Estudio de la corrosión de camisas de cilindros de motores de combustión interna de fundición de aluminio y fundición de hierro por dos refrigerantes comerciales (33-67 y 50-50) mediante técnica electroquímica

Abstract

En el presente trabajo de investigación se examina el rol que juega la corrosión de dos refrigerantes de bastante aceptación en los vehículos de transporte que utilizan motores de combustión interna. El refrigerante es un consumible que es insustituible en el sistema de refrigeración de un vehículo, sin él no sería posible su funcionamiento por su implicancia en el comportamiento de los materiales que transmiten potencia al sistema de locomoción. Un refrigerante no solo estabiliza la temperatura de operación del motor y hace que presente una buena transferencia de calor que debe ser removido sino también previene que se congele si opera en lugares de extremo frío causando severos daños de fisuramiento, sino también contiene aditivos para identificarlo con un color determinado, para evitar la formación de depósitos o incrustaciones y fundamentalmente para evitar la corrosión de los elementos del sistema de refrigeración, en especial del motor. Es con respecto a este último punto que la presente investigación toma sentido. La corrosión o deterioro del metal no solo conlleva a su debilitamiento estructural por el adelgazamiento del material sobre todo en zonas críticas donde se desarrollan esfuerzos de gran magnitud, sino que los productos de la corrosión contaminan a los demás componentes del sistema provocando atoramientos en conductos estrechos como en el radiador restándole eficacia. Los fabricantes de vehículos motorizados dan recomendaciones sobre qué tipo de refrigerante a emplear y ello es debido a que estos consorcios tienen laboratorios completos de investigación en donde conde constantemente prueban la efectividad de los materiales. Las recomendaciones generales son utilizar el mismo refrigerante durante la existencia del vehículo. No se permiten mezclas cuando haya que restituirlos. Un refrigerante, de acuerdo al servicio que presta presenta un cierto tiempo de vida pues el aditivo se degrada o consume y al respecto la práctica de la comprobación del estado el refrigerante no se encuentra bien extendida. En la actualidad existen dos normas estandarizadas para comprobar la eficacia de un refrigerante en cuanto al control de la corrosión (ASTM D 1384 y ASTM D-4340), estas pruebas que utilizan equipo sofisticado tienen el inconveniente que para aplicarlas se tiene que invertir un tiempo de exposición prolongado (en la primera 2 semanas y en la segunda 1 semana) por lo que impracticable en el taller de mantenimiento. En esta investigación se propone una metodología para evaluar la velocidad de corrosión del aditivo contenido dentro del refrigerante para dos tipos de materiales de combustión interna. El método consiste en exponer al refrigerante (en su estado natural sin adición de acelerantes de la corrosión) en contacto con el material metálico a una temperatura de aproximadamente 93oC, sin que el refrigerante hierva y manteniendo esta temperatura constante durante la experimentación. Esta se ha llevado a cabo durante un periodo entre 4 y 6 horas dadas las limitaciones de uso y permanencia dentro del Laboratorio del Departamento de Ing. de Materiales y en ese periodo de tiempo se han tomado entre tres y seis mediciones de impedancia electroquímica, las cuales han sido relacionadas con la velocidad de corrosión del material por efecto del refrigerante. Con las mediciones realizadas y sus valores de vinculo de velocidad de corrosión se han establecido tendencias del comportamiento del material con el refrigerante en cuanto a velocidad de corrosión en el horizonte de tiempo que duró la experimentación. En esta investigación se han utilizado tres refrigerantes: agua destilada pura, Refrigerante Preston 33-67 de color verde y tecnología IAT (de ácidos Inorgánicos) y refrigerante Prestone 50-50 de color rojo de tecnología OAT (de Ácidos orgánicos) en contacto por separado de dos materiales frecuentes en los motores de combustión interna: La fundición de Aluminio y la Fundición de Hierro. Los resultados nos permiten apreciaciones del comportamiento de los materiales frente a la corrosión en pruebas de corta duración en lugar de la extendida realizada en Laboratorios especializados. También se determina que los refrigerantes Rojo y Verde Preston son eficaces para motores de fundición gris en los que la velocidad de corrosión alcanza un valor de 8 μm/año, además se determinó que para las aleaciones de Al-Si el refrigerante Verde es más eficaz que el rojo en el que la velocidad de corrosión fue de 10 μm/año frente a 20 μm/año ocasionado por el refrigerante Rojo, así mismo se vio que el agua destilada provoca una corrosión en las aleaciones de aluminio del orden de los 70 μm/año y en la fundición de hierro gris de 450 μm/año, así mismo a través de los resultados del modelamiento se obtuvo que los tres refrigerantes no ocasionan depósitos del tipo incrustante