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¿Qué es el “Fluido” que Recircula en el Sistema de Enfriamiento?

El sistema de enfriamiento de su automóvil es vital para un óptimo funcionamiento de este, pero la mayoría de las personas no entienden cómo funciona. El motor de su automóvil funciona de manera eficiente en tanto la temperatura se mantenga en su rango óptimo durante el funcionamiento. Cuando el motor está frío, los componentes se desgastan más rápido, el motor es menos eficiente y emite más contaminación. Por lo tanto, el papel importante del sistema de enfriamiento es permitir que el motor se caliente hasta este rango de operación optimo lo más rápido posible y luego mantenerlo funcionando a una temperatura constante.

Para comprender mejor cómo funciona el sistema de enfriamiento, es una buena idea observar el funcionamiento general del motor. Dentro de un motor en funcionamiento, el combustible se quema constantemente. Gran parte del calor de esta combustión sale directamente por el sistema de escape, pero una parte penetra en el motor y lo calienta.


Para su buen funcionamiento, la temperatura del motor debería ser entre 80ºC y 100ºC. A esta temperatura:

  • La cámara de combustión es lo suficientemente caliente como para vaporizar completamente el combustible, proporcionando una mejor combustión y reduciendo las emisiones.

  • El aceite utilizado para lubricar el motor mantiene su viscosidad dentro de rangos saludables de fluidez -tal cual lo indica el fabricante- en el manual del propietario, por lo que las piezas del motor se mueven más libremente y el motor desperdicia menos energía moviendo sus propios componentes.

  • Las piezas metálicas se desgastan menos.


¿Cómo funciona el sistema de enfriamiento de mi vehículo?

El sistema de enfriamiento de los automóviles refrigerados por líquido hace circular un fluido a través de tuberías y líneas en el motor. A medida que este líquido pasa a través del motor caliente, absorbe el calor, enfriando el motor. Después de que el fluido sale del motor, pasa a través de un intercambiador de calor, o radiador, que transfiere el calor del fluido al aire que sopla a través del intercambiador. El sistema de enfriamiento implica una gran cantidad de plomería. Comencemos en la bomba y trabajemos nuestro camino a través del sistema con más detalle.

Básicamente, la bomba envía el fluido al bloque del motor, donde se abre paso a través de pasajes en el motor alrededor de los cilindros. Luego regresa a través de la culata del motor. El termostato se encuentra donde el fluido sale del motor. La plomería alrededor del termostato envía el fluido de vuelta a la bomba directamente si el termostato está cerrado. Si está abierto, el fluido pasa primero por el radiador y luego vuelve a la bomba. También hay un circuito separado para el sistema de calefacción. Este circuito toma el fluido de la culata y lo pasa a través de un núcleo del calentador y luego regresa a la bomba. Y en los automóviles con transmisiones automáticas, normalmente también hay un circuito separado para enfriar el fluido de transmisión integrado en el radiador. El aceite de la transmisión es bombeado por la transmisión a través de un segundo intercambiador de calor dentro del radiador.


¿Qué es el “Fluido” que se hace recircular a través de tuberías y líneas en el motor?

Los automóviles tienen que operar en una amplia variedad de temperaturas, desde muy por debajo del punto de congelación hasta más de -38°C, por lo que el fluido utilizado para enfriar el motor tiene que tener un punto de congelación muy bajo, un punto de ebullición alto y tiene que tener la capacidad de contener mucho calor.


El agua es uno de los fluidos más efectivos para retener el calor, pero el agua se congela a una temperatura demasiado alta para ser utilizada en los motores de los automóviles, además el agua debido a su naturaleza es corrosiva y este expuesta en agitación se mezcla con el aire en las camisas generan la implosión de las burbujas de aire un desgaste llamado “cavitación” y esto es debido el mecanismo por el cual se da este desgaste, del cual hablamos en detalle en artículos anteriores. El líquido que la mayoría de los automóviles utilizan es una mezcla de agua, etilenglicol y aditivos; también conocido como refrigerante-anticongelante.

Al agregar etilenglicol al agua, los puntos de ebullición y congelación mejoran significativamente, como puede ver en esta tabla:

La temperatura del refrigerante a veces puede alcanzar los 121°C a 135°C. Incluso con etilenglicol agregado, estas temperaturas hervirían el refrigerante, por lo que se debe hacer algo adicional para elevar su punto de ebullición. El sistema de enfriamiento utiliza presión para elevar aún más el punto de ebullición del refrigerante. Así como la temperatura de ebullición del agua es más alta en una olla a presión, la temperatura de ebullición del refrigerante es mayor si presuriza el sistema. La mayoría de los automóviles tienen un límite de presión de 14 a 15 libras por pulgada cuadrada (psi), lo que eleva el punto de ebullición otros 25°C para que el refrigerante pueda soportar las altas temperaturas.


Bomba de Agua

Es una bomba centrífuga simple accionada por una correa conectada al cigüeñal del motor. La bomba hace circular el fluido siempre que el motor está funcionando. La bomba de agua utiliza la fuerza centrífuga para enviar fluido al exterior mientras gira, lo que hace que el fluido se extraiga del centro continuamente. La entrada a la bomba se encuentra cerca del centro para que el fluido que regresa del radiador golpee las paletas de la bomba. Las paletas de la bomba luego lanzan el fluido al exterior de la bomba, donde puede ingresar al motor.

El fluido que sale de la bomba fluye primero a través del bloque del motor y la culata, luego hacia el radiador y finalmente de regreso a la bomba.


Motor

El bloque del motor y la culata tienen muchos pasajes fundidos o mecanizados en ellos para permitir el flujo de fluidos. Estos pasillos dirigen el refrigerante a las áreas más críticas del motor.

Las temperaturas en la cámara de combustión del motor pueden alcanzar los 2500 °C, por lo que es fundamental enfriar el área alrededor de los cilindros. Las áreas alrededor de las válvulas de escape son especialmente cruciales, y casi todo el espacio dentro de la culata alrededor de las válvulas que no es necesario para la estructura se llena con refrigerante. Si el motor se queda sin refrigeración durante demasiado tiempo, puede griparse. Cuando esto sucede, el metal se ha calentado lo suficiente como para que el pistón se suelde al cilindro, lo que generalmente resulta en la destrucción completa del motor.

Las paredes del cilindro son bastante delgadas y el bloque del motor es en su mayoría hueco.


Radiador

Como se señaló anteriormente, un radiador es un tipo de intercambiador de calor. Está diseñado para transferir calor del refrigerante caliente que fluye a través de él al aire soplado a través de él por el ventilador. Algunos automóviles (por ejemplo, Corvettes) están equipados con radiadores de aluminio, ya que tienen un coeficiente térmico más alto que las unidades de latón o cobre. Estos radiadores se fabrican soldando finas aletas de aluminio a tubos de aluminio aplanados. El refrigerante fluye desde la entrada hasta la salida a través de muchos tubos montados en una disposición paralela. Las aletas conducen el calor de los tubos y lo transfieren al aire que fluye a través del radiador.


Los tubos a veces tienen un tipo de aleta insertada en ellos llamada turbulador, lo que aumenta la turbulencia del fluido que fluye a través de los tubos. Si el fluido fluyera muy suavemente a través de los tubos, solo el fluido que realmente toca los tubos se enfriaría directamente. La cantidad de calor transferido a los tubos desde el fluido que los atraviesa depende de la diferencia de temperatura entre el tubo y el fluido que lo toca. Por lo tanto, si el fluido que está en contacto con el tubo se enfría rápidamente, se transferirá menos calor. Al crear turbulencia dentro del tubo, todo el fluido se mezcla, manteniendo la temperatura del fluido que toca los tubos para que se pueda extraer más calor, y todo el fluido dentro del tubo se usa de manera efectiva.


Tapa de presión

La tapa del radiador en realidad aumenta el punto de ebullición de su refrigerante en aproximadamente 25 °C. La tapa es en realidad una válvula de liberación de presión, y en los automóviles generalmente se establece en 15psi. El punto de ebullición del agua aumenta cuando el agua se coloca bajo presión. Cuando el fluido en el sistema de enfriamiento se calienta, se expande, haciendo que la presión se acumule. La tapa es el único lugar donde esta presión puede escapar, por lo que el ajuste del resorte en la tapa determina la presión máxima en el sistema de enfriamiento. Cuando la presión alcanza los 15 psi, la presión empuja la válvula abierta, permitiendo que el refrigerante escape del sistema de enfriamiento. Este refrigerante fluye a través del tubo de desbordamiento hacia el fondo del tanque de desbordamiento. Esta disposición mantiene el aire fuera del sistema. Cuando el radiador se enfría de nuevo, se crea un vacío en el sistema de enfriamiento que abre otra válvula cargada por resorte, aspirando agua desde el fondo del tanque de desbordamiento para reemplazar el agua que fue expulsada.


Termostato

El trabajo principal del termostato es permitir que el motor se caliente rápidamente y luego mantener el motor a una temperatura constante. Lo hace regulando la cantidad de agua que pasa a través del radiador. A bajas temperaturas, la salida al radiador está completamente bloqueada: todo el refrigerante se recircula a través del motor.

Una vez que la temperatura del refrigerante aumenta a entre 80 °C a 90 °C, el termostato comienza a abrirse, permitiendo que el fluido fluya a través del radiador. Para cuando el refrigerante alcanza los 93 °C a 103 °C, el termostato está abierto todo el camino.

Ventilador

Al igual que el termostato, el ventilador de refrigeración debe controlarse para que permita que el motor mantenga una temperatura constante. Los autos modernos tienen ventiladores eléctricos. Los ventiladores se controlan con un interruptor termostático o mediante la computadora del motor, y se encienden cuando la temperatura del refrigerante supera un punto de ajuste. Se apagan cuando la temperatura desciende por debajo de ese punto.


Siempre es importante enfatizar que las recomendaciones con respecto a la periodicidad del reemplazo del fluido refrigerante-anticongelante, monitoreo de las propiedades físico-químicas, lavado del sistema de enfriamiento, etc. deben estar de acuerdo con las pautas proporcionadas por los OEM, por lo que si el fabricante recomienda un refrigerante al 50% de etilenglicol y de tecnología de Vida Extendida te recomendamos el producto CAM2 Premium Extended Life Antifreeze/Coolant 50/50.



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