Liquidi antigelo: caratteristiche e funzioni di un elemento vitale per il sistema di raffreddamento del motore. Un approfondimento tecnico per chi li deve scegliere e consigliare.

Molti automobilisti si aspettano tutto sommato poco dal liquido refrigerante del sistema di raffreddamento della propria auto: in inverno il liquido di raffreddamento non si deve congelare, in estate non si deve surriscaldare. E questo è tutto.  In realtà, le specifiche dei liquidi refrigeranti nei motori di ultima generazione sono molto rigorose, anche perché, essendo diventati sempre più leggeri, compatti ed efficienti anche i motori di serie, i singoli componenti sono soggetti a maggiore surriscaldamento. Inoltre l’impiego crescente di materiali come alluminio, magnesio e plastica richiede una sempre maggiore e migliore protezione dall’usura, per la necessità di dissipare il calore generato in fase di guida. Questo è uno dei principali compiti del liquido refrigerante, ma non è sicuramente l’unico.

 

Quasi tutti gli antigelo (concentrati) sono composti per circa il 90% da glicole e per il 10% da additivi (nel caso degli antigelo, noti anche come inibitori), sostanze supplementari che influiscono sulle proprietà dell’antigelo.

I liquidi refrigeranti degli autoveicoli sono un misto di acqua e antigelo. La proporzione ideale di una miscela è di 1:1, che corrisponde a una protezione dal gelo fino a -36°C. La massima protezione dal gelo possibile, a circa -52°C, si ottiene con una miscela di circa 2:1 (antigelo:acqua). La figura 1 evidenzia la resistenza al gelo della miscela di acqua e antigelo in base alle percentuali.

Attenzione: non si deve utilizzare mai antigelo puro non diluito, poiché in tale caso il punto di congelamento si alza fino a -16°C e contemporaneamente peggiorano le proprietà di dissipazione del calore. L’acqua, infatti, possiede una conduttività del calore di quattro volte superiore al glicole. Una maggior quantità di acqua nella miscela significa quindi un raffreddamento migliore. L’antigelo puro riduce invece l’efficienza del liquido refrigerante di circa il 50% se confrontato con una miscela con rapporto 1:1.

Oltre ad abbassare la temperatura di congelamento, il glicole contribuisce anche ad aumentare il punto di ebollizione, proteggendo il motore dai surriscaldamenti possibili dei mesi caldi. Con una miscela in proporzione 1:1 di acqua e antigelo il punto di ebollizione del liquido refrigerante arriva fino a 107°C, aumentando così decisamente il grado di efficienza del sistema refrigerante.

L’affermazione in base alla quale nell’impianto refrigerante dovrebbe essere usata l’acqua distillata è una credenza del passato, quando venivano impiegati antigelo contenenti fosfati. Tali fosfati non erano compatibili con i minerali contenuti nell’acqua del rubinetto.

Suggerimento: ora che gli antigelo non contengono più fosfati, non c’è alcuna ragione per cui non si possa usare normale acqua potabile. Se l’acqua del rubinetto è particolarmente “dura” si può eventualmente usare una miscela di acqua del rubinetto e acqua distillata.

Il vantaggio di base dell’acqua distillata è che non contiene praticamente nessun minerale che potrebbe depositarsi nel motore. Tuttavia poiché gli attuali antigelo sono mescolabili senza problemi con acqua dura, ciò non rappresenta più un problema. Per contro, lo svantaggio dell’acqua distillata è che ha un valore di pH inferiore a quello dell’acqua di rubinetto. L’acqua distillata pura raggiunge un valore di pH pari a 7.0, ossia neutro. L’acqua del rubinetto possiede invece valori leggermente alcalini, per lo più attorno a 7.5-8.0.

Il liquido refrigerante nel motore dovrebbe in ogni caso essere leggermente alcalino (valore pH >7) e in nessun caso acido (valore pH<7), per evitare la corrosione delle guarnizioni in gomma e di eventuali componenti metallici. Questo è il motivo per cui a ciascun antigelo vengono aggiunti degli additivi che hanno la funzione di legare tra loro gli acidi e mantenere il refrigerante alcalino.

Se per la miscela del radiatore (antigelo + acqua) si utilizza soltanto acqua distillata con un valore neutro del pH molto inferiore rispetto all’acqua del rubinetto, è più probabile che si formino degli acidi. Il risultato è che le sostanze attive nella protezione contro il gelo che dovrebbero legare questi acidi si consumano più velocemente.

Questo può ridurre la durata del ciclo di vita del refrigerante. Ecco perché le eventuali piccole quantità di minerali contenute nell’acqua del rubinetto sono un elemento trascurabile se paragonate con il pH più basso caratteristico dell’acqua distillata.

Gli antigelo possiedono anche proprietà lubrificanti che permettono al liquido refrigerante di lubrificare i componenti del sistema di raffreddamento (ad esempio pompa acqua, termostato, valvole di riscaldamento). Ciò è particolarmente importante per la tenuta meccanica della pompa acqua, che senza l’impiego di antigelo si usurerebbe dopo poco tempo (vedi figura 2).

Per garantire il ciclo di vita previsto per la tenuta meccanica, occorrono costanti lubrificazione e raffreddamento. 

Ciò avviene grazie a un film di liquido refrigerante che scorre fra il labbro in gomma e la parte ceramica della tenuta meccanica. 

Durante la lubrificazione esso defluirà dalla tenuta o per evaporazione, oppure attraverso l’apposito foro di drenaggio posto sulla tenuta. Il foro di drenaggio è proprio previsto dal fabbricante e la sua presenza non può quindi costituire motivo di reclamo. Tuttavia se viene impiegato un liquido refrigerante di qualità inferiore, succederà che il labbro in gomma e la parte ceramica sfregheranno l’una contro l’altra, generando calore e rompendo irrimediabilmente la tenuta meccanica, così da causare la sostituzione dell’intera pompa dell’acqua.

Gli inibitori nell’antigelo hanno anche la funzione di proteggere dalla corrosione e dalla cavitazione, oltreché di impedire la formazione di schiuma e depositi. Il silicato è un additivo che possiede eccellenti proprietà di protezione dalla corrosione. Se la proporzione tra l’antigelo e l’acqua viene calcolata erroneamente, il livello degli inibitori protettivi all’interno del liquido refrigerante risulterà troppo basso, provocando corrosione in tutto il sistema refrigerante (vedi figura 3 alla pagina seguente). 

In tal caso ruggine, residui di sporco, calcare o detriti da corrosione possono distruggere le superfici della tenuta meccanica, con conseguente perdita di ermeticità dell’intera pompa.

Suggerimento: si consiglia, in fase di sostituzione del liquido refrigerante, di pulire e sciacquare bene il sistema di raffreddamento. 

Non bisogna assolutamente riutilizzare il liquido refrigerante che è stato scaricato. Il liquido refrigerante è un rifiuto pericoloso.

Poiché aumentano le specifiche da soddisfare riguardo alla compatibilità dei materiali, alla corrosione, agli intervalli di manutenzione e all’utilizzo di materiali sempre più leggeri, il silicato è diventato un additivo indispensabile nella creazione di un antigelo. Nonostante questo, la percentuale in uso nei nuovi antigelo si è ridotta in paragone agli antigelo di vecchia generazione di colore blu (1089) e giallo (2374). In ogni caso alcuni fabbricanti (ad esempio BMW e Mercedes-Benz) continuano a utilizzare anche oggi antigelo con una percentuale elevata di silicato.

Tra gli antigelo febi ce ne sono tre in programma che non si differenziano nel colore rispetto ai loro predecessori. I tre antigelo di colore lilla, che perciò appaiano identici - febi 19400, 37400 e 38200 - sono tutti a base glicol-monoetilenica (MEG) ma si differenziano nelle percentuali di additivi (vedi tabella 1).

L’esecuzione attuale dell’antigelo consiste approssimativamente del 70% di glicole, 20% di glicerina e 10% di additivi. La glicerina ha proprietà simili al glicole, ma è a minor impatto ambientale, anche per quanto riguarda il costo energetico della sua produzione. Grazie a nuovi additivi si sono potute migliorare la protezione dalla corrosione e la compatibilità dei materiali.

In linea di massima bisogna sempre prestare attenzione al colore dell’antigelo e utilizzare sempre antigelo dello stesso colore in un veicolo. Nonostante ciò tutti gli antigelo febi possono essere mescolati l’uno con l’altro. La sola eccezione è costituita dall’antigelo di colore rosso (febi 01381) che non deve assolutamente essere mescolato con gli antigelo blu (01089) e giallo (02374).

Il liquido refrigerante ha un suo preciso periodo di vita, trascorso il quale alcuni inibitori perdono efficacia. Pertanto il refrigerante perde parte delle sue capacità di protezione dalla corrosione e dal gelo oltre al suo effetto lubrificante e alla conduttività termica. Possono anche comparire schiuma e depositi. 

La durata di un liquido refrigerante dipende dalla sua qualità e dalla pulizia dell’intero sistema refrigerante.

L’usura è particolarmente intensa quando si verifica una perdita oppure quando entrano nel sistema dei gas esausti (ad esempio a causa della bruciature della guarnizione della testa). È pertanto raccomandabile controllare con costante regolarità il refrigerante e sostituirlo ogni qualvolta si renda necessario.

Suggerimento: è tassativo attenersi alle istruzioni del produttore in merito alle specifiche, agli intervalli di sostituzione, alla miscibilità e alla percentuale di mescolanza.

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