Lubrificantes especiais: Como ampliar o desempenho dos componentes

Introdução


Os lubrificantes especiais são substâncias fundamentais para o bom funcionamento de motores e outros equipamentos, atuando na redução de atrito entre as peças e prolongando a vida útil de cada componente do maquinário.

Atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em contato com outro e sobre ação de outra força que tende a colocá-lo em movimento.

Lubrificar é a parte de aplicar uma substância lubrificante entre duas superfícies em movimento relativo, formando uma película que evita o contato direto entre as superfícies. Os lubrificantes são geralmente aplicados entre duas superfícies sólidas, na maioria dos casos, metálicas.

Além de proporcionar a separação de dois elementos de atrito, a lubrificação também tem a tarefa de garantir o resfriamento do local.

Para que se consiga isso, muitas das vezes os lubrificantes especiais são transportados ao local sob condições de alta pressão, para garantir uma rápida circulação dos mesmos quando forem aplicados.

Conhecer os tipos de lubrificantes especiais, suas propriedades e principais funções, permitirá que o gestor tenha argumentos para tomar as melhores decisões no tangente à manutenção de seus equipamentos.

O que são lubrificantes especiais?

Lubrificantes especiais são aqueles usados para garantir o bom funcionamento dos componentes de um sistema mecânico, sem que as máquinas em questão sofram algum tipo de dano.

Essas substâncias reduzem o atrito entre as peças, o que acaba aumentando a vida útil de seus componentes, ou seja, evitam o desgaste natural das peças e diminui a produção de calor no interior do motor.

Contudo, os lubrificantes mais práticos e de uso diário, são os líquidos e os semi-sólidos, isto é, os óleos e as graxas.

O que são óleos lubrificantes?

Os óleos lubrificantes são substâncias depositadas entre duas superfícies, onde pelo menos uma delas é móvel, a fim de criar uma película protetora entre elas, o que acaba reduzindo o atrito.

As características do óleo básico utilizado no lubrificante são provenientes, entre outros, de dois importantes fatores:

  • Escolha do Óleo cru
  • Processo de Refinação

Podemos agrupar as características do óleo cru através dos tipos (estruturas) e propriedades.

Assim sendo encontramos os tipos saturados com cadeias lineares, ramificadas, cíclicas e os aromáticos. Os óleos básicos do tipo saturado com cadeias lineares ou ramificadas são denominados Parafínicos; os de cadeias cíclicas são chamados Naftnênicos.

Os parafínicos predominam na formulação dos óleos lubrificantes especiais devido a sua maior estabilidade à oxidação. Já os naftnênicos são mais aplicados em condições de baixa temperatura.

Os lubrificantes especiais, são submetidos a ensaios físicos padronizados que, além de controlarem a qualidade do produto, servem como parâmetros para os usuários.


Os principais ensaios físicos padronizados para os lubrificantes especiais encontram-se resumidos conforme abaixo:

  • Viscosidade: É a principal propriedade física de óleos lubrificantes. A viscosidade está relacionada com o atrito entre as moléculas do fluido, podendo ser definida como a resistência ao escoamento que os fluidos apresentam sob influência da gravidade.
  • Índice de Viscosidade (IV):  É um número empírico que indica o grau de mudança da viscosidade de um óleo a uma dada temperatura. Alto ìndice de viscosidade significa pequenas mudanças na viscosidade com a temperatura, enquanto baixo ìndice de viscosidade reflete grande mudança com a temperatura.
  • Ponto de Fulgor (flash point):  Ponto de fulgor ou lampejo é a temperatura em que o óleo, quando aquecido em aparelho adequado, desprende os primeiros vapores que só inflamam momentaneamente (lampejo) ao contato de uma chama. O ponto de fulgor é um dado importante quando se lida com lubrificantes especiais que trabalham a altas temperaturas.
  • Ponto de fluidez: Ponto de fluidez é a menor temperatura, expressa em múltiplos de 3°C, na qual a amostra ainda flui, quando resfriada e observada sob condições determinadas. O ponto de mínima fluidez é um dado importante quando se lida com lubrificantes especiais que trabalham com óleos em baixas temperaturas.
  • Água por destilação: Determina a porcentagem de água presente em uma atmosfera de óleo.
  • Água e sedimentos:  Por esse método, podemos determinar o teor de partículas insolúveis contidas numa amostra de óleo, somadas com a quantidade de água presente nesta mesma amostra.
  • Número de neutralização:  Este teste determina a quantidade e o caráter ácido ou básico dos produtos. As características ácidas ou básicas dependem da natureza do produto, do conteúdo de aditivos, do processo de refinação e da deterioração em serviço.
  • Demulsibilidade:  Capacidade que possuem os óleos de se separarem da água.
  • Diluição: Nos dá a percentagem de combustível que se apresenta como contaminante numa amostra de óleo lubrificante.
  • Espectroscopia: Trata-se de uma técnica amplamente utilizada na determinação qualitativa e quantitativa de metais em lubrificantes especiais. Os elementos metálicos podem ser provenientes da aditivação (melhoradores de performance) e/ou de desgaste.
  • Densidade Relativa:  Relação entre a densidade do óleo a 20º C e a densidade da água a 4ºC ou a relação entre a densidade do óleo a 60º F e a densidade da água a 60º F.
  • Infravermelho:  A espectroscopia de infravermelho é uma técnica que está sendo aceita como um método rápido que permite quantificar: oxidação, nitração, fuligem, sulfatação, água, diluição por combustível, contaminação por glicol e depleção de aditivos.

O que são graxas lubrificantes?

A graxa lubrificante pode ser definida como uma combinação semi-sólida de produtos de petróleo e de um sabão ou ainda uma mistura de sabões, adequada para certos tipos de lubrificação.


A ASTM (American Society for Testing and Materials), nas suas definições, considera a graxa como um lubrificante sólido a semifluido, proveniente da dispersão de um agente engrossador em um líquido lubrificante.

As graxas são empregadas em pontos onde os óleos lubrificantes não seriam eficazes, face sua tendência de escorrer, ainda que se tratassem de óleos muitos viscosos. É conveniente também utilizá-las onde se pretende a formação de um selo protetor, evitando desta forma a entrada de contaminantes.


Geralmente as graxas “amolecem” durante os serviços, recuperando sua consistência quando deixadas em repouso. O consumo de graxas representa entre 5 a 10% dos gastos com lubrificantes, porém nunca devemos menosprezar sua importância.


É importante observar que a graxa não possui viscosidade. Esta propriedade é definida para fluidos que seguem as leis de Newton para escoamentos, enquanto a graxa, por ser uma substância fibrosa, possui um comportamento diferente dependendo da posição das fibras na hora do escoamento. Com o passar do tempo , as fibras se “assentam” e permitem um escoamento mais fluido.

As graxas apresentam diversas vantagens em relação aos óleos lubrificantes. Destacamos:


a) Em mancais de rolamento:

  • Boa retenção;
  • Lubrificação instantânea na partida.
  • Mínimo vazamento.
  • Permite operação em várias posições.
  • Elimina contaminação.
  • Requer menor freqüência de aplicações.
  • Baixo consumo.


b) Em mancais de deslizamento:

  • Boa retenção.
  • Resistente ao choque.
  • Permanece onde necessário nas partidas e operações intermitentes.


c) Em engrenagens:

  • Boa retenção em engrenagens abertas.
  • Resistente à ação da força centrífuga, que tende a removê-la.
  • Resistente à pressão de carga.

Características das Graxas

O desempenho de uma graxa depende do sabão, do método de fabricação, dos aditivos e do líquido lubrificante empregado. Apresentamos algumas características destes lubrificantes especiais:

  • Consistência: Consistência de uma graxa é a resistência que ela opõe à deformação sob a aplicação de uma força. O conhecimento da consistência da graxa é importantíssimo para sua escolha.

Como nos óleos, quanto maior for a velocidade e mais baixas forem a temperatura e a carga, menor deverá ser a consistência. Por outro lado, com baixas velocidades e altas temperaturas e cargas, deve ser usada uma graxa mais consistente.

  • Viscosidade Aparente: Como os fluxos das graxas não são newtonianos, a relação entre a tensão de cisalhamento e o grau de cisalhamento (gradiente de velocidade) é denominado viscosidade aparente.
  • Bombeabilidade: Bombeabilidade é a capacidade da graxa fluir pela ação do bombeamento. A bombeabilidade de uma graxa lubrificante é um fator importante nos casos em que é feito o método da aplicação de lubrificação centralizada. A bombeabilidade de uma graxa depende de três fatores: viscosidade do óleo mineral, consistência da graxa, tipo de sabão.
  • Ponto de gota: O Ponto de gota de uma graxa indica a temperatura em que se inicia a mudança do estado pastoso para o estado líquido (primeira gota). O ponto de gota de determinada graxa limita a sua aplicação.
  • Resistência à água: O tipo de sabão comunica ou não à graxa a resistência à ação da água. Dos tipos citados anteriormente, a graxa de sabão de sódio é a única que se dissolve em presença da água.
  • Resistência ao trabalho: As graxas de boa qualidade apresentam estabilidade quando em trabalho e não escorrem das partes a lubrificar, como as graxas de lítio que possuem, geralmente, uma ótima resistência ao trabalho.
  • Separação do Óleo durante a armazenagem: As graxas apresentam uma tendência à separação do óleo quando armazenadas durante um período muito longo.
  • Fabricação: Existem dois processos para a fabricação das graxas: formar o sabão em presença do óleo ou dissolver o sabão já formado no óleo.

Aditivos


Como nos óleos lubrificantes, as características das graxas podem ser melhoradas com o uso de aditivos. Entre os mais usados, temos:


1. Extrema pressão

  • Aplicações: graxas para mancais de laminadores, britadores, equipamentos de mineração etc., e para mancais que trabalham com cargas elevadas.
  • Finalidades: como nos óleos, quando a pressão excede o limite de suporte da película de graxa, torna-se necessário o acréscimo desses aditivos que, usualmente, à base de chumbo. Os lubrificantes sólidos, como o molibdênio, a grafite e o óxido de zinco também são empregados para suportar cargas mas, em geral, não são adequados para mancais de rolamentos.

2. Adesividade

  • Aplicações: graxas de chassis e aquelas empregadas em locais de vibrações ou onde possam ser expelidas.
  • Finalidades: aditivos como o látex ou polímeros orgânicos, em pequenas quantidades, aumentam enormemente o poder de adesividade das graxas.

3. Antioxidantes

  • Aplicações: graxas para mancais de rolamentos.
  • Finalidades: o óleo, como já vimos, é passível de oxidação, mas os sabões são mais instáveis que o óleo. As graxas de rolamentos, que são formuladas para permanecerem longos períodos em serviço e onde as temperaturas são elevadas, devem ser resistentes à oxidação, para não se tornarem corrosivas.

4. Anticorrosivos e antiferrugem

  • Aplicações: graxas para mancais de rolamentos.
  • Finalidades: neutralizar os ácidos formados pela oxidação ou a ação da água.

O que são Lubrificantes industriais?

Os lubrificantes industriais, de acordo com sua natureza, composição, aditivação, ou mesmo necessidade do ponto a ser lubrificado, podem ter diversas funções, primárias e secundárias. Para não entrarmos muito nos méritos específicos da questão, passaremos a apresentar algumas destas funções.

Tipos de lubrificantes industriais

Dentre o grande número de lubrificantes industriais, apresentaremos alguns para seu conhecimento. Destacamos:

  • Lubrificante para compressores de ar: Esse lubrificante é muito usado nas indústrias. Um bom lubrificante de compressor de ar combina uma característica de óleo básico com aditivos extremamente robustos, por causa do funcionamento exigindo a aplicação de lubrificantes de qualidade.

  • Lubrificante de ferramenta pneumática: É empregado muito na construção civil e em mineração. São aplicados em perfuratrizes, equipamentos que, de acordo com o próprio termo, geram furos em rochas e outras superfícies para a realização de manutenção de estrutura, precisando resistir a altas cargas de pressão.

  • Lubrificante para motosserras: Empregados em atividades de reflorestamento e em indústrias de papel e celulose. Deve ter alta adesividade, para que fique bem preso (grudado) nos dentes de correntes de máquinas como motosserras, facilitando a lubrificação e evitando a quebra delas durante os cortes.

  • Lubrificante para motor a gás: Utilizado em segmentos de energia em geral, como termo elétricas. O lubrificante de motor a gás tem uma resistência alta à pressão e à oxidação devido à natureza desse tipo de motor, de modo que a qualidade do óleo básico dele é diferenciada.

  • Lubrificante para engrenagens e redutores: Empregado em todos os setores industriais. Atualmente, 100% de uma indústria ou de um equipamento mecânico conta com diversas engrenagens acopladas, que servem para aumentar ou reduzir o movimento gerado por motor.

Funções primárias dos lubrificantes industriais

São as funções ditas principais, ou seja, aquelas mais intimamente ligadas à operação de movimento das máquinas e equipamentos. Podemos citar:

  • Controle do Atrito: Esta atividade é desempenhada pela característica de oleosidade do lubrificante, e é função direta da perfeita escolha do grau de viscosidade. Dependendo do equipamento e das condições, será desempenhada por óleo ou graxa.
  • Controle do Desgaste: É função específica dos aditivos Anti-desgaste  e Extrema pressão. São óleos ou graxas, selecionados à partir do conhecimento de uma atuação de atrito mais intensa, ou carga e choques elevados.
  • Controle da Temperatura:  Característica típica dos óleos, pois estes possuem grande capacidade de troca térmica, e permitem, em quantidades e/ou regimes de fluxo calculados, resfriar partes móveis que venham a ter aquecimento em função dos movimentos que geram atritos. As graxas, por possuírem baixa capacidade de troca térmica, não se prestam a este fim.
  • Controle da Corrosão e da Ferrugem: A corrosão e a ferrugem são altamente danosos aos equipamentos. E é função de óleos e graxas, aditivados com elementos antioxidantes e anti ferruginosos, neutralizar estas reações.

Funções secundárias dos lubrificantes industriais

São funções agregadas, sem ligação íntima com a natureza dos movimentos que geram atritos. São elas:

  • Transmissão de Força: Caso específico dos óleos hidráulicos, onde sua função principal é a de multiplicação de força para execução de movimentos.
  • Vedação: Função secundária desempenhada pelas graxas, que permitem a formação de um anel que veda, e dificulta a entrada de materiais contaminantes.
  • Remoção de Contaminantes: Os contaminantes são agregados ao lubrificante, e removidos no momento da troca.

Conclusão

Cabe ao gestor proporcionar a maximização do uso dos equipamentos com custos mínimos, na busca dos melhores resultados.

Recomendar os melhores insumos para aplicação na manutenção dos equipamentos, é uma das premissas que o mesmo deve adotar, pensando sempre na Filosofia Custo/Benefício.

Acompanhe com critério o desempenho dos lubrificantes especiais utilizados. Demonstre a economia que se pode alcançar.

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