FLUIDOS DE ARREFECIMENTO I

Nesta primeira parte da matéria sobre fluido de arrefecimento, ou fluido de refrigeração ou, simplesmente, aditivo de radiador, vou focar no motor e seu sistema de arrefecimento.

Um design bem projetado do sistema de arrefecimento e a sua manutenção, são de fundamental importância para a operação e vida útil de um motor. Entender como o sistema de arrefecimento funciona e conhecer a importância de se usar um fluido de arrefecimento correto, pode ajudar a reduzir custos operacionais para os proprietários de veículos. Então, vamos começar...

Motor fervendo, nunca mais!

Ao queimar o combustível (gasolina, álcool, gás ou óleo diesel), o motor de combustão interna transforma energia térmica em mecânica. Todavia, somente cerca de 1/3 da energia térmica gerada é convertida em energia mecânica, o restante se perde pelo escapamento, pelo atrito e pelos sistemas de resfriamento. No interior do motor, em algumas peças a temperatura pode chegar a 700 °C.

Além de remover o calor gerado na combustão, em algumas aplicações, o fluido remove calor de outros componentes, como por exemplo:

     - Radiador do óleo da transmissão;

     - Radiador ou trocador de calor do óleo hidráulico;

     - Radiador do conversor de troque ou retarder;

     - Trocador de calor de turbocompressores.

Assim, a função do sistema de arrefecimento é remover a quantidade adequada de calor para manter o motor funcionando na temperatura correta. Esta função é vital para a operação de um motor de combustão interna.

Os motores modernos, devido ao constante avanço tecnológico, produzem mais potência que os motores antigos com menor cilindrada total. É só avaliarmos os dados da figura abaixo.

Toda tecnologia desenvolvida (injeção e ignição eletrônicas, pistões mais leves para admitir rotações maiores, modernização da câmara de combustão para aceitar maiores taxas de compressão, melhoria da eficiência volumétrica com maior número de válvulas, melhoria da eficiência térmica operando em níveis mais altos de temperatura, etc.) e inovações (ar-condicionado, direção hidráulica, sistema elétrico mais sobrecarregado - bomba elétrica de combustível, ventiladores com motores elétricos, sistema eletrônico de injeção, etc..) inseridas nos automóveis, geraram aumento expressivo de temperatura, demandando ainda mais do sistema de arrefecimento e da qualidade do fluido usado.

Antes de falarmos sobre as tecnologias dos fluidos refrigerantes (coolants), vamos explorar os principais componentes de um sistema de arrefecimento automotivo (vide figura abaixo).  

Radiador

Quando o líquido refrigerador atinge a temperatura ideal de operação, é necessário estabilizá-la.  O radiador é o trocador de calor compacto por onde o líquido refrigerador é forçado a passar para ceder calor e assim manter a temperatura ideal do motor.

Atualmente o radiador, é uma peça compacta, feito com tubos de alumínio encaixados em duas câmaras (superior e inferior).  A câmara superior recebe a mangueira que vem do fluxo da válvula termostática, o tubo do reservatório de expansão e tubo onde é ajustada a tampa do radiador.  A câmara inferior recebe a mangueira por onde flui o líquido refrigerador para o motor.  um radiador limpo externa e internamente significa uma troca de calor eficiente do fluido em seu interior.

Válvula Termostática

O gerenciador do fluxo do líquido refrigerador ao radiador é a válvula termostática.  O seu princípio de funcionamento é baseado na dilatação térmica dos metais.  Quando o líquido atinge a faixa de temperatura operacional, ela se abre por dilatação térmica, dando passagem ao líquido refrigerador. Sua função é fundamental, pois:

1. faz com que a temperatura ideal de operação seja alcançada rapidamente, fechando a passagem do líquido refrigerador para o radiador.  Esta ação é importante pois reduz o consumo de combustível, emissões, desgaste do motor e contaminações no óleo do cárter;

2. torna mais uniforme a temperatura de operação, em descidas e subidas de serra.

Termo-interruptor

O termo-interruptor (termostato, ou comumente chamado cebolão) é o gerenciador do fluxo de ar no radiador através do acionamento da ventoinha, que assim mantém o líquido refrigerador em temperatura controlada.  Funciona pelo princípio da dilatação térmica de material sensível, que através de aumento de volume fecha um circuito elétrico.  Seu bom desempenho é vital para o perfeito funcionamento do sistema de estabilização da temperatura do motor.

Quando o veículo está em movimento e a sua temperatura está em equilíbrio dentro da faixa operacional, a troca de calor é natural.   Porém, caso a temperatura ambiente, sai da faixa operacional, a ventoinha é acionada pelo termo-interruptor e a troca de calor passa a ser forçada.

Caso a temperatura, mesmo nestas condições, aumente, tendendo a sair da faixa operacional, outro interruptor aciona o 2º estágio da ventoinha, ou uma 2ª ventoinha em paralelo, dependendo do veículo, para forçar ainda mais a troca de calor e manter a temperatura do motor dentro da faixa operacional ideal.

Bomba de Circulação (bomba d'água) 

É uma bomba centrífuga acionada pelo motor através de polias e correia.  Devido à pressão do sistema, em torno de 15 psi deve ser engaxetada para evitar vazamentos.  O bom desempenho do fluido refrigerante aumenta a sua vida útil.

Reservatório e Válvula de Expansão

Geralmente é de polietileno de alta densidade (PEAD), pode possuir bóia de nível com indicação no painel e uma tampa com válvula de alívio (15 psi) e de equilíbrio de pressão negativa.  A válvula de alívio funciona como estabilizadora de pressão e segurança do sistema.  A válvula de sucção favorece a entrada de ar nas variações de volume do sistema.

O reservatório está ligado diretamente ao radiador como se fosse seu apêndice, ou uma câmara superior complementar.  Ele funciona como reserva e também como expansor do sistema.

Existem outros componentes que fazem parte do sistema, como:  ventiladores, mangueiras, juntas, canaletas, etc., os quais não serão abordados.

Ficamos por aqui na primeira parte deste tema. Na próxima matéria, focaremos no fluido refrigerante. Dúvidas, vocês já sabem, basta digitar no campo de comentários.

Até o próximo Correio Técnico!