A normalização dos líquidos de arrefecimento do motor

Os aditivos para motor devem obedecer aos requisitos e aos métodos de ensaio para a determinação das suas características, envolvendo os concentrados dos tipos monoetilenoglicol, monopropilenoglicol e glicerina, tipos A, B e C, destinados à preparação da solução refrigerante, para promover o arrefecimento do motor endotérmico e conferir proteção adequada contra o congelamento, fervura, cavitação e corrosão.

aditivo2Da Redação –

A transferência de calor eficiente e a proteção contra a corrosão sempre foram os principais critérios para os líquidos de arrefecimento do motor. Esse é o caso há anos dos motores de combustão, mas permanece tão importante quanto aos veículos elétricos. As demandas do mercado estão mudando rapidamente e os fabricantes de veículos procuram continuamente projetos inovadores, levando a requisitos cada vez mais específicos e rigorosos em relação à proteção contra corrosão, compatibilidade de componentes e transferência de calor.

Esses requisitos em geral, mas particularmente a capacidade de transferência de calor dos refrigerantes, terão um papel crescente no cumprimento dos regulamentos e normas sobre emissão de gases do escapamento. As emissões desses gases de um veículo estão intimamente ligadas à eficiência energética do combustível fóssil, energia elétrica ou sua combinação (hibridização) na operação de um veículo.

O líquido de arrefecimento apropriado e suas capacidades de gerenciamento térmico em motores de combustão, veículos elétricos ou hibridizados terão um impacto crescente na capacidade da indústria automotiva em atender aos requisitos das atuais e futuras regulamentações sobre gases de escapamento. O requisito básico de um líquido de arrefecimento do motor é transferir o calor do motor de combustão interna para o radiador, onde o fluido é resfriado por meio do fluxo de ar.

Além disso, o líquido de refrigeração precisa fornecer a proteção durante todo o ano contra congelamento e ebulição. Um grande número de materiais é usado no sistema de refrigeração moderno, incluindo aço, cobre, alumínio, solda, ferro fundido, latão, plásticos e vários tipos de elastômeros. Os refrigerantes do motor devem conter aditivos específicos (como inibidores de corrosão) para evitar os danos a todos esses materiais.

Um líquido de arrefecimento do motor geralmente consiste em um fluido base e um pacote de aditivos composto principalmente de aditivos inibidores de corrosão. O fluido base determina principalmente as propriedades de transferência de calor, proteção contra o congelamento e contra a ebulição. A proteção contra corrosão é determinada principalmente pelo tipo e nível de aditivos de sua inibição. É feita uma distinção entre inibidores orgânicos e inibidores minerais (também chamados inorgânicos), como silicatos, boratos, nitritos e fosfatos.

Uma maneira fácil de classificar os refrigerantes é pelo tipo de inibidores de corrosão. Um refrigerante tradicional contém inibidores minerais/inorgânicos, como fosfato, borato, silicato, nitrito e nitrato, com alguma preferência em relação a diferentes combinações. Um refrigerante da tecnologia de aditivos orgânicos contém apenas inibidores de corrosão orgânicos, como carboxilatos. As combinações de inibidores minerais e orgânicos podem ser divididas em duas outras categorias: refrigerantes com alguns aditivos minerais adicionados e os híbridos para qualquer outra combinação.

Assim, pode-se dizer que o sistema de arrefecimento é responsável por manter o carro a uma temperatura ideal de funcionamento – sempre na faixa dos 90 ºC. O trabalho é importante, pois o motor esquenta muito com todas as explosões da queima do combustível. Então, é responsabilidade do sistema de arrefecimento manter o propulsor frio o suficiente para que as peças não derretam, mas não frio demais a ponto que o carro não funcione direito.

O sistema é composto por mangueiras, radiador, ventoinha, bomba d’água, vaso de expansão, válvula termostática e, no meio de tudo isso, um líquido, que deve ser composto por 50% por água desmineralizada e 50% por aditivo a base de etileno glicol. A água desmineralizada pode ser comprada separada do aditivo – também há a opção de comprar a mistura pronta.

O líquido percorre a parte interna do motor, sem entrar em contato com seus componentes de combustão, até chegar ao radiador. Por lá, a mistura, que ficou quente, transfere o seu calor para o ar. Toda essa movimentação é feita através de mangueiras e quem controla esse fluxo é a válvula termostática que bloqueia a água quando o motor esfria e libera quando o motor ultrapassa determinada temperatura.

Quem coloca o líquido em movimento pelo sistema é a bomba d’água. Quando o carro está desligado, todo o líquido fica alojado no vaso de expansão (que é a peça plástica que se usa para checar se o nível do líquido está correto). A ventoinha também ajuda a retirar o calor do motor, direcionando ar para dentro do motor exatamente como um ventilador.

Pode-se acrescentar que o tipo mais comum de sistema de arrefecimento é o de fluxo fechado e pressurizado, que não deixa a água evaporar. Na década de 80, o mais comum era o sistema aberto, que exigia repor a quantidade de líquido, que evaporava. Dessa forma, se for necessário colocar aditivo no carro sempre, ele certamente apresenta algum defeito e deve ser levado a um mecânico. Alguma mangueira pode estar furada, por exemplo. O ideal é fazer a troca completa do líquido.

Quanto à durabilidade do sistema, tirando o líquido, as peças só devem ser trocadas quando realmente estragarem. O fabricante determina quando o fluido deve ser substituído, mas o tempo médio é de dois anos e meio, independente se o motorista vai muito para estrada ou mantém o motor em temperaturas quentes por muito tempo. Também vale a pena ficar atento às mangueiras do sistema, que podem ressecar e ficar danificadas. Sempre que isso acontecer, faça uma checagem de todo o sistema para ver se mais algum componente pode ter sido afetado.

A NBR 13705 de 12/2016 – Veículos rodoviários automotores – Aditivos concentrados para arrefecimento de motor endotérmico, tipos A, B e C – Requisitos e métodos de ensaio especifica os requisitos e os métodos de ensaio para a determinação das características dos aditivos concentrados dos tipos monoetilenoglicol, monopropilenoglicol e glicerina, tipos A, B e C, destinados à preparação da solução refrigerante, para promover o arrefecimento do motor endotérmico e conferir proteção adequada contra o congelamento, fervura, cavitação e corrosão.

Os requisitos gerais dos produtos incluem: o aditivo deve apresentar aspecto homogêneo e límpido e não mostrar materiais estranhos em suspensão ou sedimentados; a unidade legal de medida é o litro (L); aminas, exceto azois, não são permitidas na formulação do líquido de arrefecimento; o aditivo descrito nesta norma pode sofrer a adição de corantes de acordo com a conveniência do fabricante, desde que não deteriore as propriedades listadas na Tabela 1 (disponível na norma); o aditivo tipo A deve ser formulado utilizando um monoetilenoglicol que atenda aos requisitos do Anexo E; o aditivo tipo B deve ser formulado utilizando um monopropilenoglicol que atenda aos requisitos do Anexo E; o aditivo tipo C deve ser formulado utilizando uma glicerina que atenda aos requisitos do Anexo C.

Na embalagem, devem constar as seguintes informações: aditivo para arrefecimento tipos A, B ou C, conforme o caso; orgânico, inorgânico ou híbrido, conforme o caso; número desta norma (a menção ao atendimento desta norma deve ser integral e não somente parcial); a inscrição: “Este produto deve ser diluído de acordo com a recomendação do fabricante”.

Na ausência desta recomendação, preparar uma solução de no mínimo 33% v/v do produto com água limpa. Não descartar no meio ambiente (solo, esgoto, redes pluviais, etc.). O lançamento em redes de esgoto ou corpos hídricos está condicionado ao atendimento à legislação vigente.

O ensaio de cloretos envolve a determinação de íons cloreto em líquidos de arrefecimento na faixa de 5 × 10-6 a 200 × 10-6 na presença de até 0,6 % em peso de mercaptobenzotiazol e se baseia no princípio da titulação potenciométrica. Substâncias químicas de grau reagente devem ser utilizadas em todos os ensaios. Outros graus podem ser utilizados, contanto que seja antes averiguado que o reagente possui uma pureza suficientemente alta para permitir seu uso sem reduzir a precisão da determinação.

Considerar como água reagente a que possuir as seguintes características: material particulado e dissolvido: total de 2,0 mg/L no máximo; pH a 25 °C de 5,0 a 8,0; condutividade elétrica a 25 °C de 5,0 μΩ/cm no máximo; tempo mínimo de retenção de cor de permanganato de potássio de 10 min.

Para a corrosão, o método consiste em avaliar a ação corrosiva de soluções de aditivo para arrefecimento sobre corpos de prova de metal em condições controladas de laboratório. Este ensaio é empregado para a determinação da ação corrosiva entre duas ou mais amostras de aditivo, apontando aquela de melhor resultado e selecionando-a para ensaio de campo ou desempenho simulado.

Neste método, corpos de prova de metais típicos, presentes em sistemas de arrefecimento, são imersos em solução de aditivo para arrefecimento de motores, durante 336 h, a 88 °C, e submetidos a um fluxo de aeração de 100 mL/min. Após as 336 h, os corpos de prova de metal são devidamente tratados (limpos) e verifica-se, então, a variação de massa dos corpos de prova de metal.

Diluir em 1 000 mL de água destilada, de acordo com a NBR 7353:2014, 5.1.5, as seguintes quantidades dos sais de sódio anidros (grau analítico): sulfato de sódio: 148 mg; cloreto de sódio: 165 mg; bicarbonato de sódio: 138 mg. Se grande volume de água corrosiva for necessário, preparar uma solução concentrada dez vezes e, antes de utilizar, fazer a diluição adequada, diluindo uma parte da solução concentrada para nove partes de água desmineralizada.

Para espuma e tempo de quebra, o ensaio consiste em passar fluxo de ar controlado por uma amostra aquecida à temperatura predeterminada. Uma amostra do aditivo de arrefecimento para motores endotérmicos é submetida à temperatura e ao fluxo de ar, sendo medidos o volume de espuma formado e o seu tempo de quebra após a interrupção do fluxo de ar.

Como reagente e material, água destilada, conforme a NBR 7353, 5.1.2. A aparelhagem necessária à execução do ensaio é a seguinte: proveta graduada de 500 mL, resistente ao aquecimento, com diâmetro de 45 mm a 50 mm e comprimento de 380 mm; banho de água com capacidade para 4 L; fonte de aquecimento; tubo aerador – pedra difusora esférica de 25,4 mm de diâmetro, conforme ASTM D1881; termômetro ASTM 1C ou 1F, de imersão parcial, com escala de – 17,8 °C a 150 °C, conforme ASTM E1; fonte de ar – alimentação de ar limpo e seco, livre de graxas e outros contaminantes, com rotâmetro ou equipamento capaz de manter o fluxo descrito através do aerador; cronômetro com mostrador graduado em divisões não maiores do que 0,2 s; válvula de três vias.

Para o desempenho simulado para determinação das taxas de corrosão, o ensaio consiste em avaliar o efeito de um aditivo de arrefecimento para motor endotérmico circulando em corpos de prova de metal e em componentes de sistema de arrefecimento sob condições laboratoriais controladas e essencialmente isotérmicas. O ensaio consiste em colocar em circulação durante 1 064 h, a 88 °C, e a uma velocidade de 1,3 L/s a 1,6 L/s, um aditivo em um circuito de fluxo constituído de um reservatório de metal, uma bomba, um radiador e mangueiras de conexão de borracha. Corpos de prova de ensaio representando os metais utilizados no sistema de arrefecimento são montados dentro do reservatório, que simula um bloco de cilindros do motor.

Ao término do tempo especificado, as propriedades de inibição da corrosão devem ser determinadas pela medição da variação de massa dos corpos de prova de metal e pelo exame visual das superfícies internas dos componentes. As mudanças ocorridas nas condições dos aditivos de arrefecimento para motores endotérmicos devem ser determinadas pelo exame das amostras colhidas de tempo em tempo durante o período de ensaio.

O Anexo A apresenta o significado e a interpretação do ensaio de desempenho simulado. O ensaio de desempenho simulado permite avaliar o aditivo de uma maneira mais aprimorada e seletiva do que o ensaio em vidraria de laboratório.

As peculiaridades do ensaio de desempenho simulado que contribuem para uma discriminação mais perfeita são: a utilização de componentes do sistema automotivo de arrefecimento; uma proporção maior de área da superfície dos metais em relação ao aditivo; a circulação de aditivo, simulando a circulação que ocorre em um sistema de arrefecimento automotivo convencional. Embora o ensaio de desempenho simulado permita fazer uma avaliação mais aperfeiçoada quando comparado aos métodos de ensaio em vidraria de laboratório, ele não leva em consideração os efeitos de rejeição de calor do motor, quilometragem extensiva, excesso de inatividade, depósitos residuais de corrosão, etc.

Portanto, é recomendável que se realizem ensaios mais rigorosos de escala completa de motores e operação real para se obterem evidências adicionais da estabilidade da composição de aditivo, eficácia do inibidor e tempo de operação. É essencial que se tenham dados de referência substanciosos antes que se possa fazer uma interpretação significativa dos resultados dos ensaios.

Os dados de referência devem incluir informações comparáveis de ensaios sobre um aditivo cujas características do desempenho em operação sejam conhecidas. Informações comparáveis de ensaios sobre um aditivo cujo desempenho em ensaios em dinamômetro de motor seja conhecido também podem ser úteis.

A correlação entre os resultados dos ensaios em vidraria de laboratório, desempenho simulado, dinamômetro de motor e ensaios em campo deve fornecer uma valiosa contribuição para determinar a eficiência de uma dada composição de aditivo. Os pesquisadores devem ser bem alertados sobre o desenvolvimento de dados correlacionados, a fim de obter o máximo do ensaio no desempenho simulado.

O operador também deve estabelecer os limites satisfatórios de repetibilidade e reprodutibilidade que se referem ao seu programa de ensaios. O equipamento e o procedimento que diferirem substancialmente dos especificados neste método, mesmo que por necessidade de representar corretamente as características de um sistema específico de arrefecimento de motores, devem ser considerados atípicos em relação à prática automotiva atual e estão, portanto, fora do objetivo traçado por este método.

Enfim, o aditivo é usado para que o líquido de arrefecimento não ferva ou congele. Isso é essencial para o perfeito funcionamento do carro. O aditivo ajuda para que o motor permaneça funcionando em uma faixa de temperatura e trabalhe em plenas condições.

Mas, além dessa propriedade, o aditivo para o radiador também tem componentes que impedem que a água enferruje uma série de componentes do motor. Já pensou se só houvesse água nesse sistema? As chances de diversos problemas acontecerem seriam bem grandes, ainda mais pelos materiais do motor. Exemplificando: a água, em conjunção com o ar, forma um agente altamente corrosivo, capaz de destruir conduítes, válvulas, selos do motor, a colmeia do radiador e outras peças do sistema de arrefecimento.

Segundo os especialistas, os aditivos são encontrados no mercado em várias cores, que são meramente um apelo comercial que não impacta no seu desempenho. Na linha de produção das montadoras a cor é um diferencial importante, pois evita que diferentes aditivos sejam confundidos. Por isso, recomenda-se a leitura do rótulo do produto para conhecimento de procedência. Caso não haja a informação no rótulo do produto, pode-se localizar qual a norma é atendida por ele, assim terá a certeza sobre qual tipo de aditivo está comprando.



Categorias:Normalização, Qualidade

Tags:, , , , , , ,

Deixe uma resposta

%d blogueiros gostam disto: