O sistema de refrigeração do motor, consiste em uma troca de calor com um fluido (água com aditivo) e seus componentes básicos são: radiador, ventoinha, reservatório, válvula e bomba d'água. Alguns carros equipados com aquecedor do sistema de ventilação da cabine, apresentam um pequeno radiador, que aproveita o calor da água do sistema para aquecer o ar ventilado.
Apresento a seguir um desenho esquemático bastante simplificado, apenas como ilustração. Cada montadora adota um circuito, bem como a ordem dos componentes podem variar.
Lista de componentes:
1. Válvula termostática
2. Radiador
3. Ventoinha
4. Reservatório
5. Bomba d'água
6. Radiador da circulação forçada
7. Motor
Mangueiras:
A. Água refrigerada
B. Retorno do radiador
C. Saída da água refrigerada
D. Água quente do motor
E. Tomada de água quente da ventilação forçada.
F. Retorno do motor
Agora que todos os componentes estão elencados, vamos à apresentação individual deles.
1. Válvula termostática: é uma válvula que se apresenta normalmente fechada propositalmente, para que a temperatura do motor se eleve mais rapidamente logo que é ligado. É projetada para abrir a partir dos 92°C, e a partir dessa temperatura, há circulação de água quente no sistema. Leia mais sobre essa válvula e os possíveis problemas neste artigo.
2. Radiador: é um trocador de calor, onde a água circula por dentro de tubos de alumínio com perfil achatado. Esses tubos são ligados por alvéolos, também de alumínio, por onde atravessa um fluxo de ar, responsável por trocar calor com a água.
3. Ventilador (Ventoinha): tem como função forçar o fluxo de ar, por exemplo, quando o veículo está parado, para diminuir a temperatura do fluido de arrefecimento.
4. Reservatório de água: é um importante elemento que garante que o sistema não apresentará ar nas galerias e pode ser pressurizado ou não, dependendo do sistema adotado pela montadora.
5. Bomba d'água: responsável por forçar a circulação da água no motor.
6. Radiador da circulação forçada: para veículos que apresentam aquecedor do ar da cabine, é por onde a circulação forçada capta calor. Nada mais é que um pequeno radiador.
7. Motor: é a "fonte" de todo calor do sistema.
Porque espirra água quando abre o reservatório?
Os sistemas de arrefecimento trabalham com pressão aproximadamente 1,5x superior à pressão atmosférica. Isso porque sob maior pressão, o ponto de ebulição da água também eleva. No entanto, existe a pressão ideal, que é mantida pela tampa do reservatório com válvula, do sistema. Observe que existem dois tipos de tampa com válvula: uma metálica, que fica no próprio radiador ou uma que fica no reservatório.
Em geral, veículos que possuem a tampa no radiador, você poderá abrir o reservatório de expansão de plástico sem nenhuma surpresa. No entanto, se a pressão do sistema é regulada pela tampa do reservatório de expansão, não abra enquanto quente.
Reservatório pressurizado. Note a indicação da pressão máxima na tampa do reservatório (150kPa)
Essa diferença é uma questão de escolha da montadora durante o projeto. No sistema em que o tanque de expansão é pressurizado, há maior flexibilidade na escolha da posição do radiador. No outro tipo, o ponto mais alto do radiador deve ficar na mesma altura que o ponto mais alto do motor.
Voltando ao problema: quando o sistema está pressurizado, o fluido estará acima dos 100ºC, em torno de 120ºC que é maior que a temperatura de ebulição da água à temperatura ambiente. Ao abrir o reservatório, você diminui a pressão do sistema, mas não reduz a temperatura do líquido e isso faz a água entrar em ebulição imediatamente dentro das galerias do motor e dos tubos do radiador. Dessa forma, o vapor d'água precisa sair por algum lugar e esse lugar é o bocal do reservatório de expansão.
Porque o nível da água abaixa? É normal?
Até 200ml a cada 1000km, sim. Mas certifique-se de que você está verificando o nível com o motor frio. Quando o motor está quente a medida é imprecisa.
Porque abaixa? Sabendo que o sistema trabalha sob pressão, é preciso que haja uma válvula de segurança, para limitar a pressão, como uma panela de pressão. Portanto, quando a pressão do sistema está muito alta, ele a libera através da válvula e assim haverá expulsão de vapor d'água que consequentemente reduz o nível da água do radiador.
Portanto, sim, é recomendado que periodicamente você olhe o nível de fluido de arrefecimento e complete com uma solução de aditivo se necessário.
Porque eu devo colocar aditivo com "ANTICONGELANTE" se no Brasil não tem temperaturas tão baixas?
O termo anticongelante é usado de forma incorreta no Brasil. Certamente deveriam de chamar aditivo anti-fervura, mas haveria uma certa ambiguidade, afinal mesmo com etileno-glicol o fluido pode entrar em ebulição. Fato é que o aditivo altera o ponto de ebulição, que sob pressão, a temperatura de ebulição do fluido com etilenoglicol pode ultrapassar os 140ºC, mas o mesmo não ocorre com a água pura, que atingirá no máximo 110ºC.
O principal vilão do motor nessas horas é a formação do vapor na superfície das paredes das galerias do motor, principalmente das camisas do pistão, onde a temperatura é mais alta. A cada explosão do combustível dentro da câmara de combustão, uma grande quantidade de energia é dissipada na forma de calor, que se distribui entre o pistão, cabeçote e camisa. Outra parte da energia é dissipada na forma de uma ligeira expansão da camisa, devido a explosão.
Esse cenário é suficiente para que, a camisa do pistão, que de um lado está em contato com o fluido refrigerante e do outro recebe calor e vibração, cria um ambiente perfeito para um fenômeno chamado cavitação, que em pouco tempo pode destruir a camisa do pistão, abrir um furo, encher a câmara de combustão com água e provocar um calço hidráulico, isso tudo caso haja formação de vapor na superfície da camisa e poderá comprometer definitivamente o motor.
Posso colocar o Aditivo puro no motor?
Não. Apesar de parecer bastante lógico, afinal, quando puro o aditivo pode atingir 180ºC sem ferver e isso parece ser muito bom para o motor. No entanto, quando puro, a condutividade térmica do etileno glicol é baixa. Ou seja, ele não vai atuar como um bom trocador de calor se usado puro.
A recomendação de montadora é que a mistura seja feita com 35% até 60% de aditivo. Algumas marcas vendem um aditivo "Pronto uso", ou seja, pré diluído em água destilada, geralmente 50/50. Esse sim pode ser colocado diretamente no reservatório.
Posso misturar diferentes aditivos?
A recomendação é que isso não seja feito, afinal, diferentes produtos possuem diferentes composições. Há uma lenda que diz que o aditivo pode virar um gel e isso seria fatal para o motor. No entanto, nunca vi acontecer.
A verdade é que composição química dos aditivos é o grande problema. Alguns fluidos são produzidos com anti-corrosivo orgânico, enquanto outros são produzidos com silicatos, fosfatos e nitratos. Essas diferenças atuarão de formas diferentes nos metais encontrados nos componentes do sistema de refrigeração, podendo haver incrustação de sais na superfície do metal.
Alguns radiadores possuem partes de latão ou cobre, que pode ser danificado pelo anti-corrosivo orgânico, enquanto o aditivo com fosfatos pode incrustar nos filetes de um radiador de alumínio.
Portanto, leia no manual do proprietário qual o aditivo correto para seu carro.
No reservatório, frequentemente aparece um depósito de ferrugem. O que fazer?
Isso é um mau sinal. Se há ferrugem depositada no tanque de plástico, é melhor verificar se há aditivo do radiador. É possível que a concentração do anti-corrosivo esteja muito baixa e não está agindo de forma eficiente. Resolva esse problema o quanto antes, realizando uma troca completa do fluido de arrefecimento e se possível uma limpeza do sistema.
Motor de alumínio requer mais cuidado!
Um motor de alumínio tem muitas vantagens sobre um motor de ferro fundido e é lenda que o alumínio não oxida (ou muito erroneamente "enferruja"). O alumínio só não oxida mais porque ele oxida muito rápido e forma uma camada de óxido de alumínio na superfície, que protege o metal de mais oxidação - a chamada camada de passivação. No entanto, com o ambiente hostil de operação do motor (calor, pressão e eletrólitos), o alumínio pode sofrer e muito se a manutenção não for cuidadosa. Portanto, em um motor de alumínio, é essencial que seja utilizado um bom aditivo de arrefecimento, na concentração adequada e que o nível seja corrigido periodicamente.
Colocar o tipo de aditivo errado, é pior ainda: os sais encontrados em alguns fluidos poderão formar uma ponte salina entre o Ferro das camisas do pistão com o alumínio do bloco. Aí a bagunça está completa.
Os sistemas de arrefecimento trabalham com pressão aproximadamente 1,5x superior à pressão atmosférica. Isso porque sob maior pressão, o ponto de ebulição da água também eleva. No entanto, existe a pressão ideal, que é mantida pela tampa do reservatório com válvula, do sistema. Observe que existem dois tipos de tampa com válvula: uma metálica, que fica no próprio radiador ou uma que fica no reservatório.
Em geral, veículos que possuem a tampa no radiador, você poderá abrir o reservatório de expansão de plástico sem nenhuma surpresa. No entanto, se a pressão do sistema é regulada pela tampa do reservatório de expansão, não abra enquanto quente.
Essa diferença é uma questão de escolha da montadora durante o projeto. No sistema em que o tanque de expansão é pressurizado, há maior flexibilidade na escolha da posição do radiador. No outro tipo, o ponto mais alto do radiador deve ficar na mesma altura que o ponto mais alto do motor.
Voltando ao problema: quando o sistema está pressurizado, o fluido estará acima dos 100ºC, em torno de 120ºC que é maior que a temperatura de ebulição da água à temperatura ambiente. Ao abrir o reservatório, você diminui a pressão do sistema, mas não reduz a temperatura do líquido e isso faz a água entrar em ebulição imediatamente dentro das galerias do motor e dos tubos do radiador. Dessa forma, o vapor d'água precisa sair por algum lugar e esse lugar é o bocal do reservatório de expansão.
Porque o nível da água abaixa? É normal?
Até 200ml a cada 1000km, sim. Mas certifique-se de que você está verificando o nível com o motor frio. Quando o motor está quente a medida é imprecisa.
Porque abaixa? Sabendo que o sistema trabalha sob pressão, é preciso que haja uma válvula de segurança, para limitar a pressão, como uma panela de pressão. Portanto, quando a pressão do sistema está muito alta, ele a libera através da válvula e assim haverá expulsão de vapor d'água que consequentemente reduz o nível da água do radiador.
Portanto, sim, é recomendado que periodicamente você olhe o nível de fluido de arrefecimento e complete com uma solução de aditivo se necessário.
Porque eu devo colocar aditivo com "ANTICONGELANTE" se no Brasil não tem temperaturas tão baixas?
O termo anticongelante é usado de forma incorreta no Brasil. Certamente deveriam de chamar aditivo anti-fervura, mas haveria uma certa ambiguidade, afinal mesmo com etileno-glicol o fluido pode entrar em ebulição. Fato é que o aditivo altera o ponto de ebulição, que sob pressão, a temperatura de ebulição do fluido com etilenoglicol pode ultrapassar os 140ºC, mas o mesmo não ocorre com a água pura, que atingirá no máximo 110ºC.
O principal vilão do motor nessas horas é a formação do vapor na superfície das paredes das galerias do motor, principalmente das camisas do pistão, onde a temperatura é mais alta. A cada explosão do combustível dentro da câmara de combustão, uma grande quantidade de energia é dissipada na forma de calor, que se distribui entre o pistão, cabeçote e camisa. Outra parte da energia é dissipada na forma de uma ligeira expansão da camisa, devido a explosão.
Esse cenário é suficiente para que, a camisa do pistão, que de um lado está em contato com o fluido refrigerante e do outro recebe calor e vibração, cria um ambiente perfeito para um fenômeno chamado cavitação, que em pouco tempo pode destruir a camisa do pistão, abrir um furo, encher a câmara de combustão com água e provocar um calço hidráulico, isso tudo caso haja formação de vapor na superfície da camisa e poderá comprometer definitivamente o motor.
Posso colocar o Aditivo puro no motor?
Não. Apesar de parecer bastante lógico, afinal, quando puro o aditivo pode atingir 180ºC sem ferver e isso parece ser muito bom para o motor. No entanto, quando puro, a condutividade térmica do etileno glicol é baixa. Ou seja, ele não vai atuar como um bom trocador de calor se usado puro.
A recomendação de montadora é que a mistura seja feita com 35% até 60% de aditivo. Algumas marcas vendem um aditivo "Pronto uso", ou seja, pré diluído em água destilada, geralmente 50/50. Esse sim pode ser colocado diretamente no reservatório.
Posso misturar diferentes aditivos?
A recomendação é que isso não seja feito, afinal, diferentes produtos possuem diferentes composições. Há uma lenda que diz que o aditivo pode virar um gel e isso seria fatal para o motor. No entanto, nunca vi acontecer.
A verdade é que composição química dos aditivos é o grande problema. Alguns fluidos são produzidos com anti-corrosivo orgânico, enquanto outros são produzidos com silicatos, fosfatos e nitratos. Essas diferenças atuarão de formas diferentes nos metais encontrados nos componentes do sistema de refrigeração, podendo haver incrustação de sais na superfície do metal.
Alguns radiadores possuem partes de latão ou cobre, que pode ser danificado pelo anti-corrosivo orgânico, enquanto o aditivo com fosfatos pode incrustar nos filetes de um radiador de alumínio.
Portanto, leia no manual do proprietário qual o aditivo correto para seu carro.
No reservatório, frequentemente aparece um depósito de ferrugem. O que fazer?
Isso é um mau sinal. Se há ferrugem depositada no tanque de plástico, é melhor verificar se há aditivo do radiador. É possível que a concentração do anti-corrosivo esteja muito baixa e não está agindo de forma eficiente. Resolva esse problema o quanto antes, realizando uma troca completa do fluido de arrefecimento e se possível uma limpeza do sistema.
Motor de alumínio requer mais cuidado!
Um motor de alumínio tem muitas vantagens sobre um motor de ferro fundido e é lenda que o alumínio não oxida (ou muito erroneamente "enferruja"). O alumínio só não oxida mais porque ele oxida muito rápido e forma uma camada de óxido de alumínio na superfície, que protege o metal de mais oxidação - a chamada camada de passivação. No entanto, com o ambiente hostil de operação do motor (calor, pressão e eletrólitos), o alumínio pode sofrer e muito se a manutenção não for cuidadosa. Portanto, em um motor de alumínio, é essencial que seja utilizado um bom aditivo de arrefecimento, na concentração adequada e que o nível seja corrigido periodicamente.
Colocar o tipo de aditivo errado, é pior ainda: os sais encontrados em alguns fluidos poderão formar uma ponte salina entre o Ferro das camisas do pistão com o alumínio do bloco. Aí a bagunça está completa.