Lichidele de răcire la automobile

De respectarea anumitor condiții privind agentul refrigerator depind anduranţa, siguranţa funcţională şi performanţele motorului. Acest lichid trebuie să aibă următoarele calităţi: o temperatură de fierbere cât mai înaltă, punctul de congelare cât mai coborât, neagresivitate chimică în raport cu materialele cu care vine în contact pe traseul de răcire din motor, să nu formeze depozite, să aibă o căldură specifică mare, să nu spumeze şi să nu fie inflamabil.

Folosirea apei ridică anumite probleme: apa are temperatura de congelare relativ ridicată, iar cea de fierbere destul de mică, complicând exploatarea pe timp de iarnă şi limitând temperatura maximă de regim a motorului. Când vehiculele evoluează pe trasee aflate la altitudini mari, unde presiunea atmosferică este coborâtă, pericolul pierderii apei la rulajul în regimuri de turaţie şi sarcină înaltă creşte, deoarece acum temperatura de fierbere a apei este mai mică.

Apa conţine, în general, unele săruri aflate în soluţie; dintre acestea, carbonatul acid de calciu, solubil în apă, prin încălzirea la peste 80 grade C se descompune, formând carbonat de calciu, bioxid de carbon şi apă. Carbonatul de calciu nu este solubil în apă, formând cruste calcaroase pe pereţii recipientelor. Prin hidroliză, clorura de magneziu formează hidroxid de magneziu, de asemenea insolubil în apă. La formarea crustelor mai participă sulfatul de calciu (ipsosul), bicarbonaţii de magneziu şi sodiu etc. În urma reacţiilor de formare a precipitatelor rezultă şi substanţe agresive chimic, cum este acidul clorhidric, care apare odată cu producerea hidroxidului de magneziu.

Astfel de săruri apar cu frecvență ridicată în apele subterane (din izvoare), acestea nefiind indicate pentru utilizarea în motoare. Mai puţine săruri conţin apele curgătoare şi mai ales cele din lacuri, în timp ce apa de ploaie şi cea provenită din topirea zăpezii pot fi socotite lipsite complet de săruri. Este bine de cunoscut că apa din reţeaua publică  conţine o oarecare cantitate de clor al cărui acid are efect coroziv. În toate cazurile, înainte de a fi introdusă în motor, apa trebuie filtrată pentru a se reţine impurităţile mecanice aflate în suspensie. Din motivele arătate mai sus specialiştii recomandă ca la motoarele care folosesc drept agent refrigerent apa, instalaţia de răcire să fie golită numai în cazuri de strictă necesitate, eventual lichidul scos colectându-se şi făcându-se doar completarea plinului cu apă proaspătă.

Pentru a preveni formarea crustelor, înainte de a fi folosite în motoare, apele cu conţinut ridicat de săruri, numite ape dure, trebuie să fie supuse unui proces de dedurizare. Un procedeu radical îl constituie distilarea, dar el este nerentabil, la fel ca şi fierberea îndelungată (30-40 minute). De aceea cel mai adesea se recurge la procedee chimice, putându-se folosi următoarele reţete referite la 10 litri apă dură: 6-7 g sodă caustică (hidroxid de sodiu) şi 10-20 grame sodă de rufe (carbonat de sodiu), 3-4 g fosfat de sodiu, 30-60 g bicromat de sodiu sau de potasiu, 50-100 g azotat de amoniu, 2-4 g hexametafosfat de sodiu (valorile mari sunt valabile pentru curăţirea crustelor groase). Cu excepţia folosirii bicromaţilor de potasiu sau de sodiu, tratamentul chimic al apei se efectuează în afara motorului.

Înainte de a se face plinul instalaţiei de răcire, apa tratată se lasă să se decanteze, după care se filtrează. Cel mai eficace tratament de dedurizare a apelor este prin schimb de cationi şi constă în reacţii de substituţie a ionilor de calciu şi magneziu din sărurile insolubile cu ioni de sodiu, sarea nou obţinută fiind solubilă în apă având mare stabilitate chimică.


Antigelul

Deoarece apa nu reprezintă mediul de răcire ideal, mai ales din punctul de vedere al temperaturii de congelare şi al formării de cruste, tot mai frecventă este folosirea unor lichide speciale, numite soluţii antigel.

Sunt mai răspândite trei categorii de astfel de soluţii care au ca ingredient de bază etilenglicolul, glicerina sau alcoolul etilic. Substanţa mai rar folosită este etanolul, din cauza punctului de fierbere coborât (etanolul fierbe la 78,3 grade C), iar cea mai răspândită în fabricarea de soluţii antigel este etilenglicolul. Acesta fierbe la 197 grade C iar în amestec cu apa formează soluţii al căror punct de congelare depinde de concentraţie.

În timpul folosirii, etilenglicolul suferă un proces de uzură; din cauza oxidării în masa lui se formează substanţe corozive (glicoxal, acid glicolic, acid oxalic, acid formic) care atacă unele metale. Aceşti compuşi, ca şi produsele coroziunii, se depun pe pereţii canalizaţiilor de răcire obturându-le. Din aceste motive, soluţia de bază se aditivează cu borax, azotit de sodiu, cromaţi sau cromiţi alcalini, în proporţie de 0,5-3 la sută, substanţe care împiedică oxidarea etilenglicolului. Pentru a-i conferi calităţi protectoare, soluţiei i se adaugă inhibitori cu acţiune fizică sau chimică.

Pentru a evita depunerea produselor de oxidare şi coroziune în sistem, soluţiile antigel se aditivează cu detergenţi asociaţi cu substanţe antispumante, de tipul uleiurilor siliconice, fosfat triizobutilic şi copolimeri de alchilenoxizi; substanţele antispumante înlătură tendinţa detergenţilor de a forma suspensii coloidale cu gazele, aşa-numitele spume, care reduc randamentul răcirii şi creează pericolul deversării din sistem. În sfârşit, soluţiile antigel se mai tratează cu stabilizator de pH şi coloranţi care individualizează produsul.

Unele din substanţele care compun soluţiile antigel sunt otrăvitoare, mai cu seamă etilenglicolul. O doză de 100 de g de soluţie antigel este mortală. Pentru piele soluţia nu este vătămătoare. De aceea manipularea acestor lichide implică unele precauţii:
- este interzisă transvazarea cu furtunuri a soluţiei prin aspirarea cu gura;
- înainte de transvazarea în instalaţie, trebuie să se controleze etanşeitatea acesteia, deoarece etilenglicolul se strecoară foarte uşor prin cele mai mici interstiţii;
- în timpul umplerii părţile vopsite ale maşinii vor fi ferite de contactul cu soluţia antigel;
- pentru a evita pericolul deversării din radiator, instalaţiile fără rezervor de compensare vor fi umplute numai 93-95% din capacitatea maximă, ştiindu-se că soluţiile antigel au coeficienţi de dilatare termică mari.

Cu toate măsurile ce se iau, soluţiile antigel suferă un proces de uzură în urma căruia etilenglicolul se consumă în reacţii de oxidare. Rezultatele sunt: creşterea temperaturii de congelare şi a agresivităţii chimice.

În legătură cu refacerea plinului, dacă se constată scăderea nivelului lichidului în instalaţie şi există siguranţa deplinei etanşeităţi a acestuia, înseamnă că pierderea de lichid s-a produs prin evaporare. În acest caz completarea se face numai cu apă, deoarece etilenglicolul fierbe la temperaturi superioare. Dacă pierderea de lichid s-a produs din cauza dezetanşeizării, completarea se va face numai cu lichid de aceiaşi calitate ca cea existentă în instalaţie. De aceea înainte de sezonul rece trebuie să se controleze densitatea soluţiei, verificând astfel temperatura de congelare. Deoarece intensitatea mutaţiilor chimice se poate stabili numai prin analize costisitoare, se preferă ca după 3 ani soluţiile antigel să fie înlocuite în motoare, chiar dacă densitatea lor corespunde cerinţelor.