Selladores de fugas, ¿qué tan eficaces son?

Las pruebas realizadas por Mainstream Engineering con los selladores de fugas demostraron que éstos funcionan. No obstante, el uso de un agente de secado es crítico para asegurar que no existe presencia de agua en el refrigerante o el aceite

Por Vincent J. Storhaug, Ted J. Amundsen y  Robert P. Scaringe

Durante años, los ingenieros de Qwik Products fueron muy escépticos sobre el potencial de los selladores de fugas de refrigerante para realmente sellar una fuga. Siempre que se le solicitaba información a los fabricantes, lo que se obtenía eran testimonios de que el producto funcionaba, pero nunca datos que probaran su eficacia para sellar fugas o sobre el tamaño de las fugas que podían sellarse.

Debido a que este tipo de selladores son de uso común, consideramos que es importante determinar su eficacia. Si bien existen muchas marcas para escoger, es importante entender que todos los selladores se derivan en esencia de la misma fórmula. La fórmula se deriva de la patente vencida con número 4,237,172, que se le otorgó a Joseph J. Packo en 1980. El señor Packo descubrió que las mezclas de aminosilano pueden usarse como selladores de fugas en tuberías. La reacción que sella las fugas es provocada por la exposición a la humedad atmosférica en el lugar de la fuga.

Si bien la formulación del sellador de fugas es sencilla y los químicos están disponibles, el costo de algunos productos de sellado de fugas puede ser increíblemente elevado para los técnicos. Por ello, decidimos llevar a cabo una investigación completa de la química de los selladores de fugas para determinar su eficacia y si existe algún efecto que actúe en detrimento de la confiabilidad del sistema. Nuestra hipótesis fue que si los selladores realmente funcionan, deberíamos establecer los límites de su utilidad y ofrecer una alternativa menos costosa para los onerosos productos que actualmente existen en el mercado.

Es importante señalar que todos los fabricantes, incluido Mainstream Engineering, están de acuerdo en que el uso de un sellador de fugas es el último recurso cuando todos los otros intentos de encontrar una fuga han sido ineficaces y en que estos selladores deben usarse preferentemente en equipos viejos, en los que no vale la pena invertir mucho en reparaciones. Nunca añada un sellador de fugas a un sistema nuevo como parte de un programa de mantenimiento preventivo.

Todos los fabricantes están de acuerdo en que el uso de un sellador de fugas es el último recurso cuando todos los otros intentos de encontrar una fuga han sido ineficaces y en que estos selladores deben usarse preferentemente en equipos viejos. Nunca se debe añadir un sellador de fugas a un sistema nuevo como parte de un programa de mantenimiento preventivo.

Todos los selladores de fugas reaccionan al agua, por lo que todos los fabricantes están de acuerdo en que no deben usarse en sistemas que contengan demasiada agua. Pero ¿cuánta agua es demasiada agua? La guía de Tecumseh para el uso del R-410A establece que 80 partes por millón (ppm) es el umbral de humedad máximo permisible en un sistema. El estándar de pureza AHRI 700 para el nivel máximo de agua en refrigerante nuevo R-22, R-404, R-407 o R-410A es de 10 ppm. No obstante, el aceite POE puede contener hasta 2 mil 500 ppm de agua, de modo que si no se utiliza un agente de secado, se puede tener “demasiada agua” en el sistema con bastante facilidad. Entonces, definimos 100 ppm como el contenido máximo de humedad en el sistema y llevamos a cabo todas nuestras pruebas de durabilidad con dicha cantidad de agua en el sistema. La prueba de durabilidad con este rango de humedad representa mucha más agua de la que se encontraría en un sistema después de usar un agente de secado. Por tanto, además de la capacidad de sellado, tuvimos que determinar si el uso de un sellador podría causar taponamientos en un dispositivo de expansión o arruinar un compresor cuando había 100 ppm de agua en el sistema.

Las pruebas realizadas con los selladores de fugas demostraron que éstos funcionan. Por otro lado, QwikProducts ofrece una versión más barata de la misma formulación (llamada QwikSealTM) que también incluye un eficaz agente de secado para remover la humedad. El uso de un agente de secado es crítico para asegurar que no existe presencia de agua en el refrigerante o el aceite, la cual podría reaccionar de manera negativa con el sellador.

Pruebas de sellado

Para las pruebas iniciales de los selladores de fugas, introdujimos el QwikSeal (Parte B), junto con una mezcla de aceite y refrigerante en un depósito conectado a una fuente de fuga calibrada, con una tasa de fuga de 5.8 libras por año cuando estaba cargado con refrigerante R-410A seco. La fuga de vapor se creó uniendo al depósito un tubo capilar de 15 micrones de diámetro interno abierto a la atmósfera. La temperatura y la humedad relativa se mantuvieron en 70 ºF y 60 %, respectivamente. La fuga se selló completamente en menos de 5 horas en presencia del sellador de fugas QwikSeal (Figura 2). La pérdida de peso del depósito debido a la pérdida de carga se utilizó para determinar con exactitud la tasa de fuga en función del tiempo que pasó el depósito con y sin sellador QwikSeal. No se añadió humedad al refrigerante.

Dados los resultados positivos de estos experimentos preliminares, el siguiente paso natural fue evaluar la capacidad de sellado en sistemas de compresión de vapor en operación. Un sistema de aire acondicionado cargado con R-410A se arregló con tres fugas idénticas de 5 micrones de diámetro interno, una en la línea de vapor de alta presión, otra en la línea de vapor de baja presión y la tercera en la línea de líquido de alta presión. Estas fugas corresponden a una tasa total de fuga combinada de aproximadamente 0.3 libras por año. Se le añadió al sistema la Parte B de QwikSeal y la unidad se mantuvo en operación continua mientras duró la prueba. Se utilizó un detector de refrigerante para determinar si las fugas se habían sellado. Las tres fugas se sellaron completamente en un lapso de 10 días de operación.

Además de las pruebas en operación continua descritas, se llevó a cabo una segunda ronda de pruebas con el compresor operando de manera intermitente. Para estas pruebas, otro sistema de aire acondicionado cargado con R-410A se arregló con tres fugas idénticas de 5 micrones de diámetro interno, una en la línea de vapor de alta presión, otra en la línea de vapor de baja presión y la tercera en la línea de líquido de alta presión. Una vez más, se añadió la Parte B al sistema; no obstante, esta vez la unidad operó en ciclos de 45 minutos encendida y 15 minutos apagada mientras duró la prueba.

Las fugas en las líneas de vapor de alta y baja presión sellaron completamente luego de dos días y la fuga en la línea de líquido se fue reduciendo hasta ser apenas detectable luego de seis días. Con base en estos resultados preliminares, todo parece indicar que las fugas más difíciles de sellar son las de la línea de líquido. Uno de los tubos capilares conectados a la línea de vapor se observó con ayuda de un microscopio (aumento de 100x, Figuras 4 y 5). Durante la observación fue evidente que una cobertura de sellador se había formado en el exterior del tubo, cerca de la salida expuesta al ambiente. Se raspó el sellador en la parte exterior del tubo y nuevamente se observó el tubo con ayuda de un microscopio, como se muestra en la Figura 5. Dos tapones de sellador son visibles en el interior del tubo de cristal transparente bloqueando el pasaje de la fuga (Figura 6).

Prueba de durabilidad

Dado que todos los selladores de fugas reaccionan al agua, la preocupación que limita su durabilidad es la reacción del sellador al agua existente en el sistema, la cual podría producir partículas que taponen el dispositivo de expansión o introducir partículas de desgaste en el lubricante. Dado que QwikSeal Parte A es un agente de secado eficaz, los niveles de humedad en el sistema nunca deberían alcanzar las 100 ppm cuando se utiliza adecuadamente, por lo que un nivel de humedad de 100 ppm representa la peor condición de operación. 

Si bien se ha mostrado que el sellador de fugas logra sellar en un rango de cientos de horas, nuestra prueba de durabilidad ya ha sobrepasado miles de horas de operación continua sin fallas. Pese a que la prueba de durabilidad continúa, la prueba hasta ahora ya ha sobrepasado el tiempo que se necesita para que el sellador de fugas reaccione a la humedad del sistema y tapone el dispositivo de expansión o cree partículas de desgaste en el lubricante. Hasta el momento de la publicación de este reporte, los dos sistemas (el que opera con R-22 y el que opera con R-410A), han estado en operación (con QwikSeal Parte B y 100 ppm de humedad añadida) durante miles de horas continuas sin degradación observable en el lubricante.

Conclusión

Si bien aún se realizan pruebas, estos resultados preliminares son suficientes para demostrar que el QwikSeal sella completamente las fugas en líneas de vapor de hasta 5.8 libras por año; no obstante, las fugas en la línea de líquido mayores de 0.1 libras por año podrían no sellar completamente. El proceso de aplicación del sellador puede tomar aproximadamente 10 minutos, pero puede tomar hasta una semana para que la fuga selle por completo. Tasas de circulación de aceite más elevadas y mayores temperaturas del sistema (y posiblemente mayor humedad) podrían acelerar la tasa de sellado, pero esto aún no se confirma.QwikSeal (QT2540) está disponible como fórmula de dos partes y cada parte (A y B) se introduce en un sistema en operación mediante el Qwikinjector de media libra reutilizable (QT2510).

​El uso de un agente de secado no es obligatorio y es parte de la formulación de QwikSeal (Parte A) para asegurar que el agente de sellado (Parte B) no reaccionará a la humedad del lubricante. Está claro que cualquier reacción con la humedad del lubricante destruiría la calidad de lubricación del aceite o crearía depósitos de sellador en el lubricante. Finalmente, cabe recordar que los selladores de fugas sólo deben utilizarse como último recurso, en sistemas viejos, donde otros intentos de hallar la fuga han fallado y donde no merece la pena invertir demasiado en reparaciones.