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Hoy en día, cuando conducimos nuestros automóviles, muchos de nosotros, podemos disfrutar de los mismos niveles de confort a los que estamos acostumbrados en casa y en el trabajo. Con sólo pulsar un botón o deslizar una palanca, pasamos sin problemas de la calefacción a la refrigeración y viceversa sin preguntarnos nunca cómo se produce este cambio. Es decir, a menos que algo salga mal.
Desde la llegada del sistema de aire acondicionado para automóviles en la década de 1940, muchas cosas han sufrido grandes cambios. Las mejoras, como el control automático de la temperatura por ordenador (que permite establecer la temperatura deseada y que el sistema se ajuste automáticamente) y las mejoras en la durabilidad general, han añadido complejidad al sistema de aire acondicionado moderno de hoy en día. Desgraciadamente, los días de la reparación «hágalo usted mismo» de estos sistemas, es casi una cosa del pasado.
Para añadir más complicaciones, ahora contamos con estrictas normativas medioambientales que regulan las tareas más sencillas, como la recarga del sistema con el refrigerante R12, comúnmente conocido como freón (freón es el nombre comercial del refrigerante R-12, que fue fabricado por DuPont). Extensos estudios científicos han demostrado los efectos dañinos de este refrigerante para nuestra capa de ozono, y su fabricación ha sido prohibida por los EE.UU. y muchos otros países que se han unido para firmar el Protocolo de Montreal, un acuerdo histórico que se introdujo en la década de 1980 para limitar la producción y el uso de productos químicos conocidos por agotar la capa de ozono.
Ahora más que nunca, su mecánico de automóviles está a merced de esta nueva legislación ambiental. No sólo se le exige que esté certificado para comprar refrigerante y reparar su aire acondicionado, sino que su taller también debe incurrir en el coste de adquirir un costoso equipo específico que asegure la captura de estas sustancias químicas que agotan la capa de ozono, en caso de que el sistema se abra para su reparación. En pocas palabras, si su mecánico tiene que gastar más para reparar su vehículo, tendrá que cobrarle más. El conocimiento básico de su sistema de aire acondicionado es importante, ya que esto le permitirá tomar una decisión más informada sobre sus opciones de reparación.
En caso de que surja un problema importante de su aire acondicionado, puede encontrar una nueva terminología. Palabras como «retrofit» y «refrigerante alternativo» están ahora en su glosario de mecánica. Es posible que le den la opción de «retrofit», en lugar de limitarse a reparar y recargar con freón. La retroadaptación implica realizar los cambios necesarios en su sistema, lo que le permitirá utilizar el nuevo refrigerante «ecológico» aceptado por la industria, el R-134a. Este nuevo refrigerante tiene una mayor presión de funcionamiento, por lo que su sistema, dependiendo de la edad, puede requerir piezas más grandes o más robustas para contrarrestar sus características inherentes de alta presión. Esto, en algunos casos, aumentará significativamente el coste final de la reparación. Y si no se realiza correctamente, puede reducir la eficiencia de la refrigeración, lo que equivale a mayores costes de funcionamiento y a un menor confort.
Los vehículos tienen principalmente tres tipos diferentes de sistemas de aire acondicionado. Aunque cada uno de los tres tipos difiere, el concepto y el diseño son muy similares entre sí. Los componentes más comunes que conforman estos sistemas automotrices son los siguientes:
1. Compresor
2. Condensador
3. Evaporador
4. Tubo de orificio
5. Válvula de expansión térmica
6. Receptor-secador
7. Acumulador
Nota: si su coche tiene un tubo de orificio, no tendrá una válvula de expansión térmica, ya que estos dos dispositivos sirven para el mismo propósito. Además, tendrá un Receptor-Secador o un Acumulador, pero no ambos.
Compresor
Conocido comúnmente como el corazón del sistema, el compresor es una bomba accionada por correa que está sujeta al motor. Es responsable de comprimir y transferir el gas refrigerante.
El sistema de aire acondicionado se divide en dos lados, uno de alta presión y otro de baja presión; definidos como descarga y succión. Como el compresor es básicamente una bomba, debe tener un lado de admisión y un lado de descarga. El lado de admisión, o succión, aspira el gas refrigerante desde la salida del evaporador. En algunos casos lo hace a través del acumulador.
Una vez que el refrigerante es aspirado en el lado de succión, se comprime y se envía al condensador, donde puede transferir el calor que se absorbe del interior del vehículo.
Condensador
Esta es la zona en la que se produce la disipación del calor. El condensador, en muchos casos, tendrá la misma apariencia que el radiador de su coche, ya que ambos tienen funciones muy similares. El condensador está diseñado para irradiar calor. Su ubicación suele ser delante del radiador, pero en algunos casos, debido a las mejoras aerodinámicas de la carrocería de un vehículo, su ubicación puede ser diferente. Los condensadores deben tener un buen flujo de aire siempre que el sistema esté en funcionamiento. En los vehículos de tracción trasera, esto se suele conseguir aprovechando el ventilador de refrigeración del motor existente. En los vehículos de tracción delantera, el flujo de aire del condensador se complementa con uno o más ventiladores eléctricos de refrigeración.
A medida que los gases comprimidos calientes se introducen en la parte superior del condensador, se enfrían. A medida que el gas se enfría, se condensa y sale por la parte inferior del condensador como un líquido a alta presión.
Evaporador
Situado en el interior del vehículo, el evaporador sirve como componente de absorción de calor. El evaporador cumple varias funciones. Su deber principal es eliminar el calor del interior de su vehículo. Un beneficio secundario es la deshumidificación. A medida que el aire más caliente viaja a través de las aletas de aluminio de la bobina del evaporador más fría, la humedad contenida en el aire se condensa en su superficie. El polvo y el polen que pasan se adhieren a sus superficies húmedas y se escurren hacia el exterior. En los días húmedos puede haber visto esto como agua que gotea de la parte inferior de su vehículo. Tenga la seguridad de que esto es perfectamente normal.
La temperatura ideal del evaporador es de 32 Fahrenheit o 0 Celsius. El refrigerante entra en el fondo del evaporador como un líquido de baja presión. El aire caliente que pasa por las aletas del evaporador hace que el refrigerante hierva (los refrigerantes tienen puntos de ebullición muy bajos). Cuando el refrigerante empieza a hervir, puede absorber grandes cantidades de calor. Este calor se transporta con el refrigerante al exterior del vehículo. Hay otros componentes que trabajan conjuntamente con el evaporador. Como se mencionó anteriormente, la temperatura ideal para el serpentín del evaporador es de 32 F. Para controlar su temperatura se deben utilizar dispositivos reguladores de temperatura y presión. Aunque hay muchas variaciones de dispositivos utilizados, sus funciones principales son las mismas; mantener la presión en el evaporador baja y evitar que el evaporador se congele; un serpentín del evaporador congelado no absorberá tanto calor.
Dispositivos reguladores de presión
El control de la temperatura del evaporador puede lograrse controlando la presión y el flujo del refrigerante en el evaporador. Se han introducido muchas variaciones de reguladores de presión desde la década de 1940. A continuación se enumeran los más comunes.
Tubo de orificio
El tubo de orificio, probablemente el más utilizado, se puede encontrar en la mayoría de los modelos de GM y Ford. Se encuentra en el tubo de entrada del evaporador, o en la línea de líquido, en algún punto entre la salida del condensador y la entrada del evaporador. Este punto se puede encontrar en un sistema que funcione correctamente localizando la zona entre la salida del condensador y la entrada del evaporador que de repente hace el cambio de caliente a frío. A continuación, debería ver unos pequeños hoyuelos colocados en la línea que impiden que el tubo de orificio se mueva. La mayoría de los tubos de orificio que se utilizan hoy en día miden aproximadamente tres pulgadas de largo y consisten en un pequeño tubo de latón, rodeado de plástico, y cubierto con una pantalla de filtro en cada extremo. No es raro que estos tubos se obstruyan con pequeños residuos. Aunque son baratos, normalmente entre tres y cinco dólares, la mano de obra para sustituir uno implica recuperar el refrigerante, abrir el sistema, sustituir el tubo de orificio, evacuar y volver a cargar. Teniendo esto en cuenta, podría tener sentido instalar un prefiltro más grande delante del tubo de orificio para minimizar el riesgo de que este problema se repita. Algunos modelos de Ford tienen un tubo de orificio fijado permanentemente en la línea de líquido. Estos pueden ser cortados y reemplazados con un conjunto de filtro/orificio.
Válvula de expansión térmica
Otro regulador de refrigerante común es la válvula de expansión térmica, o TXV. Se utiliza comúnmente en los sistemas de importación y del mercado de accesorios. Este tipo de válvula puede detectar tanto la temperatura como la presión, y es muy eficiente para regular el flujo de refrigerante al evaporador. Se suelen encontrar varias variaciones de esta válvula. Otro ejemplo de válvula de expansión térmica es el tipo «bloque H» de Chrysler. Este tipo de válvula suele estar situada en el cortafuegos, entre los tubos de entrada y salida del evaporador y las líneas de líquido y succión. Este tipo de válvulas, aunque son eficientes, tienen algunas desventajas sobre los sistemas de tubos de orificio. Al igual que los tubos de orificio, estas válvulas pueden obstruirse con residuos, pero también tienen pequeñas piezas móviles que pueden atascarse y funcionar mal debido a la corrosión.
Secador receptor
El secador receptor se utiliza en el lado de alta de los sistemas que utilizan una válvula de expansión térmica. Este tipo de válvula de medición requiere refrigerante líquido. Para garantizar que la válvula reciba refrigerante líquido, se utiliza un receptor. La función principal del receptor-secador es separar el gas y el líquido. La función secundaria es eliminar la humedad y filtrar la suciedad. El receptor-secador suele tener una mirilla en la parte superior. Esta mirilla suele utilizarse para cargar el sistema. En condiciones normales de funcionamiento, las burbujas de vapor no deberían ser visibles en la mirilla. El uso de la mirilla para cargar el sistema no se recomienda en los sistemas de R-134a, ya que la nubosidad y el aceite que se ha separado del refrigerante pueden confundirse con burbujas. Este tipo de error puede llevar a una peligrosa condición de sobrecarga. Hay variaciones de secadores receptores y se utilizan diferentes materiales desecantes. Algunos de los desecantes que eliminan la humedad no son compatibles con el R-134a. El tipo de desecante suele identificarse en una pegatina que se coloca en el receptor-secador. Los nuevos secadores-receptores utilizan el tipo de desecante XH-7 y son compatibles con los refrigerantes R-12 y R-134a.
Acumulador
Los acumuladores se utilizan en sistemas que incorporan un tubo de orificio para dosificar los refrigerantes en el evaporador. Se conecta directamente a la salida del evaporador y almacena el exceso de refrigerante líquido. La introducción de refrigerante líquido en un compresor puede causar graves daños. Los compresores están diseñados para comprimir gas, no líquido. La función principal del acumulador es aislar el compresor de cualquier refrigerante líquido dañino. Los acumuladores, al igual que los secadores receptores, también eliminan los residuos y la humedad del sistema. Es una buena idea reemplazar el acumulador cada vez que se abra el sistema para una reparación importante y cada vez que la humedad y/o los residuos sean motivo de preocupación. La humedad es el enemigo número uno de su sistema de aire acondicionado. La humedad en un sistema se mezcla con el refrigerante y forma un ácido corrosivo. En caso de duda, puede ser ventajoso cambiar el acumulador o receptor de su sistema. Aunque esto puede ser una molestia temporal para su cartera, es un beneficio a largo plazo para su sistema de aire acondicionado.