Guia Completo sobre Lubrificantes, Atrito e Graxas

Conceitos de Atrito e Princípios da Lubrificação

Atrito: dois corpos em contato direto e em movimento relativo se aquecem e se desgastam. Durante o movimento, ocorrerão cisalhamento e desprendimento, com desenvolvimento de calor e desgaste das superfícies, e o atrito torna as superfícies reativas, facilitando a corrosão.

Sendo ambos os fenômenos indesejáveis, procura-se impedir o contato direto dos corpos, interpondo-se entre eles substâncias de pequena resistência ao cisalhamento: os lubrificantes.

Tipos de Atrito

• Atrito de deslizamento: quando a superfície de um corpo escorrega ou desliza em contato com a superfície de outro corpo (exemplo: pistão trabalhando dentro de seu cilindro).
• Atrito de rolamento: quando a superfície de um corpo rola sobre a superfície de outro corpo sem escorregar.
• Atrito fluido: quando um fluido se interpõe entre duas superfícies sólidas em movimento relativo, ocorrendo um deslizamento entre as moléculas do fluido umas sobre as outras.

Propriedades e Classificações dos Lubrificantes

Índice de Viscosidade (IV): número que expressa a variação da viscosidade de um óleo quando sujeito a variações de temperatura. A fórmula é dada por: IV = [(L - U) × 100] / (L - H).

Definição de lubrificantes: substâncias que se interpõem entre duas superfícies em movimento, formando uma película que minimiza o contato entre as partes, evitando o desgaste e a geração de calor, modificando a natureza das superfícies em contato.

Funções dos lubrificantes: lubrificar, refrigerar, limpar e manter os componentes limpos, proteger contra corrosão e vedar a câmara de combustão.

• Óleo de base mineral: obtido através do refino do petróleo.
• Óleo de base sintética: obtido através de reações químicas realizadas em laboratório.
• Óleo lubrificante multiviscoso: elaborado para atender a várias faixas de viscosidade; ou seja, tanto em temperaturas altas quanto baixas, a fluidez e o poder lubrificante se mantêm.

Após o período recomendado, a capacidade de lubrificar e proteger fica muito reduzida, causando desgaste excessivo dos componentes e diminuindo a vida útil do motor. Não é recomendado misturar óleos lubrificantes de marcas e tipos diferentes (≠), pois pode haver incompatibilidade entre os óleos e aditivos e, com isso, causar a perda de eficiência da lubrificação.

Classificações SAE e API

SAE 15W-40 versus SAE 40: o melhor é o SAE 15W-40, pois atende a uma grande faixa de viscosidade, mantendo a eficiência da lubrificação em várias condições de temperatura.

Classificação API: desenvolvida pelo American Petroleum Institute, classifica os óleos lubrificantes automotivos por desempenho e viscosidade, medidos em baixas e altas temperaturas para determinar a faixa de trabalho do óleo lubrificante.

O óleo 20W-40 (multiviscoso) se comporta como um óleo 20W em baixas temperaturas, reduzindo o desgaste na partida do motor ainda frio, e se comporta como um SAE 40 em altas temperaturas, durante o funcionamento do motor.

Classificação SAE: a classificação é feita através de sua viscosidade, que é indicada por um número; quanto maior esse número, mais viscoso é o lubrificante.

• Óleos de verão: SAE 20, 30, 40, 50 e 60.
• Óleos de inverno: SAE 5W, 10W, 15W, 20W e 25W.
• Óleos multiviscosos: SAE 20W-40, 20W-50 e 15W-50.

A viscosidade de um fluido é inversamente proporcional à temperatura; assim, o aquecimento excessivo de um lubrificante provoca um decréscimo na sua viscosidade, tornando-o muito fino.

Processo de Rerrefino e Tipos de Aditivos

Rerrefino: processos industriais de remoção de contaminantes, produtos de degradação e aditivos dos óleos já usados ou contaminados.

Aditivos: compostos químicos que, adicionados ao óleo básico, melhoram propriedades já existentes ou introduzem novas características necessárias às exigências das máquinas. Mantêm o índice de viscosidade, mesmo em altas temperaturas; revestem as partes internas do motor, protegendo-os nas partidas a frio; reduzem o atrito e ruídos; e diminuem o consumo de óleo e a emissão de fumaça.

Principais Tipos de Aditivos

• Detergentes: mantêm as superfícies limpas e lubrificadas.
• Dispersantes: mantêm os produtos insolúveis da combustão e da oxidação em suspensão e dispersos.
• Melhoradores do Índice de Viscosidade: reduzem a tendência da viscosidade alterar-se sob o efeito da temperatura.
• Antiferrugem (umidade): impedem a formação de ferrugem em metais ferrosos pela disposição de camadas sobre as superfícies; repelem a água.
• Antioxidantes (contaminação / deterioração do óleo / acidez): prolongam o período de indução de um óleo básico na presença de condições de oxidação (O₂) e metais catalisadores a altas temperaturas.
• Anticorrosivos: evitam ou retardam o ataque de compostos corrosivos formados no óleo; agem pela neutralização desses compostos ácidos (sulfúrico e nítrico) e pela formação de uma película química nas superfícies metálicas.
• Antiespumantes (aeração): promovem a redução da tensão superficial do óleo, permitindo que as bolhas de ar se rompam mais rápido, o que impede a formação de espuma estável.
• Passivadores: passivam a ação catalítica das superfícies metálicas que aceleram o processo oxidativo do óleo.
• Corantes: facilitam a identificação, alterando sua cor.
• Antimanchas: evitam a formação de manchas nas superfícies metálicas.
• Redutores do ponto de fluidez (baixas temperaturas / rápida circulação nas partidas): baixam o ponto de fluidez dos lubrificantes, impedindo o crescimento de cristais (parafinas) que prejudicam a circulação do óleo.
• Antidesgaste: atuam através de ação química de polimento, que ocorre a baixas temperaturas.
• Agentes de Extrema Pressão (EP): reagem quimicamente com os metais originando películas extremamente finas, cuja alta capacidade de carga e baixa resistência ao cisalhamento evitam a fusão e solda dos metais.
• Emulsificantes: fazem com que o óleo adquira a capacidade de se misturar com a água.
• Agentes de adesividade: aumentam a aderência do lubrificante à superfície, sendo imprescindíveis em máquinas que trabalham em alta rotação, impedindo o gotejamento do lubrificante pela força centrífuga.
• Agentes de oleosidade: usados para aumentar a lubrificidade de um óleo e ajudar a prevenir o desgaste e as arranhaduras em condições de lubrificação limítrofe.
• Demulsificantes: dificultam a mistura do óleo com a água.
• Aromatizantes: melhoram a aceitação dos lubrificantes que apresentam odores desagradáveis.
• Biocidas: reduzem o crescimento de microrganismos, evitando a rápida degradação do fluido, quebra da emulsão, formação de subprodutos e a ocorrência de efeitos maléficos pelo contato humano com emulsões contaminadas.

Características e Aplicação de Graxas

Graxa: lubrificante semissólido que substitui o lubrificante líquido em algumas situações especiais como vedação, ação da gravidade e de força centrífuga. Possui espessantes, óleos básicos (minerais ou sintéticos) e aditivos.

Onde usar a graxa:

• Onde o óleo não pode ser contido ou vaza;
• Onde existem dificuldades e condições inseguras para realizar a relubrificação;
• Onde o lubrificante deve ter também a função de vedar;
• Onde o projeto da máquina especifica o uso de graxa;
• Onde o tempo de relubrificação for reduzido;
• Onde se quer reduzir a frequência de lubrificação;
• Onde existem equipamentos com lubrificação intermitente;
• Para redução de ruídos;
• Em condições extremas de altas temperaturas, pressões, cargas de choque e baixas velocidades com cargas elevadas.

Ensaios Físicos em Graxas

• Consistência: dureza relativa, resistência à penetração.
• Estrutura: tato e aparência.
• Filamentação: capacidade de formar fios ou filamentos.
• Adesividade: capacidade de aderência.
• Ponto de fusão ou gota: temperatura na qual a graxa passa para o estado líquido.

Formação de Borras e Lubrificação Naval

Borras: material de alta viscosidade resultante da aglutinação de partículas e compostos que não se mantiveram dispersos no óleo lubrificante após algum tempo de uso. O projeto do motor, a extensão do período de troca, a qualidade da gasolina e do óleo lubrificante são os fatores que podem dar início ou acelerar o processo de formação de borra.

As borras se depositam nos componentes do motor, podendo obstruir os componentes do sistema de lubrificação, como filtros, peneira do pescador ou condutos, ou então se depositar nas partes internas dos motores ao se fazerem as drenagens para as trocas de óleo.

Lubrificação nos navios: aplicada no motor principal, nos motores auxiliares e em equipamentos secundários (guindastes, máquina do leme, sistemas hidráulicos, sistemas de refrigeração, purificadores e turbinas).

Lubrificação de motores de 2 tempos: é realizada utilizando sistemas independentes: um para os cilindros (feita por injeção e o lubrificante queima junto com o combustível) e outro para a parte baixa do motor (lubrificação do eixo de manivelas e manutenção de uma pequena reserva alcalina no sistema).

Saponificação

Saponificação: reação química que ocorre entre um ácido graxo existente em óleos e gorduras com uma base forte, sob aquecimento.