"In qualche modo dobbiamo essere stati negligenti quando abbiamo svuotato la nave in autunno", è il commento della cambusa. Una bottiglia di acqua minerale era stata lasciata nel gavone e ora, a 15 gradi sotto zero in inverno, era scoppiata. Un esempio impressionante di quanto sia importante svernare correttamente la barca e renderla "a prova di gelo".
Quando l'acqua congela, si espande. Un'ovvietà. Più precisamente, quando congela l'acqua aumenta di volume fino al 10%. Se si trova in uno spazio chiuso, come un contenitore o un serbatoio, sviluppa una notevole pressione sulle pareti esterne. L'acqua ha quindi bisogno di spazio per espandersi a basse temperature. Se non di lato, almeno in diagonale verso l'alto. Questo è anche il motivo per cui le grondaie nel Nord Europa sono semicircolari. Se fossero rettangolari, come nella regione mediterranea, gli idraulici di questo Paese avrebbero molto più da fare. Tuttavia, non sempre è possibile rimediare alla situazione con misure strutturali. Per questo motivo il gelo è il terzo nemico principale dei motori marini, insieme alla corrosione e all'usura.
Vari agenti antigelo con proprietà diverse
"Bisogna mettere l'antigelo in tutte le tubature per non farle congelare in inverno", viene detto al neofita come un buon consiglio quando si sverna la barca per la prima volta, "l'alcol contenuto è quello che la mantiene al riparo dal gelo". Dopo tutto, l'odore pungente e dolce dell'alcol punge il naso anche quando si accendono i tergicristalli dell'auto.
Ma posso usare il liquido lavavetri anche per svernare il serbatoio dell'acqua potabile, ad esempio? Molti proprietari di barche si trovano ogni autunno nel negozio di bricolage e si interrogano sulle differenze tra i liquidi dai colori sgargianti. Non importa cosa uso, purché contenga abbastanza alcol?
Non è affatto così. Questo perché l'antigelo non è assolutamente destinato a proteggere solo dal gelo e i vari agenti presentano notevoli differenze nelle loro proprietà. Se utilizzato in modo errato, la nave può subire gravi danni e, nel peggiore dei casi, addirittura affondare.
Glicole al posto dell'alcol
Il motivo per cui una miscela di etanolo (colloquialmente: alcol) e acqua congela solo a temperature molto basse risiede nella differenza tra le molecole di etanolo e acqua. Sono così diverse che è quasi impossibile per l'acqua formare un comune reticolo di cristalli di ghiaccio, perché è permanentemente disturbata dalle molecole di etanolo in essa mescolate. Per questo motivo la miscela rimane liquida anche in inverno. Almeno fino a temperature molto estreme. Con la maggior parte degli antigelo fino a meno 50 gradi. L'etanolo abbassa quindi il punto di congelamento dell'acqua.
Con il suo punto di congelamento specifico di meno 114 gradi Celsius, l'etanolo è generalmente molto adatto per la protezione dal gelo. Per questo motivo viene utilizzato anche per lo sbrinamento, ad esempio nei dispositivi antigelo per porte. Tuttavia, l'antigelo ha anche altre funzioni. Quando viene utilizzato nel motore, è principalmente un refrigerante. Tuttavia, l'etanolo, con una temperatura di ebollizione di 78 gradi, non è assolutamente adatto a questa applicazione, poiché il refrigerante inizierebbe a bollire ancora prima dell'acqua. I motori delle barche e delle auto funzionano solitamente a 90 gradi.
Questo è il motivo per cui nei refrigeranti si utilizza l'alcol bivalente etilenico o, più comunemente, il glicole, invece dell'alcol monoidrico. Sebbene il punto di fusione del glicole puro sia di soli -15 gradi, in combinazione con l'acqua la temperatura di solidificazione è ancora più bassa. Una miscela glicole/acqua in rapporto 1:1 congela solo a meno 40 gradi. La temperatura di ebollizione del glicole puro è di soli 197 gradi, perché il gruppo OH aggiuntivo consente di creare ulteriori legami a idrogeno, in modo che le molecole si tengano insieme più fortemente. Per separare le particelle l'una dall'altra è necessaria molta energia.
L'antigelo della nave deve assorbire più calore.
Sebbene il glicole derivi dall'etanolo, è un liquido completamente diverso. La viscosità, ad esempio, è molto più elevata e la sensazione è quasi oleosa. Questo è un vantaggio perché lubrifica contemporaneamente parti mobili come la pompa dell'acqua di raffreddamento e il termostato.
A differenza del motore di un'automobile, dove il calore residuo viene convogliato nella grande griglia del radiatore attraverso il circuito di raffreddamento e poi dissipato dalla corrente d'aria o dalla ventola quando è fermo, per un motore marino è ancora più importante che la capacità termica del liquido di raffreddamento sia sufficientemente elevata. Questo perché, rispetto ai motori delle automobili, i motori marini sono solitamente collocati in profondità nel seminterrato dell'imbarcazione. L'ossigeno fresco spesso arriva solo attraverso una ventola, ma il calore spesso non si allontana. Il motore marino riesce a smaltire l'alta temperatura solo attraverso lo scambiatore di calore, che sembra minuscolo rispetto al radiatore di un'auto.
L'agente mantiene e protegge il motore e le tubazioni
Il sistema di raffreddamento a doppio circuito oggi comunemente utilizzato nei motori delle imbarcazioni è costituito da un circuito interno e da uno esterno. Entrambi sono collegati dallo scambiatore di calore, in cui (come suggerisce il nome) il calore del circuito interno viene trasferito al circuito esterno. Il circuito interno è riempito di antigelo, che viene pompato attraverso i canali di raffreddamento nel blocco motore da una pompa di circolazione, dove assorbe il calore e lo trasferisce al circuito esterno nello scambiatore di calore. Il circuito esterno è alimentato con acqua di mare dolce, che viene aspirata dalla pompa dell'acqua di raffreddamento e quindi iniettata attraverso lo scambiatore di calore nel sistema di scarico per raffreddarlo. I gas di scarico vengono quindi miscelati con l'acqua marina di raffreddamento nel collettore d'acqua e convogliati all'esterno attraverso gli scarichi in zampilli.
Oltre al glicole, l'antigelo per motori contiene anche alcuni additivi con funzioni diverse. Gli agenti e i principi attivi variano a seconda delle specifiche dell'antigelo. Tuttavia, i compiti degli additivi sono gli stessi in ogni antigelo: protezione dalla corrosione per il motore, la pompa dell'acqua e i condotti di raffreddamento (poiché la miscela di acqua ha naturalmente un effetto corrosivo sul metallo), prevenzione dei depositi minerali (ad esempio, calcare) e protezione dalla cavitazione.
Rischio di cavitazione nel sistema di raffreddamento dell'acqua
Molti conoscono la cavitazione solo per via dell'elica. Il termine descrive la formazione di bolle di vapore in un liquido in movimento. Si formano sempre quando la pressione statica di un liquido scende improvvisamente al di sotto della sua tensione di vapore specifica. A differenza dell'acqua, che ha una pressione di vapore di circa 0,7 bar alla temperatura di esercizio, la miscela antigelo riduce il valore a 0,5 bar. La probabilità di cavitazione è quindi ridotta dall'antigelo. Il circuito dell'acqua di raffreddamento di un motore in funzione è mantenuto a una pressione di circa 1-1,5 bar dalla pompa dell'acqua di raffreddamento. Mentre la pressione di vapore di una miscela di acqua e antigelo è ancora di circa 0,1 bar quando il motore viene avviato con acqua di raffreddamento fredda, la pressione di vapore alla temperatura di esercizio (90 gradi) è già di 0,5 bar. - Questo valore è ancora molto lontano dalla pressione di esercizio del motore.
Tuttavia, il sistema di raffreddamento dell'acqua presenta alcune strozzature e ostacoli. Ad esempio, se le molecole del liquido rallentano poco prima di entrare nel canale della pompa dell'acqua per allinearsi alle giranti, si possono formare bolle di vapore. Le bolle possono formarsi anche quando il motore si riscalda e si raffredda, poiché la pressione del vapore di un liquido dipende dalla sua temperatura.
Se queste bolle raggiungono l'area di maggiore pressione con il flusso, implodono improvvisamente, causando danni al sistema di raffreddamento dell'acqua e al motore. Nelle pompe dell'acqua di raffreddamento più vecchie, spesso si possono notare delle tacche regolari nel metallo all'uscita del canale dell'acqua di raffreddamento, causate dall'implosione delle bolle di vapore.
Quali agenti antigelo possono essere miscelati?
In passato, tutti gli agenti antigelo contenevano silicati. Il vantaggio è che proteggono il materiale creando uno strato protettivo di silicato di alluminio sulle parti in alluminio. Lo svantaggio è che questa protezione dura solo pochi anni e l'antigelo deve essere sostituito frequentemente. Per prolungare il periodo di utilizzo, si decise di utilizzare composti organici al posto del silicato per la protezione dalla corrosione. Tuttavia, ora esistono due tipi diversi sul mercato, i colori dei liquidi non sono standardizzati e le commistioni sono una fonte costante di problemi.
Questo perché la miscelazione dei due sistemi può provocare la formazione di grumi, causando l'intasamento dei canali. Inoltre, durante la miscelazione si producono acidi aggressivi. Per questo motivo è stato sviluppato il sistema ibrido, che combina i vantaggi di entrambi i sistemi (compatibilità con l'alluminio e maggiore durata) e può essere miscelato anche con i sistemi precedenti. Inoltre, presenta una migliore dissipazione del calore, una migliore protezione dalla corrosione e un punto di ebollizione significativamente più alto, pari a 135 gradi. Tuttavia, i sistemi ibridi non sono la soluzione definitiva e non sono adatti a tutte le macchine. La scelta per il proprio motore deve sempre essere fatta in base alle specifiche del produttore. Il colore da solo non dice nulla. Inoltre, si dovrebbero usare solo refrigeranti dello stesso colore, perché altrimenti gli additivi contenuti potrebbero interferire tra loro.
Miscela pronta o concentrato antigelo?
Sul mercato esistono molti concentrati di antigelo e miscele pronte per l'uso. Chi pensa che una quantità elevata sia di grande aiuto e versa il concentrato non diluito nel motore per sicurezza, commette un errore. Infatti, anche se la temperatura di congelamento viene abbassata e il punto di ebollizione innalzato utilizzando quantità eccessive di glicole, lo svantaggio del glicole puro è che la capacità termica è ridotta. In una miscela uno a uno con l'acqua, il refrigerante può assorbire circa 1,5 volte più energia. Un altro svantaggio del glicole: quando si utilizzano tubi di plastica permeabili all'aria, l'ossigeno può penetrare nel liquido e ossidare il glicole formando acidi carbossilici, che possono attaccare i componenti metallici del sistema.
L'opzione più sicura rimane quindi la miscela pronta. In caso di automiscelazione, è necessario utilizzare almeno il 30% di glicole per garantire una protezione adeguata. Tuttavia, non utilizzare mai più del 60%, altrimenti si rischia il surriscaldamento.
Sostituzione del liquido di raffreddamento
Il liquido di raffreddamento non dura all'infinito. Perde le sue proprietà e deve essere cambiato di tanto in tanto, soprattutto se sottoposto a carichi termici elevati e prolungati. Nel corso degli anni, inoltre, si dissolvono in esso particelle di metalli pesanti, tracce di olio motore e altre impurità.
Dopo aver scaricato il liquido di raffreddamento e soprattutto se non si conosce l'ultimo liquido utilizzato, è bene sciacquare il motore con acqua più volte. Quindi rabboccare con il liquido di raffreddamento corretto. Riempire il serbatoio di espansione fino al livello massimo. Lasciare girare il motore. A freddo, rabboccare fino a un livello intermedio tra il minimo e il massimo.
Smaltimento del glicole
Il glicole può essere smaltito nella maggior parte delle discariche o nei centri di raccolta dei rifiuti tossici. Può essere smaltito anche presso alcune officine che dispongono di contenitori per la raccolta. Esiste anche un gran numero di fornitori di servizi che accettano il glicole usato per un piccolo compenso o addirittura gratuitamente, e raccolgono anche grandi quantità. Alcune grandi marine e cantieri navali dispongono anche di contenitori di raccolta dove i titolari di ormeggi possono smaltire il glicole.
Svernamento corretto della macchina
Quando si sverna la macchina, è importante che tutta l'acqua di mare rimanente venga scaricata o sostituita con antigelo. Per le macchine raffreddate a circuito singolo, è meglio farlo in acqua, poiché prima di svernare devono essere riscaldate in modo che il termostato si apra. Altrimenti, solo il percorso dell'acqua di raffreddamento dal rubinetto alla pompa dell'acqua e poi il sistema di scarico verrebbero lavati con l'antigelo.
Se l'imbarcazione è già a terra, è necessario far girare il motore con acqua dolce per riscaldarlo. A tal fine, è possibile estrarre il tubo di aspirazione dalla presa di mare e collegarlo a un barile d'acqua. (In alternativa, è possibile svitare il coperchio del filtro dell'acqua di mare e riempire d'acqua dolce. Per garantire che l'acqua dolce venga aspirata nel motore e non esca attraverso il rubinetto del mare aperto, è importante che la valvola del mare sia chiusa. Quando il motore è caldo, al posto dell'acqua dolce si riempie l'antigelo finché l'acqua di raffreddamento non esce dal tubo di scarico colorato.
Per le macchine raffreddate a doppio circuito, il circuito raffreddato ad acqua di mare viene lavato e riempito di antigelo come descritto. Il circuito di raffreddamento interno tra il blocco motore, la pompa di circolazione e lo scambiatore di calore è già riempito di antigelo. Tuttavia, è necessario utilizzare un rifrattometro per verificare se l'antigelo è sufficiente quando il motore è freddo. Idealmente, il valore misurato dovrebbe essere compreso tra meno 20 e 30 gradi. L'antigelo deve essere sostituito ogni tre anni perché con il tempo perde le sue proprietà anticorrosione.
Con gli azionamenti a Z, la miscela antigelo può essere alimentata direttamente da un secchio d'acqua all'apertura di ingresso dell'acqua di raffreddamento dell'azionamento a Z utilizzando una pompa elettrica e le ganasce di lavaggio. Un secondo secchio dovrebbe essere posizionato sotto l'azionamento per raccogliere l'acqua di raffreddamento restituita.
Svernamento del WC di bordo
Lo svernamento del serbatoio della toilette e degli escrementi di bordo è simile allo svernamento del motore. Il serbatoio deve essere completamente svuotato prima di essere svernato. L'antigelo viene quindi versato nella toilette e da lì pompato per un po' per rendere la pompa del chopper resistente al gelo. È ancora più sicuro scollegare il tubo dalla valvola a sfera e aspirare l'antigelo direttamente da lì, per riempire di antigelo anche il tratto di aspirazione. Se lo sciacquone della toilette di bordo viene alimentato dal serbatoio dell'acqua dolce, è necessario riempire di antigelo anche il tubo che va dal serbatoio alla toilette.
Il serbatoio degli escrementi di solito non può essere svuotato completamente, ma l'antigelo pompato nel serbatoio dalla toilette si mescolerà con l'acqua residua. Tuttavia, è importante adescare con l'antigelo anche la pompa di scarico del serbatoio sul lato mare.
Un errore comune è quello di sverniciare la toilette di bordo con l'antigelo più semplice ed economico che si trova nei negozi di bricolage: "va bene per la toilette". Tuttavia, spesso si tratta di antigelo contenente silicato, che attacca la gomma e le guarnizioni. Anche se le perdite causate dall'antigelo sono rare, il prodotto danneggia i tubi di gomma permettendo agli odori di diffondersi più rapidamente attraverso la gomma. È consigliabile utilizzare un antigelo speciale approvato per l'impianto sanitario.
Svernamento del serbatoio dell'acqua
Anche il serbatoio dell'acqua dovrebbe essere svuotato in autunno, prima che l'impianto sia reso impermeabile al gelo. In passato, era prassi comune svernare la pompa dell'acqua potabile con una o due bottiglie di grano. Il grano è economico, non teme il gelo e non è dannoso se una quantità residua finisce nella tazza dello spazzolino. Basta staccare il tubo dal serbatoio, tenerlo nella bottiglia, pompare tre volte e il gioco è fatto. Purtroppo, questo metodo di svernamento non è veramente resistente al gelo, poiché l'alcol evapora durante l'inverno. Inoltre, l'alcol può attaccare le guarnizioni e le parti in gomma. Questa "soluzione economica" è quindi fortemente sconsigliata.
Dopo aver svuotato il serbatoio dell'acqua dolce e il boiler, è meglio riempirlo dall'alto con una miscela antigelo adatta all'uso previsto e aspirarla tramite le pompe dell'acqua in pressione in tutti i punti di prelievo finché non esce acqua colorata dal rubinetto. In caso contrario, in inverni particolarmente rigidi, l'acqua intrappolata nei rubinetti di lavaggio potrebbe espandersi e danneggiarli. Pertanto, il rubinetto dovrebbe essere lasciato aperto anche durante l'inverno. Non dimenticate la doccia esterna e il pozzetto della doccia con la pompa a galleggiante, che spesso contiene un po' d'acqua.
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