Por que os sistemas hidráulicos usam fluido especial - o que há de errado com a água?

Como leigo de hidráulica, pensando em sistemas hidráulicos, parece que o fator importante é ter um líquido que não comprima muito ou de maneira alguma. A água não atende a esse requisito e quais outras propriedades o líquido deve ter (se houver) que a água não possui?

A água atende ao requisito de baixa compressibilidade, mas existem muitas outras considerações no projeto de um sistema hidráulico:

• Ponto de ebulição / pressão de vapor: Se o sistema aquecer durante a operação, o fluido pode ferver, o que resulta em alta compressibilidade e, portanto, diminuição da eficácia do sistema hidráulico. O fluido hidráulico tem um ponto de ebulição mais alto que a água para ajudar a combater isso. Relacionado a isso está o conceito de pressão de vapor. Os sistemas hidráulicos geralmente envolvem pequenos orifícios, que podem causar cavitação (fervura localizada). Essa cavitação tem os mesmos efeitos que a ebulição e pode causar danos por pites nos componentes próximos à região cavitada. O fluido hidráulico tem uma pressão de vapor mais baixa, o que ajuda aqui.

• Ponto de congelamento: não seria bom se as linhas de freio do seu carro congelassem toda vez que esfriasse lá fora. A maioria dos fluidos hidráulicos possui pontos de congelamento muito mais baixos para impedir que isso ocorra em circunstâncias normais.

• Oxidação / corrosão: a água, sendo um eletrólito, causará ferrugem nas linhas assim que o ar inevitavelmente vazar para o sistema ou o sistema não for sangrado adequadamente. A água também agrava a corrosão galvânica quando metais diferentes são usados ​​no sistema.

• Lubrificação: Os componentes hidráulicos usam vedantes e geralmente envolvem interfaces deslizantes (cilindros e bobinas, por exemplo). Usar um óleo como fluido significa que o fluido de trabalho também pode funcionar como lubrificante.

• Crescimento orgânico: se água perfeitamente destilada e um sistema fechado pudessem ser garantidos, isso não seria problema. Mas, na prática, esse nunca é o caso. Os fluidos hidráulicos à base de óleo são muito menos propícios ao crescimento orgânico do que a água.

A água é usada em alguns sistemas em que outras considerações superam isso (por exemplo, algumas aplicações de grau alimentício), mas para uma ampla variedade de aplicações, os fluidos hidráulicos à base de óleo são a melhor escolha devido às considerações de projeto acima.

Em termos de interesse histórico, a água foi usada nos primeiros freios hidráulicos e, muito em breve, os problemas óbvios de congelamento (devido à temperatura ambiente) e ebulição (devido a muito uso do freio) ficaram evidentes.

Para começar a evitar o congelamento, foram usadas misturas de álcoois e glicerol / água, mas os problemas ainda eram evidentes.

O vazamento foi um deles, mas logo foram desenvolvidos selos para curá-lo, em 1921.

Isso levou à progressão para as opções atuais de óleos minerais (a Citroen ainda os utiliza), bem como produtos de glicol / éter e silicone.

Consulte: https://www.total.co.in/advice/brake-fluid.html

https://didyouknowcars.com/the-history-of-brakes/

Mesmo a presença de água no óleo hidráulicodanificará os componentes do sistema. Então você pode pensar no que acontecerá quando escolher a água como um fluido hidráulico. Um fluido hidráulico é selecionado dependendo da aplicação que o sistema executará. Para sistemas que operam sob alta temperatura, podem ser usados ​​fluidos resistentes ao fogo e para sistemas que operam sob fluidos à base de petróleo de baixa temperatura. A água é considerada uma seleção incorreta por vários motivos. O fluido hidráulico tem muitas funções, como fornecer lubrificação e vedação, transferência de calor e geração de energia. Mas, ao usar a água, muitas dessas funções não podem ser alcançadas. A água reduzirá a força do filme lubrificante e, portanto, ocorrerá vazamento interno ou externo. Além disso, as moléculas de água resultarão em oxidação / corrosão das superfícies metálicas.