Revisão completa no Arrefecimento do Niva com motor AP

Desde 2010 meu Niva vem funcionando com o sistema selado de arrefecimento e até hoje, 2020, nunca mais ocorreram problemas de superaquecimento da água por alguma falha no arrefecimento, prova que esta adaptação é muito recomendada para o Niva, realmente funciona muito bem.

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O único problema que persistia era um pequeno vazamento de água imperceptível, já que não deixava vestígios visíveis e nem atrapalhava o funcionamento do sistema, mas, por questão óbvia, me fez desistir de usar aditivo na água. Convivi com tal problema até agora, março de 2020, quando aproveitei o período de isolamento devido a pandemia do Corona vírus para enfim encarar e resolver o problema, o qual darei todos os detalhes a seguir.

Localização de Vazamentos de Água no Sistema

Localizar pequenos vazamentos de água pode não ser tarefa fácil e em alguns casos, até bem difícil de encontrar. Existem situações onde o vazamento só ocorre sob pressão e temperatura elevadas e ao primeiro contato com a atmosférica a água se vaporiza quase que instantaneamente, ou quando as gotículas caem sobre o bloco do motor ou em tubagens aquecidas e se vaporizam imediatamente e sem deixar vestígios. Para auxiliar no trabalho de localização dos vazamentos faz-se necessário o uso de uma ferramenta dedicada e bastante eficaz, a "Bomba de Pressão". Esta ferramenta consiste em uma bomba a pistão manual, semelhante às bombas de encher pneus de bicicleta, a qual é instalada no bocal da tampa do tanque de expansão, por onde se aplica pressão ao sistema de maneira a forçar a ocorrência de vazamentos, facilitando a detecção e a correção dos problemas.

Procedimento para uso da
"Bomba de Pressão"

1 – Aplicar 0,8 bar de pressão ao sistema pelo bocal do reservatório de expansão usando a "Bomba de Pressão" citada.

2 – Aguardar 30 segundos. É normal num primeiro momento que a pressão caia em função da acomodação natural das mangueiras. Corrigir ajustando novamente a pressão em 0,8 bar e manter o circuito pressurizado;

3 – Aguardar por mais 15 minutos e verificar a estabilidade da pressão. Se a pressão se mantiver estável o sistema está estanque, sem vazamentos. Se a pressão cair, existem 
vazamentos no circuito;

Na hipótese de existirem vazamentos, primeiramente devemos tentar localizá-los em pontos de fácil acesso e visualização, tais como:

• Mangueiras;

• Radiador;

• Tanque de expansão; 

• Tee de saída de água do cabeçote para mangueira superior do radiador e sensor de temperatura de água localizado no Tee; 

• Cotovelo da válvula termostática; 

• Carcaça da bomba de água; 

• Furo de suspiro da bomba de água; 

• Três selos no coletor de admissão de ar, logo abaixo do carburador; 

• Três selos de água no bloco do motor, localizados abaixo do coletor de escape;

• Um selo de água do cabeçote, localizado próximo a polia superior do cabeçote;

• Tampa misturadora, localizada embaixo do coletor de admissão; 

• Saída de água quente para o sistema de aquecimento, localizado no cabeçote do lado da parede corta fogo, a qual no Niva com motor AP esta saída é inutilizada e tampada por um flange cego; 

Se todos os pontos citados foram verificados e mesmo assim ainda ocorrer perda de pressão no manômetro da ferramenta de teste, é provável que a junta do cabeçote do motor esteja com problema, ou o bloco trincado / empenado, nesse caso, será necessário retirar o cabeçote para realizar as correções.

O vídeo abaixo demonstra em detalhes todo o processo para localizar vazamentos no sistema de arrefecimento.

Independente da necessidade de retirar o cabeçote ou não, é fundamental testar a tampa do tanque de expansão para garantir que a abertura da válvula de segurança está ocorrendo no momento certo, de nada adianta revisar todo o circuito de arrefecimento se a válvula de segurança da tampa despressurizar erroneamente o sistema, com certeza o funcionamento será gravemente afetado.

Teste da tampa do tanque de expansão.

Parece preciosismo testá-la, mas cheguei à conclusão que é importante. Comprei e devolvi duas tampas “paralelas” de 1,0 bar as quais não passaram no teste, despressurizando o sistema bem antes do especificado e somente consegui êxito quando testei uma tampa original, comprada em uma concessionária VW. 

A abertura antecipada da válvula de segurança causa a despressurização do sistema de maneira abrupta o que interfere no correto funcionamento do sistema de arrefecimento. Teoricamente no momento da despressurização podem surgir bolhas de ar no circuito, devido a vaporização instantânea água e assim prejudicar o trabalho da bomba, válvula, termostato, etc. 

Para testar a tampa devemos utilizar a mesma "Bomba de Pressão" anteriormente citada e usar um acessório que permite rosquear a tampa diretamente na bomba e assim realizar o teste. Para melhorar a visualização do teste, mergulhar a tampa dentro de um recipiente com água e ir pressurizando até que a válvula de segurança se abra. Se a tampa for para abertura em 1,0 bar, considere uma tolerância de +/- 0,1 bar. 

O vídeo abaixo mostra como testar a tampa do tanque de expansão usando a “Bomba de Pressão”. 

Em condições normais de funcionamento a pressão no sistema de arrefecimento não deveria ultrapassar 0,8 bar, mesmo em condições severas de funcionamento do motor, portanto, a válvula de segurança da tampa só deveria abrir devido a falhas de funcionamento de algum componente do sistema, tais como:

• Falha na abertura da válvula termostática;

• Rompimento ou afrouxamento excessivo da correia da bomba; 

• Falha na ventilação forçada; 

• Danos no rotor da bomba; 

• Entupimento das colmeias do radiador.

Após testar o sistema com a "Bomba de Pressão", constatei visualmente e corrigi dois vazamentos em mangueiras decorrentes a falta de aperto das abraçadeiras, porém, mesmo após as correções e a certeza de não existirem outros vazamentos visíveis, a pressão no manômetro da ferramenta, mesmo que mais lentamente, ainda continuava a cair, dai apontando para uma fuga de água para os cilindros, devido a algum problema no cabeçote, seja na junta, empenamento ou trinca no bloco. Nesse caso, somente retirando o cabeçote para identificar e corrigir o problema.

A Válvula Termostática 

Componente vital para o bom funcionamento do motor, tem a função de manter a temperatura em patamares pré-definidos. Basicamente, quando o motor está frio ou aquecendo, a válvula direciona toda a água bombeada apenas pelo bloco do motor. Quando a temperatura atinge a faixa de trabalho ideal, o fluxo de água é gradativamente desviado para o radiador, fazendo com que a água se resfrie pela troca de calor com o ar frontal do carro e assim mantendo o equilíbrio térmico do sistema. O vídeo a seguir demonstra claramente o sistema de arrefecimento selado funcionando, vejam: 

A figura 1 foi extraída do manual técnico da MTE-Thonson e mostra as características da válvula termostática que equipa meu Niva. Trata-se de uma válvula destinada ao motor AP 1.8, Gasolina, 8V.

Figura 1

Para fazer download do manual técnico da 

MTE-Thonson.

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Teste da válvula termostática


Para retirar a válvula termostática do motor AP solte os dois parafusos do cotovelo que prendem a válvula a bomba, vejam:

Figura 2

• Em posse da válvula descubra a temperatura que a ela irá começar a abrir. No corpo da válvula tem essa marcação, observe. No caso de meu Niva é 80°C +/- 2°C, conforme mostra figura 1; 

• Medir a cota "a" conforme figura 3. Esta cota refere-se a válvula fria, ou seja, posição fechada. Perceba que este valor deve ser 31 mm, conforme mostra a figura 1; 

• Mergulhar a válvula em um recipiente contendo solução de arrefecimento. É importante que a válvula não toque o fundo do recipiente;

• Aquecer o líquido, medir a temperatura e agitar a solução concomitantemente; 

• Verificar o momento exato onde o embolo da válvula começar a se deslocar, o que indica que a válvula começou a abrir e nesse momento checar se a temperatura corresponde ao valor pré-definido para a válvula, no caso, 80°C +/- 2°C; 

• Continuar aquecendo a solução e observar o momento que o embolo da válvula parar de se movimentar, fato que indica que a válvula está totalmente aberta. Retirar a válvula da água e rapidamente medir a cota "b", conforme figura 2; 

• Se a diferença de "b" e "a" estiver entre 7 a 8 mm e se o início da abertura correspondeu a 80°C +/- 2°C, significa que a válvula está boa, caso contrário, descarte a válvula. 

O vídeo a seguir mostra os detalhes do teste de uma válvula termostática.

Inspeção cotovelo de saída da bomba.

Este cotovelo é responsável em fixar a válvula termostática no lugar, ou seja, o processo para retirar a válvula é apenas soltar os dois parafusos e assim acessar a válvula termostática, vejam na figura 2. 

Devido a desgastes visíveis na peça original metálica, foi necessário trocá-la e eu optei por uma peça similar paralela construída em material plástico, vejam:

Cotovelos 

Inspeção na Bomba de Água

Para tal é necessário retirar a correia da polia da bomba, retirar o alternador e soltar os três parafusos que prendem a bomba a carcaça. Com a bomba em mãos, realizar a inspeção quanto a integridade das aletas, gaxetas, carcaça, condição do rolamento e observar se existe vestígio de vazamento de água pelo furo de drenagem da bomba, inclusive, foi este detalhe que me fez trocar a bomba de água, veja na foto abaixo.

Indicio de vazamento

Local para fixação da bomba no bloco do motor

Aletas da bomba de água

Bomba Montada já com a Válvula Termostática

Válvula termostática já instalada

Inspeção na carcaça da bomba de água

De nada adianta as aletas da bomba estarem integras se a carcaça onde ela se encaixa estiver com sinais de desgaste ou cavitação. A carcaça da bomba do motor AP é uma peça bastante barata e na dúvida é conveniente trocá-la para garantir o máximo rendimento da bomba.

Carcaça da Bomba

Inspeção nas mangueiras e abraçadeiras

Inspecionar o aspecto das mangueiras e trocá-las se ressecadas, endurecidas ou quebradiças. As abraçadeiras devem estar isentas de ferrugem e de espano na rosca, itens simples e baratos, na dúvida troque-as.

Abraçadeiras

Revisão do radiador

O ideal seria varetar o radiador e testar a estanqueidade dele em uma oficina especializada. Atente-se que radiadores muito mal conservados correm riscos de danos talvez irreversíveis durante processo de limpeza mecânica.

No meu caso, como o radiador ainda estava em boas condições, resolvi arriscar e fazer o procedimento.

Radiador revisado

Tomadas dos Sensores de Temperatura

Radiador original com Ventoinha do Monza

Troca dos os selos do sistema de arrefecimento

Em meu Niva o vazamento de água era pela junta do cabeçote e para trocá-la logicamente foi necessário retirar o cabeçote. Ai, preventivamente também resolvi substituir todos os selos de água do bloco do motor, cabeçote e coletor de admissão, os quais estavam com aspecto bastante afetado pela corrosão, vejam nas fotos abaixo.

Limpeza mecânica dos dutos de água do cabeçote e bloco do motor

Também aproveitei a oportunidade e fiz limpeza mecânica nas canaletas de água do cabeçote e bloco do motor, ou seja, uma limpeza "mais grossa" para na sequência fazer a limpeza química, conforme explanarei na sequência.

No processo de limpeza mecânica usei uma furadeira e uma escova rotativa, vejam nas fotos abaixo.

Limpeza química do circuito de arrefecimento

Existem alguns métodos para limpar o sistema de arrefecimento, desde os mais agressivos que utilizam detergentes dedicados como o Bardal Rad Clean, passando por procedimentos mais leves, como por exemplo o uso de querosene como agente detergente ou métodos caseiros de enxaguar, drenar e substituir por água limpa, mas, a certeza é que nunca devemos adicionar aditivo na água sem antes realizarmos uma boa limpeza no circuito, simplesmente porque o alto índice de ferrugem em suspensão diminuiria em muito o tempo de vida da solução.

Para carros que estão rodando por longos períodos sem aditivo, o ideal seria fazer uma limpeza bem rigorosa. Desmontar, inspecionar e testar todas as peças, varetar o radiador, circular detergente para eliminar toda ferrugem acumulada para finalmente colocar a água aditivada. Isso seria o ideal, mas o risco de surgirem vazamentos que antes não existiam deve ser considerado, devido ao produto detergente reagir pesadamente com a ferrugem decapando pontos antes "protegidos" pelo acúmulo de material ferroso, deixando-os frágeis e fáceis de furar. Dependendo do local do vazamento a correção pode ser onerosa, desde reparos no radiador até a retirada do cabeçote do motor para acessar e corrigir vazamentos em locais de difícil acesso. 

Limpeza leve 

(com querosene)

Levando em consideração os riscos citados, realizar uma limpeza não muito agressiva e com resultados teoricamente satisfatórios, sem dúvidas é uma boa alternativa. Pesquisando na Internet, encontrei um Post do niveiro Gil Roberto Tichauer sugerindo o uso do querosene no processo de limpeza, prática inclusive confirmada por algumas oficinas de radiadores, portanto, é sem dúvidas uma interessante opção para aqueles que também não estão dispostos a correr riscos. 

Segue o link para download do texto na íntegra onde o camarada Gil ensina o passo a passo da limpeza focado para Nivas originais. 

Limpeza do arrefecimento para Nivas originais by Gil

Em meu Niva, com motor AP, o procedimento é basicamente igual ao descrito pelo Gil, porém, visando aperfeiçoar o enxágue e a troca de água do sistema, construí um aparelho caseiro, similar às máquinas comerciais de limpeza de radiador, só que feito com materiais simples e de baixo custo. Os desenhos e as explicações a seguir dão detalhes de como a engenhoca funciona.

Procedimento de limpeza:

1 – Conectar as mangueiras do aparelho de limpeza ao tanque de expansão. A mangueira”M1” do aparelho é ligada a tomada superior do tanque. A mangueira” M2” é ligada através de uma conexão de emenda a mangueira que saiu da tomada superior do tanque. A mangueira” M3” é ligada a rede de água pública e a” M4” é inserida em um balde para descarte da água suja;

2 – Fechar as válvulas” A” e” C” e abrir a válvula” B” e em seguida ligar o carro. Observe que nessa configuração de válvulas, o aparelho está inserido no circuito sem interferir no funcionamento normal do sistema. Aguardar até que a temperatura da água ligue a ventoinha elétrica do radiador;

3 – Assim que a ventoinha ligar, abrir as válvulas “A” e” C” e fechar a válvula” B”. Nesse momento a água limpa da rede de água entra no sistema através da válvula” A” empurrando a água suja do interior do sistema para o balde, através da válvula” C”;

4 – Observe a condição da água que deve gradativamente clarear e quando isso ocorrer, repetir os passos dois e três até constatar que a água descartada está saindo sempre limpa; 

O fato da água ter clareado indica que a ferrugem em suspensão foi retirada do sistema, porém, é muito provável que ainda exista ferrugem presa nas paredes e em componentes, principalmente para carros que ficaram longos períodos sem usar aditivo. A ideia de usar o querosene é justamente fazer uma limpeza um pouco mais profunda, mas não tão agressiva se comparada ao uso dos solventes dedicados, mas, o processo com a querosene é capaz de desprender parte da ferrugem superficial, além de lubrificar a válvula termostática e a bomba d'água, por exemplo.

Portanto, devemos inicialmente fazer a limpeza citada, passos de 1 a 4 e após colocar um copo de querosene no sistema e rodar com o carro por uma semana. O recomendado é fazer dois ciclos sequenciais completos da limpeza com o querosene.

Uma vez o sistema limpo, o próximo passo é adicionar o aditivo na água e assim finalizar o processo. 

O vídeo a seguir demostra os detalhes da limpeza do circuito de arrefecimento utilizando o aparelho caseiro dedicado.

O Aditivo de Radiador

Seguem algumas considerações em relação a escolha do aditivo. A decisão foi balizada em pesquisas na Internet e por esclarecimentos junto SAC das empresas Paraflu, Bardhal e Radiex. 

Classificação dos Aditivos:

Aditivos Inorgânicos

A base de monoetilenoglicol (MEG) que abaixa o ponto de congelamento da água e aumenta o ponto de ebulição. Contém pacotes químicos contra ferrugem e agentes para lubrificação do sistema. Indicado para todos os carros, inclusive os mais antigos com componentes de cobre e latão. Tem a característica de troca de calor endotérmica.

Fabricantes: Paraflu, Bardhal e Radiex.

Aditivos Orgânicos

Com as mesmas propriedades dos Inorgânicos, utilizam glicol e agentes ativos orgânicos em sua composição, permitindo um tempo de vida útil bem maior, em torno de 4 anos, o que agrega ao produto um apelo ecológico. Indicado para veículos mais modernos com sistema de arrefecimento predominantemente em alumínio. Tem a característica de troca de calor também endotérmica.
Fabricantes: Paraflu, Bardhal e Radiex.

Aditivos a Base de Polímeros

Não utiliza o MEG o que eleva o ponto de congelamento e abaixa ligeiramente o ponto de ebulição da água se comparado aos aditivos a base de MEG. Contém os pacotes químicos de proteção contra ferrugem e agentes lubrificantes. Diferente dos orgânicos e inorgânicos, tem característica de troca de calor exotérmica.

Fabricante: Radiex.

Algumas considerações

Para radiadores de cobre, todos os fabricantes recomendaram o uso do aditivo inorgânico. A alegação é que os aditivos orgânicos são mais adequados para motores mais novos, que basicamente utilizam liga de alumínio nos componentes.

Um detalhe importante. Como os produtos à base de MEG tem por característica a troca de calor endotérmica, ou seja, tendem a reter o calor no circuito de arrefecimento, tal propriedade permite diminuir o tempo de aquecimento do motor e, após aquecido, ajuda a manter a estabilidade da térmica do sistema.

Dos três fabricantes citados, apenas a Radiex fabrica aditivos a base de Polímeros. A empresa explicou que se trata de um produto biodegradável e sem contraindicações para veículos mais antigos. Um detalhe interessante é o fato deste aditivo propiciar uma troca de calor exotérmica, ou seja, favorecer a liberação de calor do liquido para o meio ambiente, o que me parece adequado para alguns veículos, inclusive um certo jipe Russo com fama de esquentadinho. O fato do ponto de congelamento ser mais alto, em torno de -9°C, contra -40°C dos produtos à base de MEG, não afeta em nada seu uso em países tropicais, como o Brasil. O ponto de ebulição da água é ligeiramente inferior, 120°C contra 127°C, porém, para ambos os casos dependem do sistema de arrefecimento estar pressurizado. Em linhas gerais, a temperatura média de funcionamento dos motores mais novos gira em torno de 95°C, com picos em alguns casos de até 110°C. Devidamente pressurizado o aditivo com polímeros aumenta o ponto de ebulição para 120°C. Na verdade, o principal fator para elevação do ponto de ebulição da água é a pressão interna do sistema selado e não o uso do aditivo, o qual contribui, só que em menor escala. Por exemplo, meu Niva funcionou sem aditivos por anos e nunca ferveu, isso devido à pressão do sistema ser maior que a atmosférica, chegando a 0,8 bar ou 0,78 ATM, isso em condições mais extremas de funcionamento do motor.

Um detalhe que me chamou atenção foi o fato das empresas Bardhal e Paraflu não fabricarem aditivos a base de Polímeros. Segundo a Radiex, a cultura automobilística vinda das montadoras da Europa, EUA e outros países de clima frio, inibem a inovação e induzem o mercado a manter produtos à base de MEG, os quais abrangem uma larga faixa de temperatura ambiente.

Voltando aos nossos Nivas, devido a ineficiência do sistema de arrefecimento, muitos proprietários buscam meios para melhorar a troca de calor. É comum o uso de ventoinhas auxiliares, adaptação de sistema de arrefecimento selado e instalação de grades de entrada de ar no capô do carro, tudo visando melhorar o sistema original, pouco eficiente e confiável. Partindo dessa premissa, diria que os aditivos a base de MEG fazem o papel oposto a esse cenário, logicamente nada muito acentuado, já que com certeza existem muitos Nivas rodando com tais aditivos. A título de curiosidade, certa ocasião um mecânico me alegou as “vantagens” de usar uma proporção maior de aditivo na solução visando uma “proteção extra” do sistema. Obviamente, agora eu sei, ele estava equivocado.

Teoricamente e levando ao extremo, diria que o melhor fluido para trocar calor com a ambiente, seria a água pura, sem aditivo algum. Por outro lado, para evitar o efeito danoso da ferrugem é indispensável o uso de um aditivo, portanto, creio que a opção da Radiex a base de Polímeros, seria, em meu entendimento, uma boa opção pela característica exotérmica da solução. Segundo a Radiex o produto vem sendo usado em motores de alta performance e competições com resultados muito satisfatórios. A empresa me indicou o modelo Biocoolant R-1922 (azul) ou R-1923 (vermelho) concentrado, na proporção de 60% de água desmineralizada e 40% do produto.

O que é um consenso entre todos os fabricantes é a recomendação para o uso de água desmineralizada na diluição do aditivo, a qual potencializaria as funções químicas do produto devido a inexistência de cloro e alguns sais presentes na água de torneira.

O vídeo a seguir mostra os testes laboratoriais de troca de calor entre um aditivo inorgânico a base de MEG e o aditivo com Polímeros.

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