Ao chegar em uma oficina especializada em ar-condicionado e ver um Santana Quantum ano 2.000 com o painel removido, logo se tem a impressão que o carro foi desconstruído e o motivo é a troca do evaporador, ao qual só se tem acesso com a desmontagem da caixa de ar depois de removida do painel do carro.
Até aqui parece mais um serviço normal de ar-condicionado, mas começa a mudar quando se chega na caixa de ar, depois desta desmontada é possível chegar no evaporador, que tem um formato muito especial e bem diferente dos modelos atuais.
Este modelo é conhecido como tubo com aletas, mas o desenho da peça se destaca com os tubos curvados e soldados na parte externa superior e inferior, além do tubo de alta pressão que se divide em três, antes de entrar no evaporador.
A peça é uma obra de arte da engenharia para ser admirada pela complexidade de cada componente, que foi soldado com precisão, garantindo que a peça não tenha vazamentos.
Antes que alguém questione porque este modelo de componente não é mais utilizado no setor automotivo, já vou adiantar dizendo, que a razão está na eficiência limitada pelo uso dos tubos com diâmetros muito amplos, que impedem uma troca de calor com mais capacidade.
A troca de calor ocorre por transferência e quanto maior for a área de contato, maior será a eficiência do sistema ou componente. É fácil entender como isso ocorre ao observar o desenho atual dos evaporadores, que são menores e mais eficientes devido ao formato achatado e estreito, que amplia a área de contato entre a estrutura metálica, que geralmente é de alumínio, e o fluido refrigerante utilizado no sistema de ar-condicionado dos veículos.
O desenho das aletas deixou de ser no formato reto ou plano e passou para o formato com relevo ou persianas (aberturas), que gera turbulência e aumenta o tempo de contato do ar que passa por elas, contribuindo com a maior eficiência durante a troca de calor.
As aletas com persianas são especiais e aumentam a capacidade de transferência de calor, até três vezes mais que as aletas planas, sem oferecer resistência à passagem do fluxo de ar.
As melhorias aplicadas nas estruturas internas dos trocadores de calor permitem que o ar seja esfriado à medida que passa pelas aletas e transfere o calor para o refrigerante contido no evaporador. O resultado é um ar refrigerado que é direcionado através das janelas de ventilação para dentro da cabine com temperaturas que agradam os ocupantes do veículo.
No mercado nacional temos alguns carros da linha Ford que atingem as menores temperaturas, evidenciando a eficiência do sistema adotado pela montadora, que pode chegar até abaixo de 1ºC.
Existem modelos de trocadores de calor denominados como micro, nos quais as passagens internas dos fluidos refrigerantes são muito estreitas, que ampliam ainda mais a área de contato com a estrutura de metal do evaporador.
Este modelo, que é mais eficiente quando comparado com os modelos atuais, tem algumas restrições quanto ao uso por períodos longos, devido ao acúmulo de sujeiras, que por menor que seja, já é capaz de obstruir as passagens, prejudicando o funcionamento do sistema de ar-condicionado. Esta tecnologia está aplicada no evaporador, no condensador e nos radiadores de água e óleo.
Houve uma fase no setor automotivo em que era comum o uso de trocadores de calor fabricados com metais diferentes como o cobre e até combinados com alumínio.
Mesmo sabendo que o cobre oferece mais eficiência na capacidade de troca de calor, acabou sendo substituído pelo alumínio devido ao custo e problemas de corrosão. Havia uma corrosão comum quando o alumínio e o cobre eram utilizados na fabricação de trocadores de calor. É a corrosão galvânica, através do líquido que circula nas tubulações ocorre uma reação eletroquímica em que um metal vai corroer o outro.
Na tabela abaixo é possível comparar o alumínio e o cobre na utilização em trocadores de calor.
O condensador de um veículo é um dos componentes do sistema de climatização denominado como trocador de calor assim como o condensador, mas com funções opostas, o evaporador absorve calor e o condensador perde calor.
O evaporador recebe o fluido refrigerante em alta pressão, e nele a pressão é reduzida com a ajuda da válvula de expansão e este processo absorve calor, por isso que a temperatura da superfície do evaporador é muito baixa, em seguida, através da ventilação, o ar frio é direcionado para o interior do veículo.
A construção do condensador e do evaporador no ar-condicionado automotivo afeta diretamente a capacidade de refrigeração e isso também é válido para a manutenção, pois se houver acúmulo de resíduos, o volume de ar que passa pelas aletas, será menor e o ar-condicionado não vai funcionar de forma adequada. A manutenção de um condensador automotivo é facilitada pela localização, que geralmente é na frente do radiador para receber o ar frontal, mas o evaporador exige mais trabalho e cuidados durante a remoção do painel do veículo, onde estão instalados muitos componentes eletrônicos que serão desligados e removidos para ter acesso à caixa de ar, onde está alojado o evaporador.
Falamos de um Santana Quantum que estava na oficina com o painel removido, agora imaginem um carro da BMW modelo X5 com tudo que há de modernidade eletrônica instalada no painel, que também deverá ser removido, é assustador, mas é mais um trabalho que deve ser feito com competência e o cliente certamente ficará satisfeito com o ar-condicionado funcionando novamente.
A busca pela eficiência na troca de calor transformou o modelo de evaporador do Santana Quantum, que era uma obra de arte, em uma obra de engenharia com dimensões reduzidas e capacidade de troca de calor mais elevada.