Un anticongelante es un aditivo que disminuye el punto de congelación de un líquido a base de agua. Una mezcla de anticongelante se utiliza para lograr la depresión del punto de congelación para entornos fríos y también logra la elevación del punto de ebullición para permitir una mayor temperatura del refrigerante. Los puntos de congelación y ebullición son propiedades coligativas de una solución, que dependen de la concentración de la sustancia disuelta. Dado que el agua tiene buenas propiedades como refrigerante, el agua más anticongelante se utiliza en los motores de combustión interna y en otras aplicaciones de transferencia de calor. El propósito del anticongelante es evitar que un recinto rígido estalle debido a la expansión cuando el agua se congela. Comercialmente, tanto el aditivo (concentrado puro) como la mezcla (solución diluida) se denominan anticongelantes, según el contexto. La selección cuidadosa de un anticongelante puede permitir un amplio rango de temperaturas en el que la mezcla permanece en fase líquida, lo que es fundamental para una transferencia de calor eficiente y el buen funcionamiento de los intercambiadores de calor.
Las soluciones de etilenglicol empezaron a estar disponibles en 1926 y se comercializaron como «anticongelante permanente», ya que sus puntos de ebullición más elevados ofrecían ventajas para su uso en verano y en épocas de frío. Hoy en día se utilizan para una gran variedad de aplicaciones, incluidos los automóviles, pero se están sustituyendo gradualmente por el propilenglicol debido a su menor toxicidad.
Cuando el etilenglicol se utiliza en un sistema, puede oxidarse a cinco ácidos orgánicos (ácido fórmico, oxálico, glicólico, glioxálico y acético). Existen mezclas anticongelantes de etilenglicol inhibidas, con aditivos que amortiguan el pH y reservan la alcalinidad de la solución para evitar la oxidación del etilenglicol y la formación de estos ácidos. También pueden utilizarse nitritos, silicatos, teodina, boratos y azoles para evitar el ataque corrosivo al metal.
El etilenglicol es venenoso para los seres humanos y otros animales, y debe manipularse con cuidado y eliminarse adecuadamente. Su sabor dulce puede provocar una ingestión accidental o permitir su uso deliberado como arma homicida. El etilenglicol es difícil de detectar en el organismo y provoca síntomas -como intoxicación, diarrea grave y vómitos- que pueden confundirse con otras dolencias o enfermedades. Su metabolismo produce oxalato de calcio, que se cristaliza en el cerebro, el corazón, los pulmones y los riñones, dañándolos; dependiendo del nivel de exposición, la acumulación del veneno en el cuerpo puede durar semanas o meses antes de causar la muerte, pero la muerte por insuficiencia renal aguda puede producirse en un plazo de 72 horas si el individuo no recibe el tratamiento médico adecuado para la intoxicación. Algunas mezclas de anticongelante de etilenglicol contienen un agente amargante, como el denatonium, para desalentar el consumo accidental o deliberado.
El mecanismo tóxico de la intoxicación por etilenglicol se debe principalmente a los metabolitos del etilenglicol. Inicialmente es metabolizado por la alcohol deshidrogenasa a glicolaldehído, que luego se oxida a ácido glicólico. El aumento de los metabolitos puede causar encefalopatía o edema cerebral. Los efectos metabólicos se producen entre 12 y 36 horas después de la ingestión, causando principalmente acidosis metabólica que se debe principalmente al ácido glicólico acumulado. Además, como efecto secundario de los dos primeros pasos del metabolismo, se produce un aumento de la concentración sanguínea de ácido láctico que contribuye a la acidosis láctica. La formación de metabolitos ácidos también provoca la inhibición de otras vías metabólicas, como la fosforilación oxidativa.
La toxicidad renal del etilenglicol se produce entre 24 y 72 horas después de la ingestión y está causada por un efecto citotóxico directo del ácido glicólico. El ácido glicólico se metaboliza en ácido glioxílico y finalmente en ácido oxálico. El ácido oxálico se une al calcio para formar cristales de oxalato de calcio que pueden depositarse y causar daños en muchas zonas del cuerpo, como el cerebro, el corazón, los riñones y los pulmones. El efecto más importante es la acumulación de cristales de oxalato de calcio en los riñones, lo que provoca daños renales que conducen a una insuficiencia renal aguda oligúrica o anúrica. El paso limitante en esta cascada es la conversión del ácido glicólico en glyoxylic. La acumulación de ácido glicólico en el organismo es la principal responsable de la toxicidad.