo tanto, estos fluidos se ven más a menudo en la industria alimentaria. La tercera opción son los refrigerantes a base de glicerol, también conocidos como la especificación G13. Si bien el glicerol es más respetuoso con el medio ambiente en comparación con el MEG, no está tan disponible para esta aplicación porque también es una materia prima para cosméticos. El glicerol es un subproducto de la producción de biocombustible o puede derivar de material vegetal.

Composición

Un refrigerante real consta de varias partes, porque - además del glicol de monoetileno (MEG) - se requieren aditivos para darle al fluido las propiedades deseadas (más sobre esto más adelante). Nos referimos a MEG + aditivos como 'anticongelante' o 'concentrado'. El anticongelante debe diluirse con agua desmineralizada o ablandada antes de poder ser utilizado realmente en un sistema de refrigeración.

El agua desmineralizada elimina minerales como el calcio y sales. La acumulación de cal evita la transferencia de calor y las sales pueden corroer los metales en el sistema.

Solo después de que el anticongelante haya sido diluido tenemos un refrigerante listo para usar, también llamado 'Ready-Mix' o 'coolant'. La cantidad de agua desmineralizada utilizada para diluir el anticongelante determina el rango de temperatura de la mezcla. Como regla general, una mezcla 50/50 proporciona protección a no menos de -36°C, una proporción de mezcla 40/60 (40% de concentrado y 60% de agua desmineralizada) proporciona protección a no menos de -26°C. Concentraciones más altas de anticongelante no dan un rango de temperatura mayor o 'mejor'. Además, una concentración demasiado baja de anticongelante a su vez pierde sus propiedades de prevención de corrosión. Consulte el gráfico a continuación:

Additieven

Para darle al refrigerante las propiedades deseadas, se necesitan aditivos químicos. Los aditivos se agregan para prevenir la formación de corrosión, cavitación (formación y destrucción de pequeñas burbujas de aire que pueden dañar la bomba de agua), depósitos y lodo (depósito de material insoluble), entre otras cosas.

Para evitar la intoxicación por ingestión del refrigerante, siempre se agrega un sabor amargo. Esto significa que los perros dejarán el líquido en paz en caso de una fuga inesperada. También evita que los niños beban el refrigerante. Tanto las personas como los animales se enferman gravemente después de ingerirlo.

Podemos darle al refrigerante cualquier color añadiendo un colorante. Esto significa que hoy en día las personas absolutamente no pueden 'confiar en' el color del líquido o en lo que estaban acostumbrados. En otras palabras, no se puede determinar la calidad basándose en el color del refrigerante.

Además, existen estabilizadores contra depósitos (acumulación de silicatos), dispersantes para garantizar la tolerancia al agua dura, un tampón de pH para mantener el nivel de acidez y agentes antiespumantes para asegurar que haya la menor cantidad de aire atrapado en el líquido durante el bombeo.

IAT (Tecnología de Ácido Inorgánico)

El IAT también se conoce como el refrigerante 'convencional' o 'antiguo'. Es el que tiene un intervalo de reemplazo corto (cada 2 años), a menudo de color verde o azul.

Para cumplir con los requisitos mencionados anteriormente, este refrigerante contiene inhibidores inorgánicos (minerales) que consisten en silicatos, nitratos, aminas, fosfatos y/o boratos. Este refrigerante funciona creando una pequeña capa protectora para proteger el metal en el sistema. Los minerales que proporcionan este efecto se consumen durante el proceso, lo que significa que con el tiempo no hay capacidad para reparar la capa protectora. Esto hace que el sistema sea algo más vulnerable.

La ventaja de este refrigerante es que actúa rápidamente, pero al mismo tiempo, la desventaja es que su efecto químico desaparece relativamente rápido. La capa protectora creada también actúa como aislante, limitando en cierta medida la transferencia de calor.

OAT (Tecnología de Ácido Orgánico)

Un refrigerante OAT está basado en glicol (MEG o MPG) con inhibidores orgánicos, que consisten en carboxilatos. No contiene inhibidores inorgánicos (minerales). Los inhibidores orgánicos son selectivos; en lugar de crear una capa protectora en todo el sistema como hace un IAT, los inhibidores interactúan químicamente solo en las áreas donde comienza a producirse daño por corrosión en el sistema.

Por lo tanto, el consumo de aditivos es mucho menor en comparación con un IAT. Por esa razón, el intervalo de reemplazo de un OAT es considerablemente más largo (prolongado).

La desventaja es que la protección siempre es reactiva, por lo que siempre hay cierta demora en la protección, ya que la superficie debe comenzar a corroerse antes de que la química entre en acción.

HOAT (Tecnología de Ácido Orgánico Híbrido)

En muchos metales ligeros, una forma leve de corrosión, como la que ocurre en un OAT, no es deseable; por esta razón, se ha desarrollado un refrigerante híbrido que utiliza tanto los inhibidores de minerales de un IAT como los inhibidores orgánicos de un OAT. La base es un OAT al que se le han añadido pequeñas cantidades de silicatos, boratos, molibdatos o nitratos, dependiendo de la aplicación. Este refrigerante combina el efecto prolongado (OAT) con la protección rápida (IAT) de las dos variantes mencionadas anteriormente.

Lobrid

Lobrids son la última generación de refrigerantes en los que el efecto híbrido de un HOAT está aún mejor alineado y ajustado para la aplicación. El nivel de inhibidores minerales se reduce y se han utilizado más inhibidores orgánicos, de ahí el nombre que combina tanto bajo como híbrido. Los inhibidores minerales utilizados a menudo se incluyen en el nombre, por ejemplo: Si-OAT y P-OAT (OAT de silicato o fosfato) o una combinación de los dos: PSi-OAT.

Vehículos Eléctricos de Batería y enfriamiento

La gestión del calor en un vehículo eléctrico de batería (BEV) es muy importante, ya sea que se trate de la temperatura de las baterías, del motor o de los componentes eléctricos de alta potencia para el control. Distinguimos dos variantes de este tipo de enfriamiento:

• Enfriamiento convencional del paquete de baterías;
• Baterías sumergidas en líquido (paquete de baterías sumergido).

Las baterías pierden capacidad cuando se calientan demasiado. También pierden capacidad cuando están demasiado frías. Las baterías que están demasiado frías tampoco se cargarán. El factor dominante actual sigue siendo un paquete de baterías enfriado externamente utilizando refrigerantes a base de MEG convencionales. Ejemplos de tales vehículos incluyen: Tesla Model S, Audi eTron, Mercedes-Benz EQC y BMW i3.

La tecnología de carga rápida es un punto focal para los desarrolladores de vehículos. La carga rápida potencialmente resulta en temperaturas muy altas. Los vehículos que logran velocidades de carga de hasta 960 km/h (convertido) ya están disponibles en el mercado. Velocidades de carga de más de 1400 km/h ya se prometen en un futuro cercano. Tales velocidades solo se pueden lograr mediante paquetes de baterías sumergidas, porque pueden controlar la temperatura. Los fluidos utilizados para esto se asemejan más a los fluidos de transformadores pero con una viscosidad mucho menor y también se llaman 'fluidos térmicos' o 'fluidos dieléctricos'.

Los fluidos térmicos tienen requisitos diferentes a los fluidos refrigerantes para motores de combustión discutidos anteriormente, tienen un punto de inflamación alto, deben ser retardantes de llama y no conductores.

Uso

Ahora que hemos aprendido sobre las diferencias y los desarrollos realizados con el tiempo, surge la pregunta '¿por qué necesitamos tantos refrigerantes diferentes?' En teoría, por supuesto, la solución más ideal sería usar el refrigerante de larga vida más protector para todos los sistemas de enfriamiento, pero desafortunadamente, la práctica muestra lo contrario. Hay muchos OEMs (marcas de automóviles) con diferentes puntos de vista sobre sus motores y los materiales utilizados. Los requisitos que los OEMs establecen para un refrigerante aprobado generalmente están definidos en una especificación para que el fluido requerido cumpla con una de las tecnologías mencionadas anteriormente. Por esta razón, consulte siempre al Asesor de Aceites de Eurol. Esta herramienta lo ayudará a tomar la decisión correcta para el fluido o refrigerante adecuado para su aplicación.

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