Tudo o que precisa de saber sobre o líquido de refrigeração

Função

Comecemos pela sua função básica: como o próprio nome indica, o líquido de refrigeração, deve ter um efeito de arrefecimento. Numa situação ideal, toda a energia da combustão do combustível seria usada para mover o veículo. No entanto, grande parte dessa energia é convertida em calor. Mesmo os veículos elétricos e híbridos, com baterias de grande capacidade, libertam muito calor tanto durante a condução (descarga) como no processo de carregamento. Estes sistemas deixam de funcionar corretamente quando atingem temperaturas demasiado altas, e é por isso que existe um sistema de arrefecimento.

Para além de remover o calor, os líquidos de refrigeração também têm outras funções importantes, como:

• Proteger contra o congelamento;
• Elevar o ponto de ebulição acima da temperatura normal de funcionamento do sistema;
• Proteger os metais do sistema de arrefecimento contra a corrosão;
• Evitar a formação de espuma.

Fundamentos

A principal função do líquido de refrigeração, como mencionado anteriormente, é transportar o excesso de calor até ao radiador, onde este é dissipado para o ar exterior. A água é naturalmente muito eficaz na absorção e remoção de calor, mas tem desvantagens importantes: congela a 0 °C e funde a 100 °C. Além disso, os minerais e sais presentes na água potável podem ter um efeito corrosivo sobre os materiais do sistema de arrefecimento.

Para contornar estes problemas, utiliza-se glicol como base dos líquidos de refrigeração — geralmente monoetilenoglicol (MEG). Por vezes também se utiliza monopropilenoglicol (MPG), mas a sua capacidade de transferência de calor é, na maioria dos casos, insuficiente para motores de combustão. No entanto, o MPG é menos tóxico, razão pela qual é mais usado na indústria alimentar. Uma terceira opção são os líquidos de refrigeração à base de glicerina, também conhecidos como especificação G13. A glicerina é mais ecológica do que o MEG, mas menos disponível para esta aplicação, já que também é uma matéria-prima na indústria cosmética. A glicerina é um subproduto da produção de biocombustíveis ou pode ser derivada de matéria vegetal.

Composição

Um líquido de refrigeração verdadeiro é composto por vários elementos, pois — para além do monoetilenoglicol (MEG) — são necessários aditivos para conferir ao fluido as propriedades desejadas (mais sobre isso a seguir). A combinação de MEG + aditivos é conhecida como antigelo ou concentrado. O antigelo deve ser diluído com água desmineralizada ou suavizada antes de ser utilizado num sistema de refrigeração.

A água desmineralizada é água da qual foram removidos minerais como cálcio e sais. O calcário prejudica a transferência de calor e os sais podem corroer os metais do sistema.

Só depois de diluído é que o antigelo se torna num líquido de refrigeração pronto a usar — também chamado de "Ready-Mix" ou simplesmente "coolant". A quantidade de água desmineralizada usada para diluir o antigelo determina o intervalo de temperatura da mistura. Como regra geral, uma mistura 50/50 (50% concentrado e 50% água desmineralizada) oferece proteção até -36 °C. Uma mistura 40/60 (40% concentrado e 60% água) oferece proteção até -26 °C. Concentrações mais elevadas de antigelo não proporcionam uma faixa de temperatura maior ou "melhor". Além disso, uma concentração demasiado baixa compromete as propriedades de proteção contra a corrosão. Consulte o gráfico abaixo para mais detalhes:

Aditivos

Para dar ao líquido de refrigeração as propriedades desejadas, são necessários aditivos químicos. Os aditivos são adicionados para prevenir a formação de corrosão, cavitação (formação e destruição de pequenas bolhas de ar que podem causar danos na bomba de água), depósitos e lodo (sedimento de material insolúvel), entre outras coisas.

Para evitar envenenamento por ingestão do líquido de refrigeração, é sempre adicionado um agente amargante. Isto significa que, no caso de uma fuga inesperada de líquido de refrigeração, os cães deixam o líquido em paz. Isso também garante que as crianças não bebam o líquido de refrigeração. Tanto os seres humanos quanto os animais ficam muito doentes após a ingestão.

Podemos dar ao líquido de refrigeração qualquer cor ao adicionar um corante. Isso significa que, atualmente, as pessoas absolutamente não podem "confiar" na cor do fluido ou no que estavam habituadas a utilizar. Em outras palavras, não se pode determinar a qualidade pela cor do líquido de refrigeração.

Além disso, há estabilizadores contra depósitos (acumulação de depósitos minerais de silicato), dispersantes para garantir a tolerância à água dura, um tampão de pH para manter o nível de acidez e aditivos antiespuma para garantir que o mínimo possível de ar fique preso no líquido durante a circulação.

IAT (Inorganic Acid Technology)

O IAT também é conhecido como o líquido de refrigeração "convencional" ou "à moda antiga". É aquele com intervalo de substituição curto (a cada 2 anos), frequentemente de cor verde ou azul.

Para cumprir os requisitos anteriormente definidos, este líquido de refrigeração contém inibidores inorgânicos (minerais) compostos por silicatos, nitratos, aminas, fosfatos e/ou boratos. Este líquido atua criando uma pequena "cobertura protetora" sobre os metais do sistema, oferecendo proteção. Os inibidores minerais que proporcionam esse efeito são consumidos ao longo do tempo, o que significa que deixa de haver capacidade de restaurar a camada protetora após determinado período. Isso torna o sistema mais vulnerável.

A vantagem deste tipo de líquido é que atua rapidamente, mas a desvantagem é que o efeito químico desaparece num período relativamente curto. Além disso, a camada protetora criada também funciona como isolante térmico, o que limita parcialmente a transferência de calor.

OAT (Organic Acid Technology)

Um líquido de refrigeração OAT é à base de glicol (MEG ou MPG) com inibidores orgânicos, compostos por carboxilatos. Este tipo não contém nenhum inibidor inorgânico (mineral). Os inibidores orgânicos são seletivos; em vez de formar uma camada protetora em todo o sistema como faz o IAT, os inibidores atuam quimicamente apenas nos pontos onde a corrosão está a começar.

Por isso, o consumo de aditivos é muito mais baixo comparado ao IAT. Por esta razão, o intervalo de substituição de um OAT é consideravelmente mais longo (longa duração).

A desvantagem é que a proteção é sempre reativa, ou seja, há sempre algum atraso na proteção, porque a superfície tem de começar a corroer antes de o efeito químico se ativar.

HOAT (Hybrid Organic Acid Technology)

Em muitos metais leves, esta pequena forma de corrosão, como ocorre com um OAT, não é desejável; por esse motivo, foi desenvolvido um líquido de refrigeração híbrido, que combina inibidores minerais do IAT com inibidores orgânicos do OAT. A base é um OAT com pequenas quantidades de silicato, borato, molibdato ou nitrato, dependendo da aplicação. Este líquido de refrigeração combina o efeito de longa duração (OAT) com a proteção rápida (IAT) das duas variantes descritas acima.

Lobrid

Os Lobrid são a geração mais recente de líquidos de refrigeração, em que o efeito híbrido de um HOAT é ainda mais adaptado e otimizado para a aplicação específica. O nível de inibidores minerais é reduzido e há uma maior presença de inibidores orgânicos, daí o nome que combina “low” (baixo) e “hybrid” (híbrido). Os inibidores minerais utilizados são frequentemente mencionados na designação do produto, por exemplo: Si-OAT e P-OAT (OAT com silicato ou fosfato) ou uma combinação dos dois: PSi-OAT.

Veículos Elétricos a Bateria e arrefecimento

A gestão térmica num veículo elétrico a bateria (BEV) é extremamente importante, seja no que diz respeito à temperatura das baterias, do motor ou dos componentes elétricos de alta potência de controlo. Distinguem-se duas variantes de sistemas de arrefecimento neste tipo de veículos:

• Arrefecimento convencional do pack de baterias;
• Baterias imersas em líquido (immersed battery pack).

As baterias perdem capacidade quando aquecem demasiado, mas também perdem rendimento em temperaturas muito baixas. Se estiverem demasiado frias, nem sequer conseguem carregar. Atualmente, o sistema mais comum é o arrefecimento externo do pack de baterias com líquidos de refrigeração convencionais à base de MEG (monoetilenoglicol). Exemplos de veículos que utilizam este sistema incluem: Tesla Model S, Audi eTron, Mercedes-Benz EQC e BMW i3.

A tecnologia de carregamento rápido é um ponto de foco para os desenvolvedores de veículos. O carregamento rápido pode gerar temperaturas muito elevadas. Já existem veículos no mercado que atingem velocidades de carregamento equivalentes a 960 km/h (convertido). Velocidades de carregamento superiores a 1400 km/h já estão a ser prometidas para um futuro próximo. Essas velocidades só podem ser alcançadas com baterias imersas em líquido, pois conseguem gerir melhor a temperatura. Os fluidos utilizados para isso assemelham-se mais a fluidos de transformadores, mas com uma viscosidade muito mais baixa, e também são chamados de ‘fluidos térmicos’ ou ‘fluidos dielétricos’.

Os fluidos térmicos têm requisitos diferentes dos líquidos de refrigeração para motores de combustão mencionados acima: devem ter ponto de inflamação elevado, ser ignífugos e não condutivos.

Use

Agora que compreendemos as diferenças e os desenvolvimentos ao longo do tempo, surge naturalmente a pergunta: “por que razão precisamos de tantos tipos diferentes de líquidos de refrigeração?”. Em teoria, a solução mais ideal seria utilizar o líquido de refrigeração de longa duração mais protetor para todos os sistemas, mas infelizmente a prática mostra o contrário. Existem muitos fabricantes (OEMs) com visões diferentes sobre os seus motores e os materiais utilizados. Os requisitos definidos pelos OEMs para a aprovação de um líquido de refrigeração são geralmente especificados numa norma técnica, garantindo que o fluido exigido cumpre com uma das tecnologias mencionadas anteriormente. Por isso, é essencial consultar sempre o Eurol Oil Advisor. Esta ferramenta ajuda-o a fazer a escolha certa para o líquido ou refrigerante adequado à sua aplicação.

Se tiver outras questões, entre em, contacto connosco - os nossos especialistas terão todo o gosto em ajudar.