O degelo pode ser realizado por métodos mecânicos (raspagem, empurrar); através da aplicação de calor; através do uso de produtos químicos secos ou líquidos destinados a baixar o ponto de congelamento da água (vários sais ou salmouras, álcoois, glicóis); ou através de uma combinação destas diferentes técnicas.
Comboios e interruptores de carrisEditar
Os comboios e interruptores de carris nas regiões árcticas têm grandes problemas com a acumulação de neve e gelo. Eles precisam de uma fonte de calor constante em dias frios para garantir a funcionalidade. Nos trens são principalmente os freios, suspensão e acopladores que necessitam de aquecedores para degelo. Nos trilhos são principalmente os interruptores que são sensíveis ao gelo. Estes aquecedores elétricos de alta potência impedem eficientemente a formação de gelo e derretem rapidamente qualquer gelo que se forme.
Os aquecedores são de preferência feitos de material PTC, por exemplo borracha PTC, para evitar o superaquecimento e potencialmente destruir os aquecedores. Estes aquecedores são auto-limitados e não requerem eletrônica reguladora; eles não podem superaquecer e não requerem proteção de superaquecimento.
AircraftEdit
No solo, quando há condições de congelamento e precipitação, o descongelamento de uma aeronave é comumente praticado. Os contaminantes congelados interferem com as propriedades aerodinâmicas do veículo. Além disso, o gelo desalojado pode danificar os motores.
Os fluidos de degelo consistem tipicamente numa solução de água glicolada contendo um corante e agentes para proteger a superfície metálica. É utilizada uma gama de glicóis. Os espessantes também são usados para ajudar o agente de degelo a aderir ao corpo do avião.:43 Os fluidos de etilenoglicol (EG) ainda são usados para o degelo de aviões em algumas partes do mundo porque tem uma temperatura de uso operacional mais baixa (LOUT) do que o propilenoglicol (PG). Entretanto, o PG é mais comum porque é menos tóxico que o etilenoglicol.:2-29
Quando aplicado, a maior parte do fluido de degelo não adere à superfície da aeronave, e cai no solo.:101 Os aeroportos tipicamente usam sistemas de contenção para capturar o líquido usado, de modo que ele não possa infiltrar-se no solo e nos cursos de água. Embora o PG seja classificado como não tóxico, polui os cursos de água, uma vez que consome grandes quantidades de oxigénio à medida que se decompõe, causando a asfixia da vida aquática. (Ver Impactos ambientais e mitigação.)
Degelo por aquecimento infravermelhoEditar
Aquecimento infravermelho direto também foi desenvolvido como uma técnica de degelo de aeronaves. Este mecanismo de transferência de calor é substancialmente mais rápido que os modos convencionais de transferência de calor usados pelo degelo convencional (convecção e condução) devido ao efeito de resfriamento do ar no spray do fluido de degelo.
Um sistema de degelo por infravermelho requer que o processo de aquecimento ocorra dentro de um hangar especialmente construído. Este sistema tem tido um interesse limitado entre os operadores aeroportuários, devido aos requisitos de espaço e logística relacionados com o hangar. Nos Estados Unidos, este tipo de sistema de degelo infravermelho tem sido utilizado, de forma limitada, em dois grandes aeroportos centrais e um pequeno aeroporto comercial.:80-81
Um outro sistema infravermelho utiliza unidades móveis de aquecimento montadas em caminhões que não requerem o uso de hangares. O fabricante alega que o sistema pode ser usado tanto para aeronaves de asa fixa quanto para helicópteros, embora não tenha citado nenhum caso de seu uso em aeronaves comerciais.
Pavimentação de aeroportosEditar
Operações de degelo para pavimentação de aeroportos (pistas, pistas de táxi, placas, pontes de táxi) podem envolver vários tipos de produtos químicos líquidos e sólidos, incluindo propilenoglicol, etilenoglicol e outros compostos orgânicos. Os compostos à base de cloretos (por exemplo, sal) não são utilizados em aeroportos, devido ao seu efeito corrosivo em aeronaves e outros equipamentos.:34-35
Misturas de uréia também têm sido utilizadas para o degelo de pavimentos, devido ao seu baixo custo. Contudo, a ureia é um poluente significativo nos cursos de água e na vida selvagem, uma vez que se degrada em amoníaco após a aplicação, e tem sido em grande parte eliminada gradualmente nos aeroportos dos EUA. Em 2012, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) proibiu o uso de agentes de corte com uréia na maioria dos aeroportos comerciais.
RoadwaysEdit
Em 2013, estima-se que 14M de toneladas de sal foram usadas para degelo de estradas na América do Norte.
O degelo de estradas tem sido tradicionalmente feito com sal, espalhado por limpa-neves ou caminhões basculantes projetados para espalhá-lo, muitas vezes misturado com areia e cascalho, em estradas escorregadias. O cloreto de sódio (sal grosso) é normalmente utilizado, pois é barato e facilmente disponível em grandes quantidades. No entanto, como a água salgada ainda congela a -18 °C (0 °F), não ajuda quando a temperatura cai abaixo deste ponto. Tem também uma forte tendência para causar corrosão, enferrujando o aço utilizado na maioria dos veículos e o vergalhão em pontes de concreto. Dependendo da concentração, pode ser tóxico para algumas plantas e animais, e algumas áreas urbanas se afastaram dele como resultado. Mais recentemente, os derretedores de neve utilizam outros sais, como o cloreto de cálcio e o cloreto de magnésio, que não só deprimem o ponto de congelamento da água a uma temperatura muito mais baixa, mas também produzem uma reacção exotérmica. Eles são um pouco mais seguros para calçadas, mas o excesso deve ser removido.
Mais recentemente, foram desenvolvidos compostos orgânicos que reduzem os problemas ambientais ligados aos sais e têm efeitos residuais mais longos quando espalhados nas estradas, geralmente em conjunto com salmouras de sal ou sólidos. Estes compostos são frequentemente gerados como subprodutos de operações agrícolas, como o refino de beterraba sacarina ou o processo de destilação que produz etanol. Outros compostos orgânicos são cinzas de madeira e um sal de degelo chamado acetato de cálcio e magnésio feito de grama de beira de estrada ou mesmo resíduos de cozinha. Além disso, a mistura de sal de rocha comum com alguns dos compostos orgânicos e cloreto de magnésio resulta em materiais espalháveis que são eficazes tanto a temperaturas muito mais frias (-34 °C ou -29 °F) como a taxas globais mais baixas de espalhamento por unidade de área.
Sistemas de estradas solares têm sido usados para manter a superfície das estradas acima do ponto de congelamento da água. Um conjunto de tubos embutidos na superfície da estrada é usado para coletar energia solar no verão, transferir o calor para bancos térmicos e retornar o calor para a estrada no inverno para manter a superfície acima de 0 °C (32 °F). Esta forma automatizada de recolha, armazenamento e entrega de energia renovável evita os problemas ambientais do uso de contaminantes químicos.
Foi sugerido em 2012 que superfícies super-hidrofóbicas capazes de repelir a água também podem ser usadas para evitar o acúmulo de gelo que leva à icephobicidade. Contudo, nem todas as superfícies super-hidrofóbicas são icefóbicas e o método ainda está em desenvolvimento.
Descarregadores químicosEditar
Todos os descarregadores químicos partilham um mecanismo de trabalho comum: eles impedem quimicamente que as moléculas de água se liguem acima de uma certa temperatura que depende da concentração. Esta temperatura é inferior a 0 °C, o ponto de congelação da água pura (depressão do ponto de congelação). Às vezes, há uma reação de dissolução exotérmica que permite um poder de fusão ainda mais forte. As listas seguintes contêm os produtos químicos de degelo mais comumente utilizados e a sua fórmula química típica.
Sais inorgânicos
- Cloreto de sódio (NaCl ou sal de mesa; o químico de degelo mais comum)
- Cloreto de magnésio (MgCl
2, frequentemente adicionado ao sal para baixar sua temperatura de trabalho) - Cloreto de cálcio (CaCl
2, frequentemente adicionado ao sal para baixar a sua temperatura de trabalho) - Cloreto de potássio (KCl)
Compostos orgânicos
- Acetato de cálcio e magnésio (CaMg
2(CH
3COO)
6) - Acetato de potássio (CH
3COOK) - Formato de potássio (CHO
2K) - Formato de sódio (HCOONa)
- Formato de cálcio (Ca(HCOO)
2) - Ureia (CO(NH
2)
2), um fertilizante comum - Subprodutos Agrícolas (geralmente usados como aditivos ao cloreto de sódio)
Álcoois, dióis e polióis
(estes são agentes anticongelantes e pouco utilizados em estradas)
- Metanol (CH
4O) - Etilenoglicol (C
2H
6O
2) - Propilenoglicol (C
3H
😯
2) - Glicerol (C
3H
😯
3)
Tipos de fluidosEditar
Existem vários tipos de fluido para descongelamento de aeronaves, que se enquadram em duas categorias básicas:
- Fluidos anticongelantes: Glicol aquecido diluído com água para descongelamento e remoção de neve/gelo, também referidos como fluidos Newtonianos (devido ao seu fluxo viscoso semelhante à água)
- Fluidos anticongelantes: fluidos não aquecidos à base de propilenoglicol não diluído que tenham sido espessados (imagine gelatina meio endurecida), também referidos como fluidos não Newtonianos (devido ao seu fluxo viscoso característico), aplicados para retardar o desenvolvimento futuro do gelo ou para evitar a queda de neve ou o acúmulo de gelo. Os fluidos anti-congelamento fornecem proteção contra a formação de gelo enquanto a aeronave está parada no solo. No entanto, quando sujeito à força de cisalhamento, como o fluxo de ar sobre a superfície do fluido, quando uma aeronave está acelerando para decolar, toda a reologia do fluido muda e ele se torna significativamente mais fino, fugindo para deixar uma superfície aerodinâmica limpa e suave para a asa.
Em alguns casos, ambos os tipos de fluido são aplicados em aeronaves, primeiro a mistura aquecida de glicol/água para remover contaminantes, seguido pelo fluido espessado não aquecido para impedir a reforma do gelo antes da aeronave decolar. Isto é chamado de “procedimento em duas etapas”.
O fluido para descongelar o gelo é utilizado há anos para descongelar pequenas superfícies das asas e da cauda de aeronaves de aviação geral de pequeno a médio porte e normalmente é aplicado com um pequeno pulverizador manual. O metanol só pode remover geada e gelo leve no solo antes do voo.
Monoetileno, di-etileno e propilenoglicol são produtos petrolíferos não inflamáveis e produtos similares são mais comumente encontrados em sistemas de resfriamento automotivo. O glicol tem muito boas propriedades de degelo e o grau de aviação é referido como SAE/ISO/AEA Tipo I (AMS 1424 ou ISO 11075). é normalmente aplicado em superfícies contaminadas diluídas com água a 95 graus Fahrenheit (35 °C) utilizando um picador de cereja num camião contendo 1.500 a 2.000 US gal (5.680 a 7.570 L; 1.250 a 1.670 imp gal) para aplicação na rampa ou no ponto de entrada da pista de descolagem. O fluido colorido é preferível, pois pode ser facilmente confirmado pela observação visual de que uma aeronave recebeu uma aplicação de gelo. O escoamento do fluido do Tipo I parece tornar uma tonalidade rosa, daí o termo “neve rosa”. Caso contrário, todos os fluidos do Tipo I são laranja.
Em 1992, a Dead Sea Works começou a comercializar um descongelador à base de sais e minerais do Mar Morto.