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CAVITACIÓN: PROTECCIÓN VS COSTO DE REFRIGERANTE.

Actualizado: 6 abr 2021

¿Los refrigerantes económicos protegen de la cavitación?


Proteger a los autos de nuestros clientes y mantener la buena reputación de nuestro taller automotriz es uno de nuestros principales objetivos, lo cual va de la mano con el uso y recomendación de insumos químicos de calidad. Sin embargo, es obvio que requerimos adquirir los insumos químicos más económicos, entre ellos, REFRIGERANTES asequibles que nos brinden una calidad aceptable.


Los precios sumamente bajos pueden seducirnos; sin embargo, surge la inquietud relacionada con la efectividad de estos refrigerantes económicos, en cuanto a una adecuada protección contra la cavitación.

El precio de mercado de un refrigerante, listo para usar, puede oscilar entre productos con un valor menor a 1 USD/Litro hasta importados de más de 10 USD/Litro


La razón de esta amplia diferencia de precios radica en la concentración de glicoles y la calidad de su paquete anticorrosivo.


Partiendo de que un refrigerante listo para usar tendrá como componentes (glicoles + agua) y un paquete anticorrosivo, será necesario establecer el aporte de cada uno en la protección contra la cavitación.


La cavitación es un fenómeno que se produce básicamente por el colapso (aplastamiento) de pequeñas burbujas en el seno de la solución refrigerante, que se forman cerca de las camisas húmedas, colindantes al pistón.



Hay que comprender que la temperatura de las superficies en esa zona, va a ser bastante alta, entregando energía a la solución refrigerante y excitando a sus moléculas. Por otro lado, la reducción de área al pasar el flujo de refrigerante por esa zona, implica una reducción de presión, lo cual, sumado a vibraciones existentes por el mismo movimiento del pistón, pueden hacer que ciertas partículas de la solución refrigerante venzan la presión total a su alrededor y se evaporen, formando pequeñas burbujas cercanas a las superficies. Estas burbujas sin embargo más tarde van a ser aplastadas, una vez que la presión se recupera. Su efecto será la aparición de ondas, incluso de un fuerte chorro que en conjunto chocan contra las superficies.



Con estos antecedentes disminuir la probabilidad de daños por cavitación implicará todas aquellas acciones encaminadas a que no se formen estas burbujas y en el caso de hacerlo que no se produzcan procesos corrosivos.


1. ACCIONES PARA EL CONTROL DE FORMACIÓN Y COLAPSO DE BURBUJAS


La reducción del aparecimiento de burbujas, va a disminuir la presión con la que esas ondas y ese chorro podrían chocar y dañar las superficies. Esa PRESIÓN DE COLAPSO depende de la tensión superficial y viscosidad de la solución refrigerante.


Se ha demostrado que mientras menor es la tensión superficial y mayor es la viscosidad de un REFRIGERANTE se tendrá mayor protección.


Conocidas la tensión superficial y la viscosidad del agua y varios refrigerantes con distintas concentraciones de glicoles, puede determinarse las presiones de colapso que pueden causar de cada uno. A través de la Figura 4. puede inferirse cualitativamente la presión de colapso del agua pura, la cual será superior a 1050 MPa.




EG = Etilenglicol

PG = Propilenglicol


Al comparar la presión de colapso del agua pura con la de refrigerantes que contienen glicoles, se puede observar a través de la Figura 5., que el agua presenta un valor mucho más elevado, implicando mayores daños. Contrariamente cuando se tienen concentraciones entre 40 y 60% de glicoles (mono etilenglicol y propilenglicol) esa presión es muy inferior en comparación al agua. Se puede concluir que la protección en cuanto a la formación y colapso de burbujas va a estar en función de la concentración de glicoles. Mayor cantidad de glicoles implicará mayor protección contra la cavitación.




La presión de colapso de las burbujas va a extraer material de las superficies, presentándose pérdida de peso, la que como se puede ver en la Figura 6. va a disminuir conforme se tenga mayor concentración de glicoles en un refrigerante.



2. ACCIONES PARA EL CONTROL DE PROCESOS CORROSIVOS


La dotación de propiedades anticorrosivas a una solución refrigerante implica no solamente la incorporación de un solo compuesto. Es necesario dotar de un paquete que esté diseñado para brindar protección a los diferentes metales presentes en el sistema de refrigeración. Debe, además de tomar en cuenta la afectación a la salud y el medio ambiente que pueden tenerse.


Los anticorrosivos más económicos que pueden encontrarse en el mercado son los silicatos, nitritos y fosfatos. Sin embargo, debe tenerse cuidado de no usarse elevadas concentraciones de silicatos para evitar depósitos y además será necesario contemplar la toxicidad que presentan los nitritos y la afectación al medio ambiente de los fosfatos.



Con los antecedentes expuestos es evidente que debe existir un equilibrio entre la performance de un producto y su costo. En el caso específico de un refrigerante debe estar claro que un precio económico implicará concentraciones insuficientes de glicoles. El disminuir costos también puede afectar a la performance del paquete anticorrosivo y la protección que brinda a todo el sistema.


La baja concentración de glicoles traerá como consecuencia, que no se tenga un colchón de seguridad al respecto de su temperatura de ebullición y en cuanto a la cavitación es obvio que no evitará la formación de burbujas y los respectivos daños debido a su colapso.



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