Dezghețarea poate fi realizată prin metode mecanice (răzuire, împingere); prin aplicarea de căldură; prin utilizarea de substanțe chimice uscate sau lichide concepute pentru a reduce punctul de îngheț al apei (diverse săruri sau saramuri, alcooli, glicoli); sau printr-o combinație a acestor tehnici diferite.
Trenuri și aparate de cale feratăEdit
Trenurile și aparatele de cale ferată din regiunile arctice au mari probleme cu acumularea de zăpadă și gheață. Acestea au nevoie de o sursă de căldură constantă în zilele reci pentru a asigura funcționalitatea. La trenuri sunt în primul rând frânele, suspensiile și cuplele care necesită încălzitoare pentru degivrare. În cazul șinelor de cale ferată, cele mai sensibile la gheață sunt întrerupătoarele. Aceste încălzitoare electrice de mare putere previn în mod eficient formarea gheții și topesc rapid orice gheață care se formează.
Încălzitoarele sunt de preferință realizate din material PTC, de exemplu cauciuc PTC, pentru a evita supraîncălzirea și posibila distrugere a încălzitoarelor. Aceste încălzitoare sunt autolimitate și nu necesită dispozitive electronice de reglare; ele nu se pot supraîncălzi și nu necesită protecție împotriva supraîncălzirii.
AircraftEdit
La sol, atunci când există condiții de îngheț și precipitații, degivrarea unei aeronave este o practică obișnuită. Contaminanții înghețați interferează cu proprietățile aerodinamice ale vehiculului. În plus, gheața dislocată poate deteriora motoarele.
Fluidele de degivrare constau, de obicei, dintr-o soluție glicol-apă care conține un colorant și agenți de protecție a suprafeței metalice. Se utilizează o gamă de glicoli. Se folosesc, de asemenea, agenți de îngroșare pentru a ajuta agentul de degivrare să adere la caroseria avionului. 43. Fluidele pe bază de etilenglicol (EG) sunt încă utilizate pentru degivrarea aeronavelor în unele părți ale lumii, deoarece are o temperatură de utilizare operațională (LOUT) mai mică decât propilenglicolul (PG). Cu toate acestea, PG este mai răspândit deoarece este mai puțin toxic decât etilenglicolul.:2-29
Când este aplicat, cea mai mare parte a lichidului de degivrare nu aderă la suprafețele aeronavelor și cade pe sol.:101 Aeroporturile folosesc de obicei sisteme de reținere pentru a capta lichidul utilizat, astfel încât acesta să nu se poată infiltra în sol și în cursurile de apă. Chiar dacă PG este clasificat ca fiind netoxic, acesta poluează cursurile de apă, deoarece consumă cantități mari de oxigen pe măsură ce se descompune, provocând sufocarea vieții acvatice. (A se vedea Impactul asupra mediului și atenuarea acestuia.)
Dezghețarea prin încălzire cu infraroșuEdit
Încălzirea directă cu infraroșu a fost, de asemenea, dezvoltată ca o tehnică de dezghețare a aeronavelor. Acest mecanism de transfer de căldură este substanțial mai rapid decât modurile convenționale de transfer de căldură utilizate de degivrarea convențională (convecție și conducție) datorită efectului de răcire a aerului asupra pulverizării fluidului de degivrare.
Un sistem de degivrare cu infraroșu necesită ca procesul de încălzire să aibă loc în interiorul unui hangar special construit. Acest sistem a avut un interes limitat în rândul operatorilor de aeroporturi, din cauza spațiului și a cerințelor logistice aferente pentru hangar. În Statele Unite, acest tip de sistem de degivrare cu infraroșu a fost utilizat, în mod limitat, pe două mari aeroporturi centrale și pe un mic aeroport comercial.:80-81
Un alt sistem cu infraroșu utilizează unități de încălzire mobile, montate pe camioane, care nu necesită utilizarea de hangare. Producătorul susține că sistemul poate fi utilizat atât pentru aeronave cu aripi fixe, cât și pentru elicoptere, deși nu a citat niciun caz de utilizare a acestuia pe aeronave comerciale.
Pavajul aeroportuluiEdit
Operațiunile de degivrare a pavajului aeroportului (piste, căi de rulare, platforme, poduri de rulare) pot implica mai multe tipuri de produse chimice lichide și solide, inclusiv propilenglicol, etilenglicol și alți compuși organici. Compușii pe bază de clorură (de exemplu, sarea) nu sunt utilizați pe aeroporturi, din cauza efectului lor coroziv asupra aeronavelor și a altor echipamente.:34-35
Mestecurile de uree au fost, de asemenea, utilizate pentru degivrarea pavajului, datorită costului lor scăzut. Cu toate acestea, ureea este un poluant semnificativ în căile navigabile și în fauna sălbatică, deoarece se degradează în amoniac după aplicare, și a fost în mare parte eliminată pe aeroporturile din SUA. În 2012, Agenția de Protecție a Mediului din SUA (EPA) a interzis utilizarea degivranților pe bază de uree în majoritatea aeroporturilor comerciale.
DrumuriEdit
În 2013, se estimează că au fost utilizate aproximativ 14 milioane de tone de sare pentru degivrarea drumurilor din America de Nord.
Degivrarea drumurilor s-a făcut în mod tradițional cu sare, împrăștiată cu ajutorul utilajelor de deszăpezire sau a camioanelor basculante concepute pentru a o împrăștia, adesea în amestec cu nisip și pietriș, pe drumurile alunecoase. În mod normal, se folosește clorura de sodiu (sare gemă), deoarece este ieftină și ușor de obținut în cantități mari. Cu toate acestea, deoarece apa sărată îngheață încă la -18 °C (0 °F), nu este de niciun ajutor atunci când temperatura scade sub acest punct. De asemenea, are o tendință puternică de a provoca coroziune, ruginind oțelul utilizat în majoritatea vehiculelor și armăturile din podurile de beton. În funcție de concentrație, poate fi toxic pentru unele plante și animale, iar unele zone urbane au renunțat la el din această cauză. Cele mai recente dispozitive de topire a zăpezii folosesc alte săruri, cum ar fi clorura de calciu și clorura de magneziu, care nu numai că scad punctul de îngheț al apei la o temperatură mult mai scăzută, dar produc și o reacție exotermică. Acestea sunt oarecum mai sigure pentru trotuare, dar excesul trebuie totuși îndepărtat.
Mai recent, au fost dezvoltați compuși organici care reduc problemele de mediu legate de săruri și au efecte reziduale mai îndelungate atunci când sunt împrăștiate pe șosele, de obicei în combinație cu saramura sau solidele de sare. Acești compuși sunt adesea generați ca subproduse ale operațiunilor agricole, cum ar fi rafinarea sfeclei de zahăr sau procesul de distilare care produce etanol. Alți compuși organici sunt cenușa de lemn și o sare de degivrare numită acetat de calciu și magneziu obținută din iarbă de pe marginea drumurilor sau chiar din deșeuri de bucătărie. În plus, amestecând sarea gemă obișnuită cu unii dintre compușii organici și clorura de magneziu se obțin materiale care pot fi împrăștiate și care sunt eficiente atât la temperaturi mult mai scăzute (-34 °C sau -29 °F), cât și la rate globale mai mici de împrăștiere pe unitatea de suprafață.
Sistemele rutiere solare au fost folosite pentru a menține suprafața drumurilor deasupra punctului de îngheț al apei. O serie de țevi încorporate în suprafața drumului este utilizată pentru a colecta energia solară în timpul verii, a transfera căldura către băncile termice și a returna căldura către drum în timpul iernii pentru a menține suprafața peste 0 °C (32 °F). Această formă automatizată de colectare, stocare și livrare de energie regenerabilă evită problemele de mediu legate de utilizarea de contaminanți chimici.
În 2012 s-a sugerat că suprafețele superhidrofobe capabile să respingă apa pot fi, de asemenea, utilizate pentru a preveni acumularea de gheață, ceea ce duce la ghețușă. Cu toate acestea, nu toate suprafețele superhidrofobe sunt icefobe, iar metoda este încă în curs de dezvoltare.
Dezghețante chimiceEdit
Toate dezghețantele chimice au un mecanism de funcționare comun: ele împiedică chimic moleculele de apă să se lege peste o anumită temperatură care depinde de concentrație. Această temperatură se situează sub 0 °C, punctul de îngheț al apei pure (depresiunea punctului de îngheț). Uneori, există o reacție de dizolvare exotermă care permite o putere de topire și mai puternică. Următoarele liste conțin produsele chimice de degivrare cel mai des utilizate și formula lor chimică tipică.
Săruri anorganice
- Clorură de sodiu (NaCl sau sare de masă; cea mai comună substanță chimică de degivrare)
- Clorură de magneziu (MgCl
2, adesea adăugată la sare pentru a scădea temperatura de lucru a acesteia) - Clorură de calciu (CaCl
2, adesea adăugat la sare pentru a-i scădea temperatura de lucru) - Clorură de potasiu (KCl)
Compuși organici
- Acetat de calciu și magneziu (CaMg
2(CH
3COO)
6) - Acetat de potasiu (CH
3COOK) - Formiatul de potasiu (CHO
2K) - Formiatul de sodiu (HCOONa)
- Formiatul de calciu (Ca(HCOO)
2) - Ureea (CO(NH
2)
2), un îngrășământ comun - Subproduse agricole (utilizate în general ca aditivi la clorura de sodiu)
Alcooli, dioli și polioli
(aceștia sunt agenți antiîngheț și sunt foarte puțin utilizați pe șosele)
- Metanol (CH
4O) - Etilenglicol (C
2H
6O
2) - . Propilenglicol (C
3H
😯
2) - Glicerol (C
3H
😯
3)
Tipuri de fluideEdit
Există mai multe tipuri de fluide de dezghețare a aeronavelor, care se împart în două categorii de bază:
- Fluide de degivrare: glicol încălzit diluat cu apă pentru degivrare și îndepărtarea zăpezii/înghețului, denumite și fluide newtoniene (datorită curgerii lor vâscoase asemănătoare cu cea a apei)
- Fluide anti-îngheț: fluide pe bază de propilenglicol neîncălzit, nediluat, care a fost îngroșat (imaginați-vă gelatină semidiluată), denumite, de asemenea, fluide non-newtoniene (datorită curgerii lor vâscoase caracteristice), aplicate pentru a întârzia dezvoltarea viitoare a gheții sau pentru a împiedica acumularea zăpezii sau a poleiului care cade. Fluidele antiîngheț oferă protecție împotriva formării gheții în timp ce aeronava este staționară la sol. Cu toate acestea, atunci când este supus unei forțe de forfecare, cum ar fi fluxul de aer pe suprafața fluidului, atunci când o aeronavă accelerează pentru decolare, întreaga reologie a fluidului se schimbă și acesta devine semnificativ mai subțire, scurgându-se pentru a lăsa o suprafață aerodinamică curată și netedă pe aripă.
În unele cazuri, ambele tipuri de fluid sunt aplicate pe aeronave, mai întâi amestecul glicol/apă încălzit pentru a îndepărta contaminanții, urmat de fluidul îngroșat neîncălzit pentru a împiedica formarea gheții înainte de decolarea aeronavei. Aceasta se numește „o procedură în două etape”.
Fluidul de degivrare cu metanol a fost folosit de ani de zile pentru degivrarea suprafețelor aripilor mici și a cozii aeronavelor de aviație generală de dimensiuni mici și medii și se aplică, de obicei, cu un mic pulverizator portabil. Metanolul poate îndepărta doar înghețul și gheața ușoară de la sol înainte de zbor.
Monoetilena, dietilena și propilenglicolul sunt produse petroliere neinflamabile, iar produse similare se găsesc cel mai frecvent în sistemele de răcire ale automobilelor. Glicolul are proprietăți foarte bune de degivrare, iar calitatea pentru aviație este denumită SAE/ISO/AEA tip I (AMS 1424 sau ISO 11075). se aplică, de obicei, pe suprafețele contaminate, diluat cu apă la 95 grade Fahrenheit (35 °C), cu ajutorul unui picker pe un camion care conține între 1 500 și 2 000 galoane SUA (5 680 și 7 570 L; 1 250 și 1 670 imp gal) pentru aplicații în rampă sau la punctul de intrare pe pista de plecare. Se preferă lichidul colorat, deoarece se poate confirma cu ușurință prin observare vizuală că o aeronavă a primit o aplicație de degivrare. Scurgerea fluidului de tip I pare să dea o nuanță roz noroiului, de unde și termenul de „zăpadă roz”. În rest, toate fluidele de tip I sunt portocalii.
În 1992, Dead Sea Works a început să comercializeze un degivrant pe bază de săruri și minerale din Marea Moartă.
.