Revista Lubes em Foco edição 95
Clique na revista e leia, baixe ou compartilhe os artigos:
Motores, sejam a combustão ou elétricos, geram calor considerável. Extremos climáticos, seja calor excessivo ou neve, também impactam seu funcionamento. A gestão eficiente dessa temperatura é crucial, e o fluido de arrefecimento, também chamado de fluido de radiador ou coolant, é o grande aliado na manutenção automotiva, prevenindo superaquecimentos, danos severos e falhas prematuras.
O fluido de arrefecimento é um elemento de engenharia química de alta complexidade, combinando propriedades térmicas, químicas e de compatibilidade de materiais. A escolha correta da tecnologia, o cumprimento das normas e a manutenção preventiva são determinantes para a confiabilidade e a durabilidade do sistema.
Mas como funciona? Em um sistema fechado, o líquido circula entre as partes quentes do motor e do radiador para um resfriamento eficiente, a partir de suas propriedades físico-químicas. A cada minuto, todos os componentes do sistema são tocados 25 vezes pelo coolant. Em veículos leves, cerca de 150 litros de coolant são bombeados por minuto, e um terço da energia de combustão do motor é liberada na atmosfera através do coolant e radiador.
Veículos mantêm normalmente uma temperatura regular de cerca de 90°C, que pode variar em situações específicas. Internamente, a temperatura pode chegar a 290°C por segundos em algumas partes do sistema, fenômeno chamado de hotspot. Durante esse fenômeno, o coolant evapora e liquefaz novamente em segundos. Aditivos presentes no coolant suportam esse efeito, mantendo o sistema protegido contra corrosão e cavitação (formação de bolhas de vapor).
Por que não simplesmente água?
O primeiro coolant, desenvolvido e patenteado pelo Dr. Otto Jordan em 1926 e lançado pela nossa companhia em 1929, foi criado para substituir a água. Embora um fluido de arrefecimento perfeito em teoria, a água expande ao congelar, vira vapor a 100°C e contribui para a corrosão de partes metálicas do motor. Esses efeitos prejudicam o funcionamento do motor e foram o desafio para o cientista.
Com quase 100 anos de experiência, o investimento em produtos de qualidade e na aplicação correta são fatores diretos de economia e segurança para os veículos. Essa nossa linha de produtos tem evoluído para atender às necessidades tecnológicas do mercado automotivo. O objetivo de um fluido de arrefecimento é manter a boa transferência de calor da água, eliminando seus efeitos negativos.
Um fluido de arrefecimento de qualidade é composto água, glicol e por aditivos que garantem a proteção e o desempenho do motor:
- Prevenção contra cavitação e corrosão: Inibidores eficazes combatem a formação de bolhas de vapor e a degradação dos metais.
- Compatibilidade com materiais: Para evitar degradação e vazamentos, deve ser compatível com polímeros, elastômeros e borrachas.
- Baixa formação de espuma: Reduz a eficiência da troca de calor e problemas de circulação.
- Prevenção de depósitos: Evita obstruções no radiador e sistema.
- Estabilidade em altas temperaturas: Mantém propriedades em condições de alta temperatura.
- Excelente transferência de calor: Fundamental para manter a temperatura do motor.
- Compatibilidade com água dura: Evita a formação de incrustações.
- Proteção contra congelamento: Evita danos estruturais em climas frios.
Tecnologias de fluidos de arrefecimento
Há algumas tecnologias para atender às diferentes necessidades dos veículos:
- Tecnologia Inorgânica (IAT): Utiliza inibidores de corrosão à base de sais inorgânicos. Usada em veículos leves e pesados, oferece vida útil limitada. (Não trabalhamos com essa tecnologia).
- Tecnologia de Ácido Orgânico (OAT): Projetada para veículos diesel e gasolina, oferece excelente proteção contra corrosão e alta durabilidade para todos os tipos de veículos leves e pesados. Baseada em ácidos orgânicos e azóis neutralizados, não contém silicatos, aminas, boratos, nitritos e fosfatos, atendendo às especificações OEM asiáticas, americanas e europeias. Contém inibidores de corrosão à base de ácidos orgânicos neutralizados e é excelente na proteção de alumínio. Sua vida útil é 4 a 5 vezes maior que a inorgânica.
- Tecnologia Híbrida (H-OAT): Combina benefícios das tecnologias inorgânicas e orgânicas, proporcionando proteção avançada.
Assim como outros componentes veiculares, os fluidos de arrefecimento devem atender às normas técnicas internacionais. No Brasil, seguem as normas da ABNT, alinhadas a padrões internacionais como ASTM, SAE, British Standard, normas japonesas (JIS) e chinesas (GB), garantindo compatibilidade e qualidade global.
A importância da manutenção e aplicação correta
Há recomendações importantes para a manutenção dos coolants. A principal é não misturar diferentes tipos de tecnologia, pois o desempenho dos aditivos pode ser limitado ou interferir, reduzindo a eficácia e os intervalos de troca.
Ao realizar reparos, é importante limpar o sistema de refrigeração e substituir completamente o líquido de arrefecimento. Nossa recomendação é trocar o coolant a cada 3 ou 4 anos, mas é importante respeitar as instruções do fabricante do veículo. Se concentrado, observar no rótulo a necessidade de diluição, pois a proporção correta de água é essencial. Por fim, o descarte deve ser feito por empresas qualificadas, garantindo a proteção ambiental.
O uso incorreto ou a escolha por produtos de baixa qualidade podem acarretar sérios problemas no sistema:
- No radiador: vazamento da bomba de água, corrosão, quebra do selo da bomba, bloqueio nos tubos ou radiador, quebra do termostato.
- No motor: superaquecimento, perda de desempenho, pressão no sistema de refrigeração.
- Nas peças: danos como porosidade em peças de borracha e plástico.
A Nova Fronteira: Fluidos de Arrefecimento para Veículos Elétricos
Com a crescente eletrificação, veículos elétricos apresentam desafios únicos para os coolants em relação ao gerenciamento térmico, devido à presença de componentes eletrônicos sensíveis e baterias de alta tensão. Embora sem motor a combustão, EVs dependem de sistemas de gerenciamento térmico sofisticados.
A bateria de íons de lítio, o coração dos EVs, gera calor durante carga e descarga. A temperatura ideal de operação é entre 20-30°C. Fora dessa faixa, desempenho, vida útil e segurança podem ser comprometidos. Temperaturas baixas diminuem a cinética; altas aumentam a degradação e podem levar à fuga térmica (acima de 75°C).
A maioria dos OEMs, fabricantes de veículos elétricos utilizam os mesmos coolants de veículos a combustão interna à base de água glicol, em sistemas de resfriamento indireto, onde o fluido não entra em contato direto com as células da bateria. A presença de água em contato com as baterias poderia gerar hidrogênio e oxigênio, aumentando o risco de superaquecimento, incêndio e explosão. Entretanto existem soluções de engenharia / materiais utilizados nos EVs que protegem as baterias em caso de contato acidental direto.
Reconhecendo as necessidades específicas dos EVs, nossa companhia desenvolveu uma solução química para essa aplicação, ou seja, fluidos de arrefecimento com foco em baixa condutividade elétrica, oferecendo benefícios adicionais de segurança. Essas soluções otimizam o desempenho térmico, a compatibilidade com materiais e a segurança em ambientes de alta voltagem.
A utilização de um coolant de baixa condutividade, em caso de contato acidental direto com a bateria, reduz em 98% a evolução da reação do hidrogênio da água, ganhando tempo para os passageiros saírem do veículo ou para o conserto.
O fluido de arrefecimento, longe de ser um mero “líquido”, é um componente de engenharia complexo e vital para a performance e longevidade de qualquer veículo. Seja em motores a combustão, protegendo contra corrosão e superaquecimento, ou em veículos elétricos, garantindo um excelente gerenciamento térmico do sistema assim como como a segurança e a eficiência das baterias, sua evolução contínua é fundamental para o avanço da mobilidade. A escolha de um produto de qualidade que atente as especificações e exigências dos OEMs, assim como uma manutenção adequada são investimentos essenciais para a saúde e a durabilidade do seu veículo.
