¿Cómo el anticongelante evita que el agua se congele?

Cuando llega el invierno y bajan las temperaturas, muchos motores están en riesgo de sufrir daños graves si el líquido del sistema de refrigeración se congela. Para evitarlo, se añade un anticongelante, y uno de los más comunes es el etilenglicol (HO–CH₂–CH₂–OH). Pero ¿cómo funciona exactamente esta sustancia? Vamos a descubrirlo.

¿Qué es el etilenglicol?

El etilenglicol es un alcohol dihidroxilado, es decir, una molécula con dos grupos –OH (hidroxilo). Es incoloro, algo viscoso y con un sabor dulce (aunque es tóxico y no debe ingerirse). Su principal uso es como componente de anticongelantes y refrigerantes para automóviles, aviones y maquinaria industrial.

El problema del agua

El agua pura se congela a 0 °C. Si el sistema de refrigeración de un motor contiene solo agua, al llegar a esa temperatura se forma hielo. Esto aumenta el volumen del líquido y puede romper tuberías, radiadores o el propio motor.

Por otro lado, a temperaturas altas, el agua hierve y puede evaporarse, lo que también pone en riesgo el sistema. Por tanto, el objetivo de un anticongelante es ampliar el rango de temperaturas en el que el líquido permanece en estado líquido.

¿Cómo lo hace el etilenglicol?

El etilenglicol modifica las propiedades físicas del agua mediante un fenómeno llamado descenso crioscópico (cuando disminuye el punto de congelación) y elevación ebulloscópica (cuando aumenta el punto de ebullición).

• 🔻 Punto de congelación: Añadir etilenglicol al agua hace que esta no se congele hasta temperaturas tan bajas como –40 °C, dependiendo de la proporción.

• 🔺 Punto de ebullición: También eleva el punto de ebullición del agua, permitiendo que el sistema funcione con mayor eficiencia sin que el líquido se evapore a temperaturas normales de funcionamiento (hasta unos 120 °C en sistemas presurizados).

Realmente el etilenglicol lo tiene un punto de fusión bajo por si mismo. Su forma pura se congela a -13 grados. Bastante para muchos de los que puedan leer esto pero en diferentes zonas esto puede ser una cálida noche. La magia ocurre cuando se mezcla con el agua y como casi toda propiedad del agua, la respuesta esta en los puentes de hidrógeno

¿Qué papel juegan los puentes de hidrógeno?

El etilenglicol tiene dos grupos hidroxilo (–OH), lo que le permite formar puentes de hidrógeno con las moléculas de agua. Estos puentes no son enlaces químicos permanentes, pero sí son interacciones fuertes entre las cargas parciales de los átomos:

• El oxígeno del agua (con carga parcial negativa) puede atraer al hidrógeno del grupo –OH del etilenglicol (con carga parcial positiva).

• Y viceversa: el oxígeno del etilenglicol puede atraer a los hidrógenos del agua.

Esto da lugar a una red de interacciones intermoleculares entre el agua y el etilenglicol.

Esa red rompe la estructura ordenada que necesita el agua para formar hielo. En condiciones normales, las moléculas de agua forman una red cristalina muy organizada al congelarse. Pero cuando hay etilenglicol, los puentes de hidrógeno interfieren en esa organización y hacen más difícil que se forme hielo. Esto es lo que permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas por debajo de 0 °C.

Además, los puentes de hidrógeno también contribuyen a la alta viscosidad de las mezclas agua-etilenglicol, lo que ayuda a que actúe como lubricante térmico dentro del motor