¿Cómo funciona el sistema de enfriamiento del motor?

Los motores de combustión interna producen potencia quemando el combustible para crear una cantidad tremenda de calor y presión, que se convierte en energía mecánica para mover el vehículo. Y aún con toda la maravillosa eficiencia de los motores modernos, éstos tan sólo son aproximadamente 80% eficientes en convertir la energía del combustible en potencia útil. En otras palabras, los motores producen más calor del que pueden convertir en potencia, por lo que se necesita algún tipo de sistema de enfriamiento para controlar las temperaturas de operación y enviar un sobrecalentamiento.

A lo largo de las décadas se han utilizado dos tipos de sistemas de enfriamiento: aire y agua. A final de cuentas, todo el calor en exceso producido por un motor debe disiparse a la atmósfera. Los motores de algunos vehículos, como la planta de poder de cuatro cilindros planos del icónico Volkswagen sedán, se enfriaban directamente mediante flujo de aire sobre las cabezas y el bloque de los cilindros.

No había un sistema de enfriamiento separado al que hubiera que darle servicio, no había refrigerante que tuviera que purgarse y limpiarse, no había termostato que tuviera que cambiarse, y no había bomba de agua con fugas y que fallara; simplemente un ventilador impulsado por banda para soplar aire sobre el motor. Pero aún con toda sencillez, peso ligero y confiabilidad de los motores de automóvil enfriados por aire, éstos tienden a sufrir mayores temperaturas de operación con mayores pérdidas en desempeño y economía de combustible. Y como no hay refrigerante, no son tan eficientes en el suministro de calor para mantener calientes la cabina y a sus pasajeros.

Ahora bien, el enfriamiento mediante aire todavía es popular en los motores más pequeños que se encuentran en equipos para podar césped y de jardinería. La mayoría de los vehículos de motor tienen sistemas de enfriamiento cerrados que hacen uso de algún líquido. La bomba de agua hace circular el refrigerante a través del bloque y las cabezas de los cilindros para absorber y llevarse el calor en exceso de la combustión al radiador, el cual envía el calor al aire atmosférico que se mueve pasando por sus aletas y núcleos de enfriamiento.

Para ayudar a la eficiencia del sistema de enfriamiento que utiliza un líquido, el sistema está presurizado y se controla con un termostato. Al operar el sistema a presiones más altas, normalmente en el rango de 7-16lb/pulg², se eleva el punto de ebullición hasta 205 grado Fahrenheit (120 grados Celsius) o a un nivel mayor, el refrigerante no hervirá ni perderá eficiencia a las temperaturas normales de operación del motor de 180-230 grados Fahrenheit (82-110 grados Celsius). La presión se controla mediante la tapa de presión en el radiador o el tanque de recuperación.

Como los motores de combustión interna no operan de manera eficiente o limpia en términos de emisiones hasta que llegan a la temperatura plena de operación, un termostato en sistema restringe el flujo de refrigerante hasta que las temperaturas de éste lleguen al rango normal.  A partir de este punto, el termostato comienza a descender por debajo del umbral del valor normal, por lo general alrededor de 120 grado Fahrenheit (82 grado Celsius).

Un componente final del sistema de enfriamiento es el refrigerante mismo. Créalo o no, por lo que respecta a una eficiencia pura de enfriamiento, el agua es la mejor opción. Su habilidad para absorber calor de manera rápida y eficiente, junto con su abundancia y bajo costo, la convierte en el refrigerante perfecto, con dos excepciones. El agua se congela a temperaturas de 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) o menores, y tiende a promover la corrosión.

Es por ello que para evitar la corrosión en el sistema de enfriamiento, al refrigerante se le incorpora un paquete de aditivos que incluyen inhibidores de oxidación y un lubricante para la bomba de agua. Históricamente, los inhibidores de oxidación han sido fosfatos, boratos y silicatos. Hoy en día éstos todavía son populares, pero muchos fabricantes de automóviles están llenando sus sistemas de enfriamiento con refrigerantes de larga duración que utilizan diferentes componentes químicos para evitar la corrosión.

Probablemente el más conocido es Dex-Cool utilizado por General Motors. Sigue siendo un anticongelante de etilenglicol, pero utiliza un compuesto de carbón orgánico para reducir los componentes y protegerlos contra la corrosión.

Close Menu
Open chat
Powered by