En una instal·lació solar tèrmica, el glicol no s’ha de tractar com un consumible que s’omple i s’oblida. La seva formulació, l’exposició a temperatures elevades i les intervencions realitzades durant la vida del circuit determinen tant la seva capacitat anticongelant com la protecció que ofereix als metalls.
Un fluid solar nou, inhibit i utilitzat dins de les seves condicions de servei pot ser compatible amb coure, alumini, acer inoxidable, llautó, elastòmers i altres materials. El problema apareix quan el producte se selecciona malament, es barreja o es dilueix sense autorització, envelleix per sobretemperatura o perd la capacitat de mantenir controlada la química del circuit.
Aquest article explica què passa en el fluid, què ha de comprovar l’instal·lador i com relacionar els resultats de l’anàlisi amb una decisió de manteniment. La canonada importa, però cap material no converteix en acceptable un glicol fora d’especificació.
Resposta ràpida per a l’instal·lador
No existeix un interval universal per canviar el glicol ni un valor únic de pH vàlid per a tots els productes. L’avaluació s’ha de fer amb la fitxa del fluid instal·lat i el seu historial de servei.
Com a mínim, convé identificar el producte, mesurar la concentració o la protecció contra les gelades amb el mètode indicat, comparar el pH amb el seu rang específic, comprovar la reserva alcalina quan el fabricant la utilitzi com a criteri i observar si hi ha terbolesa, precipitats o contaminació. També s’ha de revisar l’historial d’estancaments, entrades d’aire, fugues i reposicions.
Si el fluid està fora d’especificació, s’ha de corregir o substituir d’acord amb les instruccions del fabricant. Canviar el material de la canonada no resol un fluid degradat.
Quina funció té el glicol en una instal·lació solar
En molts circuits solars tancats s’utilitza un fluid formulat a base de propilenglicol o etilenglicol per evitar danys per congelació. No s’hauria d’utilitzar glicol tècnic sense formular ni preparar barreges per intuïció: els productes caloportadors incorporen inhibidors de corrosió, estabilitzants i altres additius seleccionats per a una aplicació i uns materials determinats.
La concentració modifica:
- La temperatura d’inici de cristal·lització.
- La protecció contra la trencadissa per congelació.
- La viscositat i, per tant, la pèrdua de càrrega.
- La densitat i la capacitat calorífica.
- El comportament de la barreja durant la vaporització.
Per això, una regla com «un 30% protegeix fins a una determinada temperatura» no es pot traslladar a qualsevol producte. L’instal·lador ha d’utilitzar la corba del fabricant i distingir quina magnitud està llegint: punt de congelació, formació de cristalls o protecció contra la trencadissa.
Propilenglicol i etilenglicol no són intercanviables
Els fluids basats en propilenglicol s’utilitzen amb freqüència quan es prioritza una menor toxicitat oral aguda o hi ha possibilitat de contacte accidental amb aigua de consum. Això no converteix en innòcua qualsevol formulació: també s’han de considerar els inhibidors, colorants i altres additius, així com la fitxa de dades de seguretat.
L’etilenglicol presenta altres propietats de transferència tèrmica i viscositat, i s’utilitza quan l’aplicació i l’avaluació de riscos ho permeten. Dos productes no s’han de barrejar només perquè comparteixin la paraula «glicol». La base química, el paquet inhibidor, la concentració i l’aplicació autoritzada han de coincidir amb la documentació del sistema.
Estancament: la condició que més castiga el fluid solar
L’estancament es produeix quan el captador rep radiació, però el circuit no evacua la calor. La temperatura augmenta, el fluid comença a vaporitzar-se i part del líquid es desplaça fora del captador.
En un camp amb bon comportament de buidatge, el vapor expulsa la major part del líquid cap a zones més fredes i cap al volum d’expansió disponible. Si queden petites quantitats atrapades en el captador, l’aigua pot evaporar-se preferentment, el glicol es concentra i el residu roman sotmès a una càrrega tèrmica intensa. Els episodis repetits acceleren l’esgotament dels additius i poden produir precipitats, floculació o residus sòlids.
Que el glicol elevi el punt d’ebullició de la barreja no significa que millori per si mateix el comportament durant l’estancament. La protecció prové del disseny del conjunt: buidatge del captador, recorregut del vapor, dissipació a les canonades, pressió, vas d’expansió i límits tèrmics del fluid.
Vas d’expansió i vas intermedi de protecció
El vas d’expansió de membrana s’ha de dimensionar per absorbir l’expansió del líquid i el volum desplaçat durant la formació de vapor. En solar tèrmica no n’hi ha prou amb aplicar sense més el criteri utilitzat en una xarxa convencional de calefacció.
També s’ha de comprovar fins on pot avançar el vapor o el fluid a temperatura elevada. Si el càlcul i la disposició del circuit indiquen que la càrrega tèrmica pot arribar al vas d’expansió, pot ser necessari instal·lar-hi davant un vas intermedi o de protecció. La seva funció és mantenir allunyat de la membrana el fluid excessivament calent i reduir-ne la degradació tèrmica.
No és un accessori que s’hagi d’afegir automàticament a totes les instal·lacions. La seva necessitat depèn de la potència de vapor, el comportament de buidatge, la longitud i dissipació de les canonades, la posició del vas i la temperatura admissible per la membrana.
Com es degrada químicament el glicol
La via rellevant en un circuit solar és la degradació termooxidativa. Temperatura i oxigen afavoreixen reaccions que transformen progressivament el glicol en productes de menor massa molecular, entre ells àcids orgànics.
Els treballs experimentals mitjançant cromatografia iònica van identificar diferències entre les dues bases més habituals:
- En solucions d’etilenglicol, el producte àcid principal identificat va ser l’àcid glicòlic. Segons les condicions també poden aparèixer àcids fòrmic, acètic, glioxílic i oxàlic.
- En solucions de propilenglicol, el producte principal identificat va ser l’àcid làctic, acompanyat d’altres productes àcids en funció de la temperatura, l’oxigen i els materials presents.
- La formació d’aquests productes consumeix la capacitat tampó del fluid i pot reduir el pH. Els inhibidors es dissenyen per retardar la corrosió i controlar aquesta evolució, però la seva capacitat no és il·limitada.
Els factors que acceleren el procés són:
- Temperatures elevades o estancaments repetits.
- Entrada d’oxigen per fugues, purgues o reposicions.
- Dilució o barreja de formulacions incompatibles.
- Aigua que no compleix els requisits del fabricant.
- Residus de fundent, netejadors, olis o partícules.
- Zones amb fluid retingut i sobreescalfament local.
- Pèrdua progressiva del paquet inhibidor.
Quina relació hi ha entre el coure i la degradació del glicol
El glicol nou i correctament inhibit pot ser compatible amb el coure. Tanmateix, el coure no és un espectador químicament neutre quan el fluid se sotmet a oxidació tèrmica.
Els assajos publicats per Rossiter i col·laboradors van mostrar que la presència de coure metàl·lic va incrementar la quantitat de productes de degradació en solucions aquoses d’etilenglicol i propilenglicol. Altres assajos del mateix programa van descriure un efecte catalític del coure sobre la degradació oxidativa de l’etilenglicol. Els àcids produïts poden reaccionar posteriorment amb el coure i formar sals de coure.
Això no significa que el glicol ataqui inevitablement una canonada de coure ni que el coure quedi descartat. Significa que el fluid destinat a un circuit amb coure ha d’estar formulat i assajat per protegir-lo, i que la pèrdua del sistema inhibidor pot afectar simultàniament el fluid i la superfície metàl·lica.
Inhibidors específics per al coure
Els paquets anticorrosius poden incorporar inhibidors orgànics capaços d’adsorbir-se sobre el coure i limitar-ne la dissolució. Entre els compostos estudiats per a aquesta funció hi ha els azols, com el benzotriazol i el toliltriazol, que poden formar una pel·lícula protectora sobre la superfície.
No s’ha de pressuposar que tots els fluids solars contenen aquests compostos ni deduir-ne la concentració a partir del nom comercial. Les formulacions solen ser propietàries i poden utilitzar tecnologies diferents. El criteri operatiu és que el fabricant declari la compatibilitat amb coure i, preferiblement, aporti resultats d’assaig per a instal·lacions multimetall.
Si la documentació no esmenta expressament el coure, no s’ha de suposar que el producte el protegeix.
I l’acer inoxidable, quin paper té?
Els acers inoxidables austenítics ofereixen bona resistència en nombrosos fluids, però no són immunes. Els clorurs, la temperatura, els dipòsits, les escletxes, la contaminació superficial o un ambient exterior agressiu poden produir corrosió localitzada.
El molibdè de l’AISI 316L millora la seva resistència al picat respecte a l’AISI 304, però no autoritza a treballar amb un glicol degradat ni redueix automàticament el manteniment del fluid. La compatibilitat s’ha de verificar per a la referència de canonada, les juntes, els racords i el producte caloportador concrets.
En un circuit mixt, la pregunta no és quin metall «guanya», sinó si el fluid està assajat per a tots els materials presents i si el disseny limita les condicions que n’esgoten la protecció.
Alumini: el material que pot estrènyer la finestra de compatibilitat
L’alumini i les seves aliatges són presents en determinats absorbidors, bescanviadors, bombes i altres components. El seu comportament depèn de l’aliatge, la temperatura, el pH, els clorurs i el paquet inhibidor. Per això no s’ha de deduir la seva compatibilitat a partir del fet que el fluid sigui apte per a coure o acer inoxidable.
En un circuit que contingui alumini, el fabricant del fluid ha de declarar expressament que la seva formulació el protegeix i, quan sigui possible, aportar un assaig de corrosió que inclogui l’aliatge corresponent. Hi ha fluids solars comercials que incorporen alumini fos en les seves proves, però aquest resultat pertany a la formulació assajada i no es pot traslladar a qualsevol barreja de glicol.
L’interval operatiu no el fixa el pH del fluid de manera aïllada. S’han de complir simultàniament el rang especificat pel fabricant del fluid i els límits de tots els components banyats. En un circuit multimetall, la finestra vàlida queda condicionada pel material o component més restrictiu. Això és especialment rellevant amb l’alumini, perquè desviacions cap a mitjans excessivament àcids o alcalins poden comprometre’n la pel·lícula protectora.
Juntes, elastòmers i altres components no metàl·lics
Una part de les incidències atribuïdes al «glicol» o a la canonada comença realment en una junta. La base glicolada, la concentració, els inhibidors, la temperatura i el temps d’exposició condicionen l’inflament, l’enduriment, la pèrdua d’elasticitat i la permeabilitat dels elastòmers.
No n’hi ha prou comprovant que una junta és genèricament EPDM, FKM, NBR o silicona. La compatibilitat ha de correspondre al compost concret, perquè materials de la mateixa família química poden utilitzar formulacions i càrregues diferents. També s’han de verificar segellants, adhesius, plàstics, membranes i recobriments.
La fitxa del fluid i la del component han de coincidir en concentració i temperatura de servei. Si apareix una fuga després d’una reposició, una barreja de productes o un episodi d’estancament, convé inspeccionar la junta i confirmar-ne la compatibilitat abans de concloure que hi ha una fallada de la canonada.
Reserva alcalina: què mesura i què no mesura
La reserva alcalina expressa la capacitat del fluid per neutralitzar una aportació d’àcid abans d’assolir un pH de referència. Aporta informació diferent de la del pH instantani: dues mostres poden mostrar un pH similar i disposar d’una capacitat tampó restant diferent.
L’ASTM D1121 defineix un mètode per a refrigerants i anticorrosius basat en valorar una mostra amb àcid clorhídric 0,100 N fins a pH 5,5. El resultat s’expressa com els mil·lilitres d’àcid necessaris per portar 10 ml de mostra fins a aquest punt final.
Hi ha dues precaucions importants:
- L’ASTM D1121 es va desenvolupar per a refrigerants de motor. Només s’ha d’aplicar a un fluid solar quan el fabricant l’utilitzi o l’accepti com a mètode.
- La mateixa norma adverteix que una reserva alcalina més alta no demostra per si sola una protecció anticorrosiva més gran ni permet calcular directament la vida restant. Alguns inhibidors eficaços contribueixen poc a la valoració.
Per tant, la reserva alcalina és una variable de tendència i control de qualitat. S’ha d’interpretar juntament amb el pH, la concentració, la contaminació, l’aspecte i els límits del producte.
Protocol de diagnòstic del fluid
Identificació i traçabilitat
Abans de mesurar cal saber quin producte conté la instal·lació. Són rellevants el fabricant, la referència, la base glicolada, la concentració de subministrament, el lot, la data d’omplerta i les reposicions posteriors. Quan es desconeix el producte o s’han barrejat formulacions, els resultats perden capacitat diagnòstica.
Protecció contra les gelades
La mesura mitjançant refractòmetre s’ha de fer amb una escala o conversió adequada al producte. Una lectura calibrada per a etilenglicol es pot interpretar incorrectament en propilenglicol. El resultat s’ha de comparar amb la corba del fabricant i amb la temperatura mínima de projecte.
pH
El pH es compara amb l’interval especificat per al fluid i amb el mètode d’assaig indicat. No existeix un límit universal de pH 7 aplicable a totes les formulacions. Un descens respecte al valor inicial pot assenyalar consum de la capacitat tampó, però la decisió no s’ha de basar en una xifra aïllada.
Reserva alcalina
Quan el fabricant la inclogui entre els seus controls, permet avaluar l’evolució de la capacitat neutralitzant. És especialment útil com a sèrie històrica: mostra nova, posada en servei i controls posteriors fets amb el mateix mètode.
Inspecció visual i sòlids
S’han de comprovar terbolesa, sediments, flòculs, precipitats, separació de fases i canvi anòmal d’aspecte. El color per si sol no demostra que el producte sigui vàlid. Una mostra aparentment neta pot tenir propietats químiques fora d’especificació.
Historial tèrmic i operatiu
Convé registrar estancaments, sobretemperatures, obertures de la vàlvula de seguretat, pèrdues de pressió, entrades d’aire i reposicions. Una instal·lació amb incidències repetides pot requerir una anàlisi anticipada encara que el fluid porti poc temps en servei.
Mostreig
La mostra ha de ser representativa del circuit i prendre’s amb el sistema en condicions segures. El recipient ha d’estar net i ser compatible amb el producte. S’han de registrar el punt, la temperatura, la data i l’estat de funcionament, especialment quan els resultats es vagin a comparar amb controls anteriors.
Omplerta i reposició: els errors que alteren el diagnòstic
Abans de l’omplerta, el circuit ha d’estar net i lliure de productes incompatibles. Els residus de soldadura, fundents, olis, netejadors o partícules poden alterar el fluid des de la posada en servei.
No s’han de barrejar dos productes només perquè tots dos estiguin basats en propilenglicol. Els paquets d’inhibidors poden ser diferents o incompatibles. Tampoc s’ha d’afegir aigua automàticament:
- Un concentrat s’ha de preparar amb la qualitat d’aigua i la proporció especificades.
- Un producte premesclat pot prohibir qualsevol dilució.
- Si el fabricant exigeix reposar amb el mateix producte, afegir aigua modifica la protecció contra les gelades i la química del circuit.
Cada intervenció ha de registrar producte, lot, quantitat, concentració mesurada i motiu. Sense aquest historial resulta difícil distingir envelliment normal, dilució, contaminació o barreja accidental.
Quan s’ha de substituir el fluid
No existeix un període universal de tres o cinc anys. La vida depèn de la formulació, la temperatura, l’oxigen, la contaminació, les reposicions i el disseny davant l’estancament.
La substitució s’ha de plantejar quan:
- Ho indiqui el fabricant d’acord amb el seu pla de manteniment.
- L’anàlisi confirmi una propietat fora d’especificació.
- Hi hagi contaminació o barreja d’origen desconegut.
- Apareguin precipitats o degradació tèrmica severa.
- La protecció contra les gelades no es pugui recuperar mitjançant un procediment autoritzat.
- El paquet inhibidor hagi perdut la seva capacitat segons els criteris del producte.
Abans d’omplir de nou cal identificar-ne la causa. Si persisteixen l’estancament deficient, l’entrada d’aire, la qualitat d’aigua inadequada o el vas mal dimensionat, el fluid nou tornarà a degradar-se.
Llista de verificació d’intervenció
Abans d’omplir o substituir
- Identificar el producte autoritzat per a solar tèrmica.
- Verificar-ne la compatibilitat amb tots els metalls —inclòs l’alumini quan hi sigui present—, polímers, elastòmers i juntes.
- Confirmar si és concentrat o està llest per usar.
- Calcular la protecció contra les gelades amb la seva pròpia corba.
- Comprovar la temperatura d’estancament del captador.
- Avaluar el comportament de buidatge i el recorregut del vapor.
- Dimensionar el vas d’expansió per a líquid i volum de vapor.
- Determinar si cal un vas intermedi de protecció.
- Netejar el circuit amb un procediment compatible.
- Registrar producte, lot, quantitat i mesures inicials.
Durant el manteniment
- Mesurar la protecció contra les gelades amb el mètode correcte.
- Comparar el pH amb el rang específic.
- Controlar la reserva alcalina quan correspongui.
- Observar terbolesa, sòlids, precipitats i contaminació.
- Revisar fugues, entrades d’aire i reposicions.
- Registrar els episodis d’estancament.
- No barrejar ni diluir sense autorització documental.
- Sol·licitar anàlisi del fabricant o laboratori quan el resultat sigui dubtós.
On encaixa el sistema CATS en una instal·lació solar
AZ Broquetas ofereix una configuració CATS específica per a solar tèrmica basada en tub corrugat d’acer inoxidable. El subministrament es fa en rotllos de doble tub amb aïllament i cable per instal·lar la sonda tèrmica. Segons la informació pública d’AZ, un dels extrems es lliura premsat i acabat amb dues femelles.
El revestiment de fibra PES incorpora una pel·lícula de protecció contra la radiació ultraviolada i el desgast mecànic. AZ publica per a aquesta configuració una temperatura operativa contínua de fins a 200°C. Aquest valor correspon al conjunt i a l’aïllament descrits pel fabricant: no representa la temperatura a la qual qualsevol fluid glicolat pugui romandre estable indefinidament.
La gamma solar publicada inclou:
- Racords que es poden premsar a obra mitjançant la premsa manual CATS 120.
- Sistema C-Klip basat en juntes tòriques, anell de subjecció i femella.
- Accessoris de transició entre tub corrugat i coure.
- Juntes Klingersil C4400 especificades per AZ per a les temperatures i fluids propis de l’aplicació.
- Kit de fixació amb màniga, cargol, volandera, femella, tapa i casquet extensible.
- Premsa CATS 120 per als diàmetres DN8, DN12, DN15, DN20 i DN25.
Per a cada projecte cal confirmar la referència vigent, el grau exacte de l’acer, les juntes, les condicions de pressió i temperatura i la compatibilitat amb el fluid comercial escollit. El fet que la canonada sigui inoxidable no substitueix aquesta comprovació.
Informació del sistema solar CATS
Característiques generals del tub corrugat
Condicions de servei de canonades en aerotèrmia i solar
Conclusió
La fiabilitat d’un circuit solar no es decideix únicament entre coure i inoxidable. Es decideix en seleccionar un fluid compatible, controlar la càrrega tèrmica durant l’estancament i conservar la traçabilitat de cada ompliment i reposició.
La química n’explica el motiu. L’oxigen i la temperatura poden transformar el glicol en productes àcids, consumir la capacitat tampó i reduir l’eficàcia del sistema inhibidor. La presència de coure pot accelerar aquestes reaccions en determinades condicions, però els fluids formulats per a coure incorporen protecció específica. L’acer inoxidable ofereix avantatges davant de certs mecanismes, però tampoc admet un fluid degradat sense conseqüències.
El criteri professional consisteix a mesurar, comparar amb l’especificació del producte i corregir la causa de qualsevol desviació. Aquest protocol protegeix millor la instal·lació que un termini fix de substitució o una afirmació universal sobre el material.
Preguntes freqüents
El glicol fa malbé les canonades de coure?
No de manera inevitable. Un fluid solar formulat correctament pot estar assajat per a coure i altres metalls. Els estudis mostren, tanmateix, que la presència de coure pot incrementar la degradació termooxidativa del glicol en determinades condicions. Per això el producte ha d’incloure un sistema inhibidor adequat i mantenir-se dins d’especificació. Si apareixen corrosió o sals de coure, cal investigar també la temperatura, l’oxigen, l’aigua, les restes de muntatge i l’estat del fluid.
Quins inhibidors protegeixen el coure en un circuit amb glicol?
Hi ha diferents tecnologies. Entre els inhibidors estudiats per a coure hi ha els azols, com el benzotriazole i el toliltriazole, capaços de formar una pel·lícula protectora sobre la superfície metàl·lica. Tanmateix, no tots els productes utilitzen els mateixos compostos i la seva formulació pot ser confidencial. L’instal·lador no necessita conèixer la recepta completa, però sí que ha d’exigir que el fabricant declari la compatibilitat amb coure i amb la resta dels metalls presents al circuit.
Quins àcids es formen quan es degrada el glicol?
La degradació termooxidativa pot produir diversos àcids orgànics. En l’etilenglicol s’ha identificat principalment àcid glicòlic, a més de fòrmic, acètic, glioxílic i oxàlic segons les condicions. En el propilenglicol, el producte principal descrit és l’àcid làctic, acompanyat d’altres productes àcids. La seva formació consumeix la capacitat tampó i pot reduir el pH. La composició real depèn de la temperatura, l’oxigen, el temps i els materials presents.
Què cal comprovar si el circuit conté alumini?
Cal confirmar que el fluid comercial està formulat i assajat expressament per a alumini o per a l’aliatge concret present. També cal revisar la temperatura, els clorurs, la concentració i el rang de pH. En un circuit multimetall no n’hi ha prou que el fluid sigui compatible amb coure o inoxidable: la finestra operativa ha de satisfer el component més restrictiu. No s’ha d’afegir cap inhibidor genèric ni corregir el pH sense autorització del fabricant.
El glicol pot danyar juntes i elastòmers?
La compatibilitat depèn del producte, la concentració, la temperatura i el compost exacte de la junta. Una formulació inadequada pot afavorir inflor, enduriment, pèrdua d’elasticitat o permeabilitat, especialment després de sobretemperatures o barreges. La denominació EPDM, FKM, NBR o silicona no n’hi ha prou per validar una junta concreta. Cal consultar les fitxes del fluid i del component i comprovar que coincideixen en concentració i temperatura de servei.
Què indica la reserva alcalina del fluid?
Indica la capacitat de la formulació per neutralitzar una aportació d’àcid abans d’arribar a un punt final definit. L’ASTM D1121 utilitza una valoració amb àcid clorhídric fins a pH 5,5, però és un mètode per a refrigerants de motor i només s’ha d’aplicar al fluid solar si el fabricant ho contempla. A més, la mateixa norma adverteix que el valor no mesura per si sol la protecció anticorrosiva ni la vida restant. Cal interpretar-lo juntament amb altres variables.
Cada quant s’ha de substituir el glicol solar?
No existeix un interval universal. La decisió depèn de la formulació, les temperatures assolides, els episodis d’estancament, l’entrada d’oxigen, les reposicions i els resultats analítics. El control ha de seguir el pla del fabricant del fluid. La substitució procedeix quan una propietat rellevant queda fora d’especificació, hi ha contaminació o es confirma una degradació que no es pot recuperar mitjançant un procediment autoritzat. Abans d’omplir, cal corregir la causa.
Quan cal un vas intermedi de protecció?
Cal avaluar-ho quan el vapor o el fluid desplaçat durant l’estancament poden arribar al vas d’expansió a una temperatura superior a l’admissible per la seva membrana. El vas intermedi crea un volum de separació tèrmica i protegeix el component sensible. No és obligatori per definició en tota instal·lació: la seva necessitat depèn del comportament de buidatge, la potència de vapor, la dissipació de les canonades, la posició del vas i els límits del fabricant.
Es pot afegir aigua a un circuit solar amb glicol?
Només si la fitxa del producte ho permet i utilitzant la qualitat d’aigua especificada. Els concentrats requereixen una preparació controlada; els fluids llestos per usar poden prohibir qualsevol dilució. Afegir aigua modifica la protecció davant de gelades, la concentració d’inhibidors i la química del circuit. Quan el fabricant exigeix reposar amb el mateix producte, cal respectar aquesta condició. Tota reposició s’ha de registrar per conservar la traçabilitat.
L’acer inoxidable permet reduir el manteniment del glicol?
No. L’elecció de l’acer inoxidable pot aportar resistència davant de determinats mecanismes de corrosió, però el fluid continua sotmès a degradació per temperatura i oxigen. També cal comprovar clorurs, dipòsits, juntes i accessoris. El protocol d’anàlisi depèn del fluid i de les condicions de servei, no pas que la canonada sigui de coure o inoxidable. Un glicol fora d’especificació ha de corregir-se o substituir-se en ambdós casos.
