Quando bisogna riempire un circuito di climatizzazione, proteggere un impianto solare termico dal gelo o raffreddare un processo nell’industria alimentare, la domanda si ripete: glicole etilenico, glicole propilenico o monoetilenglicole? I tre nomi compaiono in schede tecniche, preventivi e cataloghi, e non sempre è chiaro se siano prodotti diversi, quale protegga di più dal congelamento o quale sia più sicuro.
La risposta breve è che il monoetilenglicole e il glicole etilenico sono lo stesso composto, e che le differenze che contano sono quelle tra glicole etilenico e glicole propilenico. A parità di concentrazione, i due offrono una protezione antigelo molto simile. Ciò che li distingue è la tossicità, la viscosità (e con essa il rendimento termico del circuito) e le applicazioni in cui ciascuno è consentito o raccomandato.
In questo articolo confrontiamo le loro proprietà con dati alla mano, spieghiamo quale concentrazione serve in base alla temperatura minima del vostro impianto e vi aiutiamo a scegliere il glicole adatto a ogni caso, con l’esperienza di oltre 30 anni che abbiamo maturato in CH Química producendo e fornendo glicoli e antigelo industriali.
Glicole etilenico e monoetilenglicole: sono la stessa cosa?
Sì. Monoetilenglicole (MEG) è il nome tecnico e commerciale del glicole etilenico (1,2-etandiolo, C₂H₆O₂, CAS 107-21-1). Il prefisso «mono» si usa nell’industria per distinguerlo da altri glicoli della stessa famiglia, che si ottengono nello stesso processo di produzione a partire dall’ossido di etilene:
- Monoetilenglicole (MEG): una sola unità di glicole etilenico. È il prodotto principale e quello utilizzato come antigelo e fluido termovettore.
- Dietilenglicole (DEG): due unità unite. Si impiega come solvente, umettante o nella disidratazione del gas naturale, ma non sostituisce il MEG nei circuiti termici.
- Trietilenglicole (TEG): tre unità. Il suo uso principale è l’essiccazione dei gas e alcune applicazioni come solvente.
Pertanto, se un fornitore offre monoetilenglicole e un altro glicole etilenico, parlano della stessa sostanza. Ciò che può variare è il grado di purezza: il MEG di grado fibra, con purezze superiori al 99,9 %, è destinato alla produzione di poliestere e PET, mentre il grado industriale è usato negli antigelo e nei fluidi termici. E quando in climatizzazione o nel settore automobilistico si parla semplicemente di «glicole», quasi sempre ci si riferisce al glicole etilenico.
Con il glicole propilenico accade qualcosa di simile: viene commercializzato anche come monopropilenglicole (MPG) o 1,2-propandiolo, e tutti i nomi designano lo stesso prodotto. Se volete approfondire, in un altro articolo di questo blog spieghiamo che cos’è il glicole propilenico e a cosa serve nell’industria.
Glicole etilenico vs glicole propilenico: confronto delle proprietà
Entrambi sono dioli, cioè alcoli con due gruppi ossidrilici. Sono liquidi incolori, praticamente inodori, igroscopici e miscibili con l’acqua in qualsiasi proporzione. Si assomigliano molto, ma le loro differenze hanno conseguenze dirette sulla progettazione e sulla sicurezza di un impianto.
| Proprietà | Glicole etilenico (MEG) | Glicole propilenico (MPG) |
|---|---|---|
| Formula chimica | C₂H₆O₂ | C₃H₈O₂ |
| Numero CAS | 107-21-1 | 57-55-6 |
| Massa molecolare | 62,07 g/mol | 76,09 g/mol |
| Densità (20 °C) | ≈1,113 g/cm³ | ≈1,036 g/cm³ |
| Punto di ebollizione | ≈197 °C | ≈188 °C |
| Punto di congelamento del prodotto puro | ≈−13 °C | ≈−59 °C (vetrifica, non cristallizza) |
| Viscosità dinamica (20 °C) | ≈20 mPa·s | ≈55 mPa·s |
| Calore specifico (20 °C) | ≈2,4 kJ/(kg·K) | ≈2,5 kJ/(kg·K) |
| Classificazione CLP | Nocivo se ingerito (H302). Può provocare danni ai reni in caso di esposizione prolungata o ripetuta per ingestione (H373) | Non classificato come pericoloso |
| Uso alimentare | Non consentito | Autorizzato come additivo E1520 (grado alimentare o USP) |
| Costo relativo | Più economico | Leggermente più costoso |
Dalla tabella emergono le tre differenze che decidono la scelta: la tossicità, la viscosità e il comportamento alle basse temperature. Le vediamo una per una.
Tossicità: la differenza che pesa di più
Il glicole etilenico è tossico per ingestione. L’organismo lo trasforma in acido glicolico e acido ossalico, che provocano acidosi metabolica e danno renale. La bibliografia tossicologica indica la dose potenzialmente letale per un adulto in circa 1–1,5 ml per chilo di peso, ovvero nell’ordine di 100 ml. Inoltre ha un sapore dolce che aumenta il rischio di ingestione accidentale da parte di bambini e animali domestici, ed è per questo che molti antigelo a base di glicole etilenico contengono agenti amaricanti.
Il glicole propilenico, invece, viene metabolizzato in acido lattico e acido piruvico, composti che il corpo elabora normalmente. La FDA statunitense lo riconosce come GRAS (Generally Recognized As Safe) e nell’Unione Europea è autorizzato come additivo alimentare con il codice E1520. Ciò non lo rende innocuo a qualsiasi dose, come analizziamo in Il glicole propilenico è tossico o sicuro da maneggiare?, ma il suo margine di sicurezza è molto superiore a quello del glicole etilenico.
La conseguenza pratica è chiara: in qualsiasi impianto in cui una perdita possa entrare in contatto con alimenti, bevande, acqua potabile o persone, il glicole deve essere glicole propilenico, e nelle applicazioni alimentari di grado alimentare o USP.
Rendimento termico: perché il glicole etilenico è più efficiente
A parità di concentrazione, il glicole etilenico ha una viscosità sensibilmente inferiore a quella del glicole propilenico, e la differenza aumenta al diminuire della temperatura. Una miscela più viscosa ha tre effetti sul circuito:
- Richiede più potenza di pompaggio per movimentare la stessa portata.
- Riduce il coefficiente di scambio termico in scambiatori e batterie, perché il flusso è meno turbolento.
- Può rendere necessario sovradimensionare pompe o scambiatori nei circuiti che lavorano a temperature molto basse.
Per questo, nei circuiti industriali chiusi di climatizzazione o refrigerazione senza rischio di contatto con alimenti né con acqua potabile, il glicole etilenico è solitamente l’opzione più efficiente ed economica. Quando la sicurezza impone di usare glicole propilenico, occorre tenerne conto in fase di progettazione: il calcolo idraulico e termico deve essere effettuato con le proprietà reali della miscela, non con quelle dell’acqua né con quelle di una miscela di glicole etilenico.
Conviene inoltre ricordare che qualsiasi glicole riduce la capacità dell’acqua di trasportare calore. Per questo non ha senso usare una concentrazione maggiore di quella di cui l’impianto ha bisogno.
Protezione antigelo: quale concentrazione serve
Un dato che sorprende molti installatori: a pari percentuale in peso, il glicole etilenico e il glicole propilenico proteggono dal congelamento in modo molto simile. La differenza tra i due non sta in quanto freddo sopportano, ma nella tossicità e nella viscosità.
| Concentrazione di glicole (% in peso) | Punto di congelamento con glicole etilenico | Punto di congelamento con glicole propilenico |
|---|---|---|
| 10 % | ≈−3 °C | ≈−3 °C |
| 20 % | ≈−8 °C | ≈−7 °C |
| 30 % | ≈−14 °C | ≈−13 °C |
| 40 % | ≈−22 °C | ≈−21 °C |
| 50 % | ≈−34 °C | ≈−33 °C |
Quattro regole per scegliere la concentrazione giusta
- Calcolate in base alla temperatura minima reale dell’impianto, con un margine. Una pratica comune è dimensionare la protezione circa 5 °C al di sotto della minima prevista.
- Più concentrazione non significa più protezione. Intorno al 60 % si raggiunge la protezione massima, vicino ai −50 °C; oltre, il punto di congelamento smette di scendere e addirittura torna a salire (il glicole etilenico puro congela a circa −13 °C). Inoltre, ogni punto in più riduce la capacità di trasporto del calore e aumenta la viscosità.
- Ma non restate nemmeno troppo bassi. Al di sotto del 20–25 % la protezione è minima, gli inibitori risultano troppo diluiti e aumenta il rischio di proliferazione batterica nel circuito, soprattutto con il glicole propilenico.
- Verificate le unità di misura. Le tabelle dei produttori possono essere espresse in percentuale in peso o in volume, e non sono equivalenti. Prima di dosare, confermate in quale unità è espressa la tabella che utilizzate.
Gli errori di dosaggio e di manutenzione più frequenti sono trattati nella nostra guida sull’uso corretto dei glicoli industriali nei sistemi termici.
Glicole puro o antigelo inibito
Il glicole puro, che sia monoetilenglicole o glicole propilenico, abbassa il punto di congelamento, ma non protegge il circuito dalla corrosione. Con la temperatura e l’ossigeno, il glicole si ossida e genera acidi organici (glicolico, formico, acetico) che abbassano il pH e attaccano metalli come l’acciaio, la ghisa, il rame o l’alluminio.
Per questo, nei circuiti chiusi di riscaldamento, refrigerazione o energia solare è consigliabile usare un antigelo formulato con inibitori di corrosione, e riservare il glicole puro a chi formula i propri fluidi o ai processi in cui l’inibitore viene aggiunto separatamente. Spieghiamo come funzionano questi prodotti nell’articolo sugli antigelo industriali per proteggere circuiti e apparecchiature.
Quale scegliere? Guida in base all’applicazione
Alla luce di quanto sopra, la scelta dipende soprattutto da due domande: una perdita può arrivare ad alimenti, acqua potabile o persone? E quale rendimento termico richiede il circuito? Questa tabella riassume le applicazioni più comuni:
| Applicazione | Glicole raccomandato | Perché | Prodotto CH Química |
|---|---|---|---|
| Circuiti chiusi di riscaldamento e refrigerazione industriale, senza rischio di contatto con alimenti né acqua potabile | Glicole etilenico inibito | Migliore scambio termico e costo inferiore | AF GLYCOL HRE -20 (pronto all’uso) o AF GLYCOL HRE -60 (concentrato) |
| Riscaldamento e climatizzazione in edifici o impianti in cui si preferisce un fluido a bassa tossicità | Glicole propilenico inibito | Minor rischio in caso di perdita | AF GLYCOL HRP -60 |
| Energia solare termica | Glicole propilenico formulato per circuiti solari | Bassa tossicità in impianti che condividono lo scambiatore con l’acqua calda sanitaria | AF GLYCOL SOLARTECH -40 |
| Industria alimentare: celle frigorifere, cantine, birrifici, caseifici | Glicole propilenico di grado alimentare | Una perdita non comporta un rischio tossicologico per il prodotto | AF GLYCOL FOOD GRADE -60 |
| Formulazione alimentare, farmaceutica o cosmetica | Glicole propilenico USP | Purezza minima del 99,5 % e tracciabilità documentale | PROPILENGLICOL USP |
| Formulazioni tecniche con glicole propilenico senza requisiti alimentari | Glicole propilenico tecnico | Bassa tossicità a un costo inferiore rispetto al grado USP | PROPILENGLICOL |
| Produzione di antigelo proprio, processi chimici, poliestere | Monoetilenglicole puro | Materia prima versatile per la formulazione | MONOETILENGLICOL |
L’intera gamma è disponibile nella nostra Glycol Line di glicoli e antigelo per circuiti idraulici.
Manutenzione: come controllare il glicole del circuito
Scegliere bene il glicole è metà del lavoro. L’altra metà consiste nel mantenerlo in buone condizioni per tutta la vita dell’impianto:
- Misurate la concentrazione almeno una volta all’anno con un rifrattometro con scala specifica per ciascun glicole: la lettura di un rifrattometro calibrato per il glicole etilenico non è valida per il glicole propilenico, e viceversa.
- Controllate il pH e la riserva di inibitori. Un pH che cala nel tempo indica che il glicole si sta degradando e che gli inibitori si stanno esaurendo.
- Non mescolate glicole etilenico e glicole propilenico. Sono miscibili, ma la miscela impedisce di misurare la concentrazione in modo affidabile e combina pacchetti di inibitori che potrebbero non essere compatibili. Se cambiate glicole, svuotate e pulite prima il circuito.
- Rabboccate con la stessa miscela, non con sola acqua: ogni rabbocco con acqua diluisce la protezione.
- Diluite con acqua demineralizzata o a bassa durezza per evitare incrostazioni e la precipitazione degli inibitori.
- Evitate l’acciaio zincato nei circuiti con glicole: lo zinco reagisce con gli inibitori e con i prodotti di degradazione del glicole.
- Pulite il circuito prima del carico. I fanghi, la magnetite e i residui di fluidi precedenti degradano il glicole nuovo. Apparecchiature come le pompe per il lavaggio dei circuiti Clearflow consentono di lavare l’impianto e di riempirlo poi con glicole.
Domande frequenti sul glicole etilenico e sul glicole propilenico
Qual è meglio, il glicole etilenico o il glicole propilenico?
Dipende dall’applicazione. Il glicole etilenico trasferisce meglio il calore ed è più economico, per cui si preferisce di solito nei circuiti industriali chiusi senza rischio di contatto con alimenti né acqua potabile. Il glicole propilenico è la scelta obbligata quando una perdita può interessare alimenti, bevande, acqua potabile o persone, per la sua bassa tossicità.
Il monoetilenglicole è tossico?
Sì. Il monoetilenglicole è lo stesso composto del glicole etilenico e ne condivide la tossicità: è nocivo per ingestione e può provocare danni ai reni. Deve essere maneggiato con guanti e occhiali, conservato correttamente etichettato e fuori dalla portata di bambini e animali, e utilizzato sempre seguendo la relativa scheda di dati di sicurezza.
Si possono mescolare glicole etilenico e glicole propilenico?
Chimicamente sono miscibili, ma non è consigliabile mescolarli in un circuito: la concentrazione reale non può più essere misurata in modo affidabile e gli inibitori delle rispettive formulazioni potrebbero non essere compatibili tra loro. Se si passa da un glicole all’altro, la procedura corretta è svuotare, pulire e riempire nuovamente l’impianto.
Quale glicole si usa negli impianti solari termici?
Normalmente glicole propilenico, formulato specificamente per circuiti solari. La sua bassa tossicità è importante perché il circuito primario scambia calore con l’acqua calda sanitaria, e la formulazione deve resistere alle alte temperature raggiunte dai collettori in estate.
Quale glicole contiene l’antigelo dell’auto?
La maggior parte degli antigelo e dei liquidi refrigeranti per autoveicoli ha una base di glicole etilenico (monoetilenglicole) con additivi inibitori. Esistono anche formulazioni a base di glicole propilenico, meno tossiche, anche se sono meno diffuse.
Ogni quanto bisogna sostituire il glicole di un circuito?
Non esiste una scadenza fissa: dipende dal tipo di fluido, dalle temperature di esercizio e dallo stato del circuito. Si raccomanda di analizzare il fluido almeno una volta all’anno (concentrazione, pH e stato degli inibitori) e di sostituirlo quando i valori escono dall’intervallo indicato dal produttore.
Scegliete il glicole giusto con la consulenza tecnica
Glicole etilenico e monoetilenglicole sono lo stesso prodotto: efficiente ed economico, ma tossico. Il glicole propilenico protegge praticamente allo stesso modo dal gelo, con una tossicità molto inferiore, a fronte di una maggiore viscosità. Scegliere tra i due non è una questione di qualità, ma di adeguare il fluido all’impianto, alla normativa e al rischio di ogni applicazione.
In CH Química vi aiutiamo a scegliere il glicole e la concentrazione adatti al vostro circuito, con la scheda tecnica e la scheda di dati di sicurezza di ciascun prodotto. Contattate il nostro team tecnico e raccontateci quale impianto dovete proteggere.