Como vimos en el módulo de instalación, a mayoría de nuestras embarcaciones cuentan con dos circuitos de refrigeración: uno que utiliza el agua en la que flota la embarcación —lo que se conoce como circuito de agua de mar— y otro que es un circuito cerrado en el motor —lo que se conoce como circuito de agua dulce—.
Hay una excepción con algunos motores antiguos que no tienen circuito de agua dulce. En estos, el agua de mar se bombea directamente a través del bloque del motor. Esto, tarde o temprano, provoca problemas de corrosión, por lo que ya no quedan muchos motores de este tipo. El motor Volvo Penta MD2B del viejo barco de Jan estaba originalmente refrigerado por agua de mar. Pero un propietario anterior le instaló un intercambiador de calor, creando un circuito de agua dulce, lo que probablemente sea la razón por la que el motor seguía funcionando después de 45 años.
En mi barco, tras 40 años, aún tengo en funcionamiento el motor original Yanmar 3HM35 con refrigeración directa por agua de mar.
Regularmente, en los períodos de paro prolongados del motor, se le ha sustituido el agua de mar por agua dulce, para así minimizar la corrosión interna.
Veremos cuánto tiempo más sigue funcionando.
Otra excepción son los barcos con un enfriador de quilla. Este convierte el circuito de agua de mar en un segundo circuito cerrado, generalmente bombeando el agua a través de tuberías montadas externamente en el casco por debajo de la línea de flotación.
El MD2B en el antiguo barco de Jan con el intercambiador de calor adaptado (arriba a la izquierda).
El 3HM35 del barco de Xavier, con refrigeración directa de agua de mar. El agua de mar proveniente de la bomba (polea de abajo) se separa en dos conductos (círculo rojo), uno entra directo al bloque motor para refrigerarlo y el otro sigue su camino hacia arriba, hacia el escape. Cuando los termostatos (debajo del círculo azul) están abiertos, permiten la salida del agua caliente proveniente de bloque, que se junta con la que iba directa al escape, y toda pasa seguidamente por el sistema anti-sifón (manguera negra).
En lugar de un sistema de tuberías externo, algunas embarcaciones metálicas cuentan con un depósito interno situado contra el costado del casco, por debajo de la línea de flotación. Se conoce como «tanque de refrigeración». Este transmite el calor a través del casco. La refrigeración por quilla no es habitual en las embarcaciones de recreo. En cualquier caso, cuenta con la mayoría de los mismos componentes que un circuito de agua de mar convencional, por ejemplo, una bomba y uno o varios intercambiadores de calor. Cuando haya diferencias, las señalaremos.
Barco camaronero de Louisiana...
... con refrigeración por quilla
Los circuitos de agua de mar requieren un mantenimiento periódico. Si se descuidan y se produce una interrupción en el flujo de agua de mar, los motores se sobrecalientan rápidamente, sobre todo cuando están bajo carga. La mayoría de nuestros motores cuentan con alarmas de sobrecalentamiento básicas. Para cuando nos demos cuenta de que hay un problema, es posible que ya se estén produciendo daños. Si aún no se ha instalado una, es una excelente idea colocar una alarma de temperatura en la salida de los gases de escape del motor (véase el vídeo adicional en nuestro módulo de instalación), en la manguera o en el codo de escape. En caso de pérdida del suministro de agua de mar, esta alarma se activará mucho antes de que el sensor de temperatura del circuito de agua dulce detecte el problema.
Es importante estar al día con el mantenimiento del sistema de agua de mar, que es lo que haremos en esta lección. Luego en la próxima lección abordaremos el circuito de agua dulce.
El circuito de agua de mar
El sistema de agua de mar cuenta con una única bomba, que prácticamente siempre suele ser del tipo de impulsor (impeler) de goma. sta bomba aspira agua de mar (o de lago o río) a través de una llave de fondo y un filtro, y luego la impulsa a través de uno o varios intercambiadores de calor hasta llegar a un punto de inyección de agua situado en el codo de escape del motor. Un enfriador de quilla no cuenta con la llave de fondo de agua de mar ni con el filtro, ni tampoco con el punto de inyección en el escape; y puede utilizar una bomba centrífuga en lugar de una bomba de impulsor de goma.
Un sencillo sistema de refrigeración de dos circuitos
El sistema de agua de mar más sencillo cuenta con un único intercambiador de calor para refrigerar el circuito de agua dulce del motor. Este intercambiador de calor puede ser un equipo independiente o bien estar integrado en el depósito de cabecera del motor. En otros motores, el agua de mar puede pasar, secuencialmente, por uno o varios de los siguientes elementos (aunque no necesariamente en este orden): un intercooler e un turbocompresor, un enfriador de aceite, un enfriador de combustible, un enfriador de recirculación de gases de escape (EGR) y un enfriador de la transmisión.
El agua de mar, ahora caliente, se vierte en los gases de escape calientes del motor. Parte del agua se evapora, y el calor latente de la evaporación enfría rápidamente los gases de escape. A partir de este momento, los gases están lo suficientemente fríos como para ser conducidos por una manguera de alta calidad en lugar de un tubo metálico. Los gases y el agua entran en una cámara (un silenciador o colector de agua del escape) que tiene el tubo de salida situado en la parte baja de la cámara. Tan pronto como el nivel del agua sube hasta el punto de bloquear el tubo de salida, la presión de los gases de escape aumenta hasta ser suficiente para impulsar el agua por la manguera de escape y sacarla de la embarcación.
Todas las mangueras de escape deben llevar la etiqueta «J2006», «ISO 13363» o «Manguera de escape marina».
El circuito de refrigeración de un motor antiguo refrigerado directamente por agua de mar
Un enfriador de quilla con un conjunto de tubos externos...
...y otro con un tanque de refrigeración.
El sistema de refrigeración de un motor sencillo. El intercambiador de calor está integrado en el depósito de cabecera.
Este sistema anti-sifón goteaba agua salada. En lugar de solucionar el problema, el propietario del barco tapó la válvula anti-sifón, lo que acabó provocando que el agua salada inundara el motor.
Válvulas anti-sifón
Como vimos en el módulo de instalación, si el motor está instalado por debajo de la línea de flotación, o puede quedar por debajo de ella en cualquier ángulo de escora imaginable al navegar o cuando el barco se vea azotado por olas grandes, existe el riesgo de que el agua de mar inunde el motor cuando este no esté en funcionamiento. En este caso, es necesario instalar un dispositivo anti-sifón (“bucle ventilado”) en el sistema.
Consulte esta lección para obtener una explicación al respecto y asegúrese de que no haya ninguna posibilidad de que su motor se inunde; por desgracia esto ocurre con más frecuencia de lo que debería.
Si el motor está instalado por debajo de la línea de flotación, es necesario instalar un dispositivo anti-sifón en algún punto entre la bomba de agua de mar y el codo de escape
Sistema anti-sifón con tubo de drenaje
Otro ejemplo de sistema anti-sifón
Ausencia de sistema anti-sifón; ambos motores...
...están en riesgo de inundación por agua de mar
Tomas de agua de mar en forma de cuña
También señalamos ya en la lección sobre instalación del motor que nunca se debe instalar una toma de agua de mar con un pasacascos con rejilla en forma de cuña en el exterior del casco con la orientación hacia proa, pues la forma en cuña o cuchara del pasacascos podría introducir agua hacia el interior. En un velero navegando rápido a vela, el agua podría entrar en el circuito de agua de mar y superar cualquier dispositivo antisifón, inundando el motor. Lo mismo puede ocurrir en un generador cuando no está en funcionamiento, en una lancha a motor remolcada con el motor apagado o si una embarcación bimotor navega con un solo motor en marcha.
Yanmar specifically requires: “If you have an installation with two or three engines and only one engine is operating, the water pick-up (thru-hull) of the non-running engine(s) should be closed. This will prevent water from being forced past the seawater pump and eventually finding its way into the engine”.
Intercambiadores de calor
Tal y como se instala en nuestras embarcaciones, un intercambiador de calor es un dispositivo sencillo. Cuenta con una serie de tubos de cuproníquel (resistentes a la corrosión y con excelentes propiedades de transferencia de calor) por los que circula el agua de mar. Al otro lado de los tubos se encuentra lo que queramos refrigerar: el agua de refrigeración del motor, el aceite, el gasóleo, el aire del turbocompresor, los gases que pasan por un sistema EGR, el líquido de la transmisión, etc.
Como norma general, el agua de mar entra en un intercambiador de calor por uno de sus extremos. Las mangueras, tuberías o conductos de aire, para lo que se esté refrigerando, se sitúan más hacia el centro. En algunos casos, el agua de mar entra por un extremo y sale por el otro extremo —tenemos entonces un intercambiador de calor de un solo paso— y, en otros, entra y sale por el mismo extremo, con un deflector entre la entrada y la salida (se trata entonces de un intercambiador de calor de dos pasos). En el primer caso, habrá una sola manguera conectada en cada extremo; en el segundo, dos mangueras en un extremo y ninguna en el otro.
Intercambiador de calor de un solo paso
Intercambiador de calor de dos pasos
Es importante saber identificar todas estas mangueras en los intercambiadores de calor y, a partir de ahí, tener claro cuales pertenecen al sistema de agua de mar. Volveremos sobre este tema más adelante.