Massimo Clarke: I liquidi di raffreddamento

 
Non si deve pensare che si tratti solo di acqua con una certa percentuale di antigelo. Ci sono numerosi altri additivi, presenti nelle quantità giuste per svolgere il loro compito, che è principalmente quello di proteggere tutti i punti del circuito dalla corrosione. E siccome i metalli con i quali il fluido di lavoro entra in contatto sono di vario tipo, sono differenti anche gli inibitori di corrosione che vengono impiegati. Il “pacchetto” deve essere accuratamente bilanciato e gli additivi devono essere ben studiati, perché una sostanza che è vantaggiosa per un metallo può essere negativa per un altro. Questo spiega anche la ragione per la quale non tutti i liquidi per sistemi di raffreddamento sono uguali.

L’acqua che viene impiegata è demineralizzata o ha comunque una durezza molto modesta (spesso non superiore a 10 gradi tedeschi), stabilita da apposite norme. In questo modo si elimina il rischio di formazione di incrostazioni (ad esempio, di natura calcarea), la cui presenza ostacolerebbe lo scambio termico e quindi sarebbe particolarmente nociva. Inoltre, a causa dei depositi in questione, nelle zone a sezione più ristretta (tipo i tubetti dei radiatori o certi punti della testa), il passaggio del fluido potrebbe risultare notevolmente ostacolato.

L’acqua possiede delle caratteristiche che la rendono eccellente come liquido di raffreddamento. Ha infatti un calore specifico molto elevato, una bassa viscosità e una temperatura di ebollizione relativamente alta. Inoltre, “bagna” assai bene le superfici metalliche. Purtroppo, solidifica a 0 °C (alla pressione ambiente di 1013 millibar), e questo avviene con un aumento di volume prossimo al 10%. Di conseguenza, se ghiaccia, c’è il serio pericolo che possa danneggiare il blocco cilindri, la testa e, soprattutto, il radiatore.

Non solo acqua

L’antigelo oggi impiegato è generalmente glicol monoetilenico; meno usati sono quello monopropilenico e quello dietilenico. Esso viene aggiunto all’acqua unitamente agli additivi anticorrosione (ma alcuni servono a ostacolare la cavitazione, a impedire la formazione di schiuma e a migliorare la compatibilità con gli elastomeri), in una misura che nella maggior parte dei casi è pari al 50 % del totale. La presenza in seno al liquido di raffreddamento di questo “pacchetto”, del quale l’antigelo costituisce oltre il 90%, ha due altre conseguenze. Da un lato aumenta la temperatura di ebollizione; a pressione ambiente, la miscela 50/50 (acqua/antigelo) bolle a 109 °C. Dall’altro però, diminuisce la capacità di assorbire calore (e di cederlo, una volta nel radiatore). Questo significa che vari organi del motore lavorano a una temperatura più alta di quella alla quale lavorerebbero se come liquido refrigerante si impiegasse soltanto acqua. Con una miscela 50/50, la temperatura del primo segmento può aumentare di 5 – 10 °C. Naturalmente i circuiti di lubrificazione dei motori moderni vengono realizzati tenendo conto anche di questo.

Il liquido di raffreddamento, che deve possedere una adeguata “riserva di alcalinità” per neutralizzare le eventuali sostanze acide, ha un pH che in Europa deve essere dell’ordine di 7,5 – 8,5 e negli USA può raggiungere valori sensibilmente più elevati.

Gli additivi

Per quanto riguarda gli additivi, quelli tradizionali sono dei fosfati o borati di metalli alcalini, dei nitriti, delle ammine e dei silicati. Le nuove formulazioni OAT (Organic Acid Technology) prevedono però l’impiego di sostanze più efficaci e che causano un minore impatto ambientale. Si tratta di additivi costituiti da sali di acidi organici di potassio e di sodio, caratterizzati anche da una grande stabilità delle loro prestazioni nel tempo, per tale motivo queste formulazioni sono considerate Long Life. La scelta di utilizzare questa tipologia di antigelo da parte dei costruttori è anche legata all’efficacia nel proteggere le leghe leggere, largamente impiegate nei motori moderni.
I liquidi per circuiti di raffreddamento vengono venduti pronti all’uso (miscela 50/50) o concentrati. Questi ultimi vanno impiegati in misura non inferiore al 20% e non superiore al 60% (quella ottimale è pari al 50%).

Nelle gare

I regolamenti tecnico-sportivi prevedono che le moto da competizione debbano impiegare come liquido di raffreddamento soltanto acqua. Questo in quanto una eventuale fuoriuscita di liquido additivato sull’asfalto lo renderebbe scivoloso, con conseguente rischio di causare delle cadute. La cosa comporta comunque dei leggeri vantaggi per quanto riguarda il raffreddamento, dato che usando acqua pura il coefficiente di scambio termico con le pareti metalliche è più elevato.


Si ringrazia per il supporto tecnico Petronas Lubricants.