Formulación  de Refrigerante Relevante en la Cavitación del Sistema de Enfriamiento en Paredes de Cilindros
Por Ambrose Hughey, OMA I
Business Manager Northwest, Tribology


Aunque a menudo se pasa por alto, el sistema de enfriamiento y la salud del refrigerante en los motores diesel es fundamental para la vida útil y la fiabilidad de estos. Al igual que el aceite del motor, el refrigerante es uno de los fluidos vitales de un sistema de funcionamiento del motor diesel. La cavitación en el sistema de refrigeración en revestimientos de motor es sólo un aspecto de la solución de problemas en la tecnología del sistema de refrigerante. Se estima que la mayoría del tiempo de inactividad del motor diesel esta relacionada al refrigerante y a fugas de refrigerante a través de los revestimientos causando una importante  contaminación del líquido refrigerante en el lubricante del motor. Esta es la primera de varias piezas de información sobre la fiabilidad del sistema refrigerante en el motor.

La cavitación en el líquido refrigerante en el exterior de los revestimientos húmedos es causada por la vibración de la pared del cilindro mientras el pistón está en movimiento. Esta vibración provoca la expansión y contracción de la camisa de cilindro, que a su vez crea zonas alta y baja presión en el fluido entre el manguito de cilindro y el bloque del motor por donde fluye el refrigerante del motor. Durante las fases de baja presión se crean burbujas de vapor. Esto da lugar a la cavitación cuando estas burbujas de vapor colapsan violentamente (implosión) cuando el fluido refrigerante pasa rápidamente de una fase de baja presión a una fase de alta presión. Estas implosiones microscópicas violentas a altas presiones causan picaduras y erosionan las superficies metálicas que están en contacto. Sin aditivos inhibidores el proceso penetraría rápidamente paredes del cilindro y causando daños perjudiciaesl para el lubricante del motor y, finalmente, el propio motor.

Cuando se utilizan refrigerantes convencionales en  revestimientos de motor diesel el nitrito es el inhibidor primario para proteger contra la erosión por cavitación, lo que resulta en picaduras del revestimiento en el exterior de la camisa de cilindro.

 Algunas formulaciones utilizarán molibdato en combinación con nitrito para una mayor protección contra la cavitación. El nitrito forma una película protectora de óxido de sacrificio delgada en el lado del refrigerante de la pared de la camisa. Esta película de óxido restaura rápidamente el material de la superficie sobre el revestimiento con nitrito adicional disponible en el refrigerante.

Los nitritos tienden a agotarse rápidamente en refrigerantes convencionales y deben ser repuestos en intervalos regulares con SCA (Aditivos Refrigerantes Suplementarios). Con el fin de reemplazar la superficie metálica averiada con implosiones debido a la cavitación, la formulación de refrigerante convencional debe tener SCA  no convertida en forma líquida disponible en el líquido refrigerante. El material desplazado de estos sistemas se convierten en partículas abrasivas flotando en el líquido refrigerante, que requiere lavado periódico. Estas partículas abrasivas pueden acelerar el desgaste en los componentes del sistema de refrigeración, tales como radiadores, bombas de agua y mangueras.

Fluidos de duración extendida (ELC) utilizan la tecnología de ácido orgánico (OAT) para proteger los cilindros a la cavitación. Algunas formulaciones de ácidos orgánicos incluyen algunos niveles de nitritos en sus formulaciones también (NOATs). Los inhibidores basados en formulaciones de nitrito en refrigerante convencionales proporcionan protección mediante la formación de una capa que  cubre la superficie del metal, por otro lado los inhibidores de ácidos orgánicos protegen de cavitación al interactuar químicamente con la superficie metálica en sí. Esto elimina la formación de incrustaciones sacrificiales que son características del material de los aditivosde  nitrito utilizados en refrigerantes convencionales, que, eventualmente, debe ser eliminada. Dado que la frecuencia para eliminar los sistemas de refrigeración que utilizan inhibidores de ácidos orgánicos (OAT o NOATs) son extensos en gran medida estas formulaciones se denominan Refrigerantes de Vida Extendida (ELC).

Ya sea que se utilice una formulación convencional de refrigerante o un ELC se debe tener cuidado para evitar la mezcla inadecuada de líquidos refrigerantes convencionales y refrigerantes de vida extendida. Estas formulaciones son generalmente incompatibles, lo que hará que el rendimiento del refrigerante sea inadecuada y cause daños a los sistemas de refrigeración del motor.

ALS Tribology puede analizar su refrigerante del motor diesel para detectar el nivel adecuado de aditivos en ambos refrigerantes convencionales y refrigerante de larga duración, o posible mezclas inadecuadas. SCA pueden ser monitoreados por  niveles adecuados. El exceso de concentración de SCA puede hacer daño al sistema de refrigeración también. Desgastes de  metales como el hierro, junto con cromo, níquel, silicio, o manganeso, que indican erosión de revestimientos, pueden ser reportados. La acumulación de sólidos y partículas en el líquido refrigerante, lo que indica la acumulación de sarro, también se puede informar.

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