Importancia de la medición de pH en refrigerantes de motor

Industria: Química

Equipo: HI 5221 HI 5222 HI 5521 HI 1144B

Norma: ASTM D1287-91 (re aprobada el 2002)

Descripción:

Se detalla una metodología formada para la estimación de pH en refrigerantes de motor con base en agua y etilen glicol y la importancia del control de este parámetro para el cuidado del motor sobre el que opera.

Aplicación:

Los refrigerantes, también llamados anticongelantes, son de vital importancia, se trata de un tipo de fluido que corre a través del motor para mantener su temperatura dentro del rango de operación adecuado. Los motores de combustión interna producen una gran cantidad de calor y este fluido se encarga de extraer este calor para mantener el motor en una temperatura adecuada, esto, desde luego, implica que el refrigerante se caliente, sin embargo, por sus propiedades, este es capaz de enfriarse rápidamente en su paso por el radiador y la acción del ventilador de aspas. Estos fluidos están hechos de etilen glicol o propilen glicol, agua y aditivos de protección, esta mezcla usualmente tiene colores verdes, azules e incluso rosado.

Ahora bien, así como cualquier fluido de funcionamiento de un motor, por ejemplo, el aceite lubricante, el refrigerante se debe revisar constantemente, verificar que sus propiedades estén dentro de lo esperado. El hecho que el refrigerante este compuesto de una mezcla de etilenglicol y agua, y en adición al trabajo que realiza el refrigerante que implica calentamiento y enfriamiento constante, es de esperarse que este fluido pueda degradarse y perder sus propiedades. Cuando esto ocurre, el poder refrigerante se pierde, lo cual lleva a aumento de emisiones, pérdida de potencia, mayor consumo de combustible y riesgo de sufrir averías costosas.

Algunas de las consecuencias del uso de refrigerantes degradados o que hayan perdido sus características naturales son:

• Perforaciones en piezas de aluminio o hierro
• Formación de escalones en partes planas
• Reducción de la conductividad térmica y eficiencia de refrigeración
• Obstrucciones en el circuito
• Bajo nivel de congelación (hielo en el circuito)
• Bajo nivel de ebullición (gases en el circuito)

En este sentido, una excelente propiedad para evaluar la calidad del refrigerante es el pH. A medida que el refrigerante es utilizado, el pH cambia, este tiende a bajar como reflejo de la característica ácida que toma el refrigerante. El contacto con oxígeno, por alguna junta abierta, y ácido sulfúrico, por descomposición del combustible, ocasiona que el refrigerante tome valores de pH bajos a medida que el tiempo de uso avanza. El pH ideal para el refrigerante debería estar entre 7 y 8, pudiendo incrementarse hasta 10 como máximo. Los valores inferiores a este ocasionan corrosión, y sulfatación de los elementos del circuito, siendo mayor la incidencia cuando el pH es más bajo. Mientras que los valores más altos de pH ocasionan daño sobre las partes blandas como sellos y juntas.

Para la evaluación del pH de refrigerantes se debe recurrir a la normas ASTM D1287-91, “Metodología estándar para el ensayo de pH en refrigerantes y antióxidos”. Esta norma establece un método para la determinación de pH en refrigerantes nuevos y en mezclas de refrigerantes concentrados usados y nuevos. La metodología implica la medición de iones hidrógeno a partir del empleo de un electrodo de calomelanos y un medidor electrónico. Dentro de los requisitos establecidos por la norma ASTM D1287-91 esta que el medidor de pH tenga una precisión de +- 0.005 V y el electrodo debe ser “tipo lápiz” con un largo entre 125 a 180 mm y de 8 a 14 mm de diámetro y resistir hasta 25 °C.

Los Equipos medidores de pH de la serie HI 5000, de grado investigativo, cumplen perfectamente con lo solicitado por la norma. Presentan una precisión de +- 0.2 mV lo cual lleva a una precisión de pH de +- 0.1, +- 0.01 o +- 0.002 pH según la resolución escogida. Además de la capacidad de almacenar datos, pantalla a colores, canales independientes, sistema CA Check y transferencia de datos, entre otros. El equipo permite adaptar una serie de electros según la necesidad del usuario. Para el fin mencionado, el electrodo HI 1144B es ideal. Se trata de un electrodo combinado, con referencia de calomelanos (Hg/Hg2Cl2), saturado con KCl 3.5 M. Este electrodo trabaja en todo el rango de pH de 0 a 14 y capaz de operar hasta 60°C. Tiene una longitud de 120 mm y 9 mm de diámetro en el bulbo de vidrio, entrando dentro lo solicitado por la norma.

La función de almacenamiento de datos es ideal para dar cumplimiento a lo requerido por la norma, que implica la medición por triplicado de cada uno de los componentes de un juego de tres muestras, que implican un refrigerante nuevo, un refrigerante usado y un refrigerante diluido.

La simplicidad y lo intuitivo del uso de los equipos de la seria HI 5000, permiten llevar un control preciso y rápido sobre refrigerantes de motor de combustión interna, de esta manera evitar el trabajo con fluidos en malas condiciones o de calidad reducida para alargar el tiempo de vida de los motores y otros que apliquen.

Bibliografía

• American Society for Testing and Materials. (2002). Standard Test Method for pH of Engine Coolants and Antirusts. D 1287 – 91.