LUBRIFICANTES
Olá a todos, sejam bem vindos a mais um tema sobre materiais. Esse texto foi escrito pelo professor mestre Luis Carlos Simei, no qual agradecemos e muito sua participação.
Conforme definido por Carreteiro e Belmiro (2007), lubrificante é todo e qualquer substância aplicada entre 2 (duas) partes em contato entre si, que visa a mitigação/redução do atrito. Esta substância é geralmente selecionada em função de algumas características, ora conhecida pelo equipamento em que ocorre o atrito, e por consequência os materiais de composição destas partes em atrito, com a relação direta da composição e desempenho em serviço destes.
Os lubrificantes podem, de forma genérica, ser classificados quanto ao seu estado físico de apresentação.
- Lubrificantes Gasosos.(Ex; o ar comprimido);
- Lubrificantes Líquidos.(Ex: os óleos lubrificantes, a água);
- Lubrificantes Semi-sólidos.(Ex: as graxas, os sólidos suspensos).
Os lubrificantes mais utilizados e comumente difundidos são os líquidos e os semi-sólidos – os óleos e as graxas respectivamente. Estes 2 (dois) grupos representam a quase totalidade de aplicação nos sistemas e conjuntos mecânicos, e no que se refere à utilização de lubrificantes na área industrial e automotiva.
Todos os lubrificantes, sólidos ou líquidos, contém características específicas, que visam conferir a sua aplicação, particularidades distintas. Particularidades estas que interferem diretamente na compatibilidade com o material de base, poder lubril, desempenho, custo e cuidados no armazenamento.
As principais características dos óleos lubrificantes são: viscosidade, índice de viscosidade (IV) e densidade.
Viscosidade
A viscosidade mede a dificuldade com que o óleo escorre (escoa); quanto mais viscoso for um lubrificante (mais grosso), mais difícil de escorrer, portanto será maior a sua capacidade de manter-se entre duas peças móveis fazendo a lubrificação das mesmas. A viscosidade dos lubrificantes não é constante, ela varia com a temperatura. Quando esta aumenta, a viscosidade diminui e o óleo escoa com mais facilidade.
Índice de viscosidade
O Índice de Viscosidade (IV) mede a variação da viscosidade com a temperatura. Quanto maior o IV, menor será a variação de viscosidade do óleo lubrificante, quando submetido a diferentes valores de temperatura.
Densidade
A densidade indica a massa de certo volume de óleo a certa temperatura. Esta é importante para indicar se houve contaminação ou deterioração de um lubrificante, com a indicação de outra substância (água, um solvente, etc).
O óleo lubrificante
Conforme define a IPIRANGA (s/d), a elaboração dos óleos lubrificantes faz-se através da mistura adequada de diferentes óleos básicos acabados obtidos após os processos de refinação. Estas misturas, feitas em proporções exatas para obtenção de viscosidades determinadas, são completadas com outros tratamentos e/ou aditivos, a fim de dotar o produto final com características especiais, que permitirão aos óleos satisfazerem todas as exigências nos casos para que seja recomendado.
Funções dos Lubrificantes
Os lubrificantes de uma forma geral, como já definido, atuam eliminando o atrito entre as partes em contato. Contudo, outras funções são requeridas, e disponibilizadas às mais diversas aplicações. São as seguintes:
- Controle de atrito – transformando o atrito sólido em atrito fluido, reduzindo assim a perda de energia.
- Controle do desgaste– reduzindo ao mínimo contato entre as superfícies origem do desgaste.
- Controle da temperatura– absorvendo o calor gerado pelo contato de superfícies (motores, operações de corte, etc.).
- Controle da corrosão – evitando que a ação de ácidos destrua os metais.
- Amortecimento de choques– transferindo energia mecânica para energia fluida (como nos amortecedores dos automóveis) e amortecendo o choque entre os dentes da engrenagem.
- Remoção de contaminantes – (Limpeza) evitando a formação de borras, lacas e vernizes.
- Vedação – impedindo a saída de lubrificantes e a entrada de partículas estranhas (função das graxas) e a entrada de outros fluidos ou gases (função dos óleos nos cilindros de motores e compressores).
Composição dos óleos lubrificantes
Lubrificantes, como já informado outrora, são substâncias utilizadas para reduzir o atrito, lubrificando e aumentando a vida útil dos componentes móveis dos motores.
Os lubrificantes são compostos basicamente por um blend, em proporções regulamentadas, de óleos básicos acabados (diversos tipos), obtidos após os processos de refinação. Tais misturas são elaboradas respeitando ainda as viscosidades determinadas, assim como o desempenho em serviço esperado destes. Nesta, são adicionados um pacote de aditivos específicos, a fim de ajustar o produto final para com as características especificas de aplicação/uso.
O óleo lubrificante pode ser formulado somente com óleos básicos (óleo mineral puro) ou agregados e aditivos. Inicialmente a lubrificação era feita com óleo mineral puro até a descoberta dos mais diversos tipos de aditivos. Os óleos básicos são diversos, diferindo de sua origem de obtenção.
Os óleos animais e vegetais raramente são usados isoladamente como lubrificantes, por causa da sua baixa resistência à oxidação, quando comparados a outros tipos de lubrificantes. Em vista disso, eles geralmente são adicionados aos óleos minerais com a função de atuar como agentes de oleosidade. A mistura obtida apresenta características eficientes para lubrificação, especialmente em regiões de difícil lubrificação.
Os óleos sintéticos são de aplicação mais restrita, pelo menos no que refere a aplicação automotiva pesada, em razão muitas vezes pelo seu elevado custo, e são utilizados nos casos em que outros tipos de lubrificantes (como no caso dos minerais) não têm atuação eficiente, principalmente em elevadas temperaturas. Seu uso porem é cada vez mais crescente na lubrificação de conjuntos, sistemas hidráulicos e grandes redutores. Na área automotiva, começa-se a notar uma drástica mudança de comportamento.
Os óleos minerais são os mais utilizados nos mecanismos industriais, sendo obtidos em larga escala a partir do petróleo. Em razão de custo, de facilidade com o trabalho e da permissividade para com contaminantes (exceto água e outros hidrocarbonetos), é a solução mais barata, mais fácil de ser trabalhada (estocagem, manipulação, etc) e mais facilmente disponível no mercado.
Aditivos
Aditivos são substâncias que entram na formulação de óleos e graxas para conferir-lhes certas propriedades.
Esta palavra às vezes é confundida pelo usuário!!!
Quando se fala em aditivo, o consumidor associa-o tão somente com os produtos comercializados em postos de abastecimento e autopeças, utilizados diretamente nos combustíveis (álcool, gasolina e diesel) no momento do abastecimento.
O aditivo que citado aqui é aquele utilizado na formulação do óleo lubrificante. O tratamento percentual recomendado pelos supridores de aditivos pode variar em média de 0,25 a 28% em volume. O óleo básico, por ser um dos principais componentes do lubrificante, apresenta elevado índice de influência no desempenho do mesmo.
A presença de aditivos em lubrificantes tem os seguintes objetivos:
- Melhorar as características de proteção contra o desgaste e de atuação em trabalhos sob condições de pressões severas;
- Aumentar a resistência à oxidação e corrosão;
- Aumentar a atividade dispersante e detergente dos lubrificantes;
- Aumentar a adesividade;
- Aumentar o índice de viscosidade.
Abaixo, segue a lista de alguns tipos de aditivos, mais utilizados na formulação de óleos lubrificantes e óleos hidráulicos:
- Agentes Anti-desgaste, ou EP (Extrema Pressão);
- Inibidores de oxidação;
- Inibidores de corrosão;
- Dispersantes;
- Detergentes;
- Emulsificantes;
- Sintéticos;
- Agentes de Oleosidade;
- Modificadores de atrito;
- Melhoradores dos Índices de Viscosidade;
- Abaixadores do Ponto de Fluidez;
- Veículos de transporte;
- Controladores de odor;
- Hidro-repelentes (Repelentes de água);
- Coupling Agents.
Classificação dos lubrificantes
Segundo a LUBRIN (s/d), o lubrificante é escolhido em função das características fornecidas pelo equipamento, com o conhecimento da composição dos óleos e das graxas, e observando-se as conclusões tiradas em serviços. Assim, óleos que operam sob altas temperaturas deverão possuir alto índice de viscosidade, e serem resistentes à oxidação, a fim de que a viscosidade se mantenha constante, e para evitar a formação de borras de oxidação.
Classificação dos óleos quanto à origem
Os óleos lubrificantes também são classificados, como já mencionado acima, quanto à origem de seus Óleos Bases. Os óleos podem ser classificados em quatro categorias: Óleos minerais, Óleos vegetais, Óleos animais e Óleos sintéticos.
- Óleos minerais – São substâncias obtidas a partir do refino do petróleo e, de acordo com sua estrutura molecular, são classificadas em: óleos parafínicos, óleos aromáticos ou óleos naftênicos;
- Óleos vegetais – São extraídos de sementes: soja, girassol, milho, algodão, arroz, mamona, oiticica, babaçu etc;
- Óleos animais – São extraídos de animais como a baleia, o cachalote, o bacalhau, a capivara etc;
- Óleos sintéticos – São produzidos em indústrias químicas que utilizam substâncias orgânicas e inorgânicas para fabricá-los. Estas substâncias podem ser silicones, ésteres, resinas, glicerinas etc.
Classificação quanto aplicação
Os lubrificantes podem também ser classificados quanto a sua aplicação, isto é, quanto ao uso final aplicado deste lubrificante em um sistema. Esta aplicação, também de forma genérica, diferirá de forma efetiva quanto ao desempenho esperado em sistemas específicos, e por conseqüência, do pacote de aditivos utilizado, para busca do desempenho frente aos requisitos específicos. São os óleos e as suas aplicações:
- Óleos para caixas de rolamentos (mancais);
- Óleos para turbinas de termogeração;
- Óleos lubrificantes para motores a explosão (Ciclo Diesel e Ciclo Otto);
- Óleos para sistemas hidráulicos;
- Óleos para diferencial e transmissão de máquinas e veículos;
- Óleos para engrenagens abertas e fechadas;
- Óleos para lubrificação de redes pneumáticas;
- Óleo para usos diversos em indústria alimentícia (Food Grade).
Em suma, os fabricantes podem obter soluções desenhadas exclusivamente as mais diversas aplicações, gerando soluções customizadas e de alto desempenho.
REFERÊNCIAS
BRANCO Filho, Gil. Dicionário de Termos de Manutenção, Confiabilidade e Qualidade. Rio de Janeiro: ABRAMAN, 2004.
CARRETEIRO, R. e BELMIRO, P. Lubrificantes e Lubrificação Industrial – Editora Interciência. Rio de Janeiro, 2007.
DUARTE, Durval Jr. Tribologia, Lubrificação e Mancais de Deslizamento. Ciência Moderna. Belo Horizonte, 2005.
FUSCO FILHO, André Luiz Vieira; DE SOUZA, Alisson Vieira; MOREIRA, Farney Coutinho. Análise de Desgaste e Desempenho de Eixo Motriz em Função da Lubrificação. XVSEGeT, 2018.
IPIRANGA. Manual de Lubrificação Automotiva. São Paulo: IPIRANGA, 2003.
KARDEC, Alan; NASCIF, Júlio. Manutenção: Função Estratégica. 4 ed. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2006.
PEREIRA, Mário Jorge. Engenharia de Manutenção – teoria e prática. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna, 2009.
TEXACO. Manual de Lubrificação e Lubrificantes. Rio de Janeiro: TEXACO, 2005.
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