MATÉRIA TÉCNICA 1

MANGUEIRAS AUTOMOTIVAS

Autor: Luis Tormento

Uma mangueira é um tubo fl exível projetado para transportar fl uídos de um local para outro. A forma de uma mangueira é geralmente cilíndrica com uma secção transversal circular. O projeto de uma mangueira baseia-se em uma combinação de aplicação e atuação, onde os fatores comuns são tamanho, pressão de trabalho, peso, comprimento, forma (reta ou moldada) e compa� bilidade química. As mangueiras são u� lizadas em diversos segmentos como:

• Transporte de combus� veis • Petróleo • Minérios • Aeronáu� ca • Navios • Automóveis

O maior mercado deste � po de artefato de borracha são as aplicações automo� vas, onde são responsáveis pela conexão de diversos componentes independentes como o radiador, a bomba d’água e o aquecedor. Dividem-se em:

• Mangueiras do ar-condicionado • Mangueiras de combus� vel • Mangueiras de arrefecimento (radiador etc.) • Mangueiras hidráulicas (direção e freio) • Ven� lação

Mangueiras de ar-condicionado

As mangueiras de ar-condicionado projetadas para automóveis são feitas de diferentes � pos de borracha e têm uma barreira (fi na camada de poliamida na parte interna para minimizar a permeação do freon) com � pos especiais de acessórios, muitas vezes dedicados a uma marca ou � po de veículo. (Figura 1) As instalações de resfriamento e ar-condicionado u� lizam a mudança dos parâmetros do agente de resfriamento (pressão, temperatura e estado) quando ele circula entre o evaporador e o condensador no sistema de resfriamento. O agente de resfriamento circula acionado pelo compressor de refrigeração. O refrigerante absorve calor por evaporação no evaporador, liberando calor quando o vapor é condensado no condensador. Existem muitos � pos de refrigerantes (água, dióxido de carbono ou amônia). Porém, existe um � po especial de hidrocarboneto de baixo ponto de ebulição chamado freon. Este gás confere uma pressão de trabalho de até 35 bar em uma temperatura de trabalho de -40ºC a +135ºC, geralmente u� lizando-se a borracha EPDM ou a borracha termoplás� ca. As mangueiras fl exíveis de freon são amplamente u� lizadas em sistemas de ar-condicionado de vários veículos (carros, máquinas, trens e bondes), bem como em instalações menores de refrigeração industrial. Nessas instalações, o freon (por exemplo, R134A, R1234YF) misturado com óleo de compressor (por exemplo, óleo sinté� co PAG) atua como um refrigerante. Ele circula no sistema onde sofre con� nuas fl utuações de pressão e temperatura. Por esta razão, as especifi cações rela� vas às mangueiras de freon são tão elevadas, sendo essencial que o sistema esteja perfeitamente estanque, pois o freon é muito penetrante, caro e prejudicial ao meio ambiente. Deve ser altamente resistente à pressão, temperatura, produtos químicos e impedir que a umidade penetre na parede da mangueira. Trata-se de uma aplicação par� cular em ar-condicionado automo� vo, onde a mangueira de freon opera no compar� mento do motor, herme� camente embalada e dobrada, em condições de alta temperatura ambiente, exposta a vibrações e em contato com fl uídos de automóveis.

Figura 1

Borracha interna Reforço têxtil

Resina interna Borracha intermediária Borracha externa

Mangueiras de combustível

As mangueiras de combus� vel, incluindo aquelas des� nadas a automóveis, normalmente têm uma camada interna de borracha resistente ao combus� vel e com resistência à sua evaporação e difusão na borracha, além de uma camada de cobertura mais espessa para fornecer uma mangueira mais econômica e atender aos requisitos de temperatura. Inicialmente as mangueiras de combus� veis eram compostas de borracha nitrílica (NBR), apenas. O aumento do uso de combus� veis para veículos motorizados contendo álcool, incluindo etanol, junto com padrões de emissões rigorosos para componentes do sistema de combus� vel, exigiu melhorias em relação às construções convencionais de mangueiras fl exíveis. As construções convencionais de mangueiras de combus� vel usavam normalmente materiais de borracha mais econômica e resistente a combus� vel, como borracha nitrílica (NBR), misturas de nitrila-cloreto de polivinila (NBR-PVC), epicloridrina (ECO) e similares. Porém, mudanças nos � pos de combus� veis e adi� vos (re� rada do chumbo tetrae� la) aumentaram a permeabilidade e os protetores presentes na camada externa foram extraídos, ainda nos anos 70 e 80. Mangueiras melhor adaptadas para combus� veis que atualmente contêm álcool (etanol e metanol), geralmente usam um ou mais dos vários fl uoroelastômeros e/ou fl uoroplás� cos, tais como aqueles comumente designados como FKM, PVDF, ETFE, FEP, EFEP, PCTFE, THV, PTFE e similares para fornecer uma barreira à permeação de álcool e combus� vel. O material preferido para uma camada de barreira da mangueira de combus� vel é um fi lme de fl uoropolímero, como THV (um terpolímero de tetrafl uoroe� leno, hexafl uoropropileno e fl uoreto de vinilideno).

Figura 2: Típica mangueira de combustível

FKM Aramida

HNBR ECO Mangueiras de arrefecimento

A mangueira do radiador é uma parte essencial do sistema de refrigeração, que gerencia o fl uxo do líquido refrigerante da bomba d’água para o aquecedor. A mangueira do radiador é um disposi� vo de borracha que remove o excesso de calor do refrigerante antes que ele volte ao motor para repe� r o ciclo novamente. Existem dois � pos de mangueiras do radiador: superior e inferior. Essas peças não são intercambiáveis e vêm em comprimentos e formas diferentes. Outras aplicações automo� vas são:

1. A mangueira superior do radiador: que é principalmente uma mangueira de pressão, conectando o motor ao radiador, onde o refrigerante quente entra no radiador vindo do motor 2. A mangueira inferior do radiador, que é basicamente uma mangueira de sucção contendo uma mola de arame enrolada no interior da mangueira para evitar o colapso, conectado à parte inferior do radiador e à bomba do motor.

Atualmente, o material u� lizado nessas aplicações é principalmente borracha EPDM, devido ao aumento de temperatura.

Material de Reforço

Em geral as mangueiras automo� vas u� lizam uma ampla variedade de fi bras como reforço para resis� r à pressão e temperatura de trabalho, em geral são:

• Poliéster • Aramida • Fibra de vidro • Alumínio • Aço

Referências Bibliográfi cas

1. Rubber Division A.C.S., Hose Symposium Abstracts, Atlantic City, 1968, p. 984 2. Rubber World, 1968, November, Hose Symposium Report, p. 48. 3. Hose Technology, Colin Evans, Applied Science Publishers, 1974 4. Gates Website 5. Hosetech Webs ite