Líquido de arrefecimento tem função importante no motor

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado Pela Universidade Estadual De Campinas ( Unicamp ) em 1985. Ingressou na Petrobras Distribuidora S/A em 1986 como profissional de Suporte Técnico em Produtos. E atualmente exerce a função de Consultor Técnico Sênior.

O sistema de arrefecimento de motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T é constituído por conjunto de dispositivos eletromecânicos com a função de controlar a temperatura interna. Em média, 25% a 35% da energia contida no combustível, apenas, é transformada em trabalho mecânico em motores de combustão interna 4T. Ou seja, 65% a 75% da energia é dissipada em forma de calor.

Figuras 1/2 – Ignição em motores de combustão interna Ciclo Diesel e Ciclo Otto 4T

Nos sistemas de arrefecimento que utilizam  líquido  como  meio de arrefecimento   (coolant), parte da energia do combustível que não foi transformada em trabalho mecânico é transferida, sob a forma de calor, para o meio arrefecedor (coolant) que, por sua vez, o dissipa para o ar externo através do radiador.

Figuras 3/4 – A manutenção do sistema de arrefecimento é fundamental para a disponibilidade de motores de combustão interna 4T

Os sistemas de arrefecimento mais utilizados operam por circulação forçada do líquido de arrefecimento e constituem-se, basicamente, de bomba centrífuga hidráulica (bomba d’água) que promove a circulação forçada do meio arrefecedor, válvula termostática para controle de temperatura  entre o cabeçote do motor e o  radiador, sensor para indicação de temperatura, ventilador e radiador aletado para dissipação do calor gerado.

Figuras 5/6 – Sistema de arrefecimento por circulação forçada de líquido

Funções principais do líquido de arrefecimento

O líquido para sistema de arrefecimento (coolant) em motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T desempenha algumas funções básicas, tais como:

1. Elevação da Temperatura de Ebulição (Temperatura de Ebulição da água é 100 ºC ao nível do mar) do meio arrefecedor com vistas a evitar-se desgaste erosivo, por cavitação, das camisas e bomba centrífuga hidráulica (bomba d’água).

Figuras 7/8– Cavitação em camisa de motor de combustão interna 4T.

2. Atuação como agente anti-corrosivo das superfícies metálicas com as quais o líquido de arrefecimento (coolant) entra em contato.

Figuras 9/10 – O líquido de arrefecimento atua como agente anti-corrosivo.

3. Função anti-congelante em locais de temperaturas extremamente baixas.

Figuras 11/12 – O líquido de arrefecimento tem propriedade anti-congelante.

4. Melhora a disponibilidade e confiabilidade da  bomba  centrífuga hidráulica do sistema de arrefecimento (bomba d’água).

Figuras 13/14 – Melhora a confiabilidade e disponibilidade da bomba d’água.

5. Inibe a formação de espuma, que provoca o desgaste erosivo por cavitação, no sistema de arrefecimento.

Figuras 15/16 – Bolhas de ar em sistema de arrefecimento provocam desgaste erosivo por cavitação.

Vantagens do OAT

Atualmente, os líquidos  sintéticos utilizando inibidores orgânicos de corrosão ou OAT Coolant (Organic Acid Technology) em sistemas de arrefecimento tem se mostrado bastante eficientes apresentando vantagens tais como:

1. Uso da carga do líquido de arrefecimento por períodos de tempo mais longos  ( ex. inibidores de corrosão à base de carboxilatos  tem baixa taxa de depleção );
2. Possuem comprovada eficiência anti-corrosiva quando em contato com superfícies metálicas compostas por ferro, aço, cobre, latão, alumínio, prata, solda macia etc., não contendo, geralmente, nitratos, fosfatos, boratos e silicatos em sua composição.

Figuras 17/18 – OAT (Organic Acid Technology): maior intervalo de uso  em serviço  e reduzida formação de depósitos.

3. São extremamente estáveis termicamente e suportam muito bem as contínuas e elevadas temperaturas dos motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T evitando, desta forma, a precipitação de sais e a formação de depósitos nas superfícies metálicas com as quais entra em contato.

Formas de comercialização

Os líquidos para uso em sistema de arrefecimento ( coolants ) são, usualmente, comercializados em 02 modalidades:

1. Concentrado para diluição em água  destilada, deionizada ou desmineralizada  na  proporção recomendada  pelo OEM  do equipamento móvel ou do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T ( geralmente entre 40% a 60% ).
2. Previamente diluído em água destilada, deionizada ou desmineralizada, geralmente na proporção entre 50% – 50% ( pronto para uso ).

Figuras 19/20 – Água destilada ou desmineralizada: fundamental para o melhor desempenho do coolant e maximização da vida útil do sistema de arrefecimento.

O uso de líquidos para uso em sistema de arrefecimento (coolants) previamente diluídos apresenta como vantagens:

1. Evitar a diluição ou  concentração  excessiva  devido a imprecisões  na proporção água-coolant.
2. Evitar o uso de água bruta, tratada ou mesmo filtrada ( ex. torneira, poços artesianos, mineral etc. ) em face das dificuldades em se obter água destilada, deionizada ou desmineralizada, com as consequentes reduções no desempenho do coolant e diminuição na vida útil em serviço do sistema de arrefecimento do motor de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T e na confiabilidade e disponibilidade do equipamento móvel.

3. Facilitar e agilizar a reposição de nível e as trocas de cargas do coolant.

O devido acompanhamento da condição do líquido de arrefecimento (coolant) é fator determinante na confiabilidade dos sistemas de arrefecimento em motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T e na disponibilidade de equipamentos móveis.

Figuras 21/22 – O uso de água bruta, tratada ou mesmo filtrada não é o ideal e pode resultar em danos ao sistema de arrefecimento.

Verificação regular do nível

Ações básicas como a verificação regular do nível do líquido de arrefecimento, a troca da carga do coolant na periodicidade de serviço recomendada pelos OEMs de motores de combustão interna Ciclo Diesel/Ciclo Otto 4T ou  de  equipamentos  móveis, o uso de produtos de qualidade confiável e que atendam aos  níveis de desempenho dos OEMs ou às normas técnicas da ASTM e da ABNT ( ex. ASTM D3306; ASTM D4340; ASTM D6210; ABNT NBR 14261 Tipo A; MBB 326.3 – DBL 7700.30 etc. ) são decisivas para que sejam evitados danos de maior ou menor gravidade ao sistemas de arrefecimento e aos equipamentos móveis.

Figuras 23/24 – Negligência ao líquido de arrefecimento pode ter consequências sérias