Por Ricardo Ferreira Garcia*
Lubrificar é aplicar uma substância entre duas superfícies em movimento relativo evitando o contato direto entre estas, promovendo diminuição do atrito, e consequentemente do desgaste e da geração de calor. Além disto, tem a função de refrigerar, retirando o calor gerado por contato entre superfícies em movimento relativo, uma vez que o lubrificante representa um meio de transferência de calor. Outra função é limpar e manter limpo motores de combustão interna, pois retira as partículas resultantes do processo de combustão e as mantêm em suspensão no óleo, evitando que se depositem no fundo do cárter e provoquem incrustações. São responsáveis também pela proteção contra a corrosão e desgaste com a presença de aditivos específicos.
Os primeiros lubrificantes eram de origem animal, mas com o passar do tempo, a humanidade foi aperfeiçoando e criando novos inventos, e por necessidade, os lubrificantes foram evoluindo também, passando a ter bases de origem vegetal, mineral e sintética. Os atuais são uma composição de óleos básicos, que podem ser minerais ou sintéticos, com aditivos, e grande parte dos lubrificantes utilizados atualmente é obtida a partir do petróleo ou produzida em usinas de química fina. As matérias-primas com características lubrificantes também são chamadas de bases lubrificantes.
Os lubrificantes são geralmente classificados quanto à sua origem, sendo os principais – orgânico, vegetal, animal, mineral, semissintético e sintético; e quanto ao estado físico – sólido, pastoso, líquido e gasoso.
Para oferecer outras características de desempenho, proteção e aumentar sua vida útil são adicionados aditivos às bases lubrificantes. As principais funções dos aditivos são agir como detergente, dispersante, antioxidante, antiferruginoso, antiespumante, além do controle da viscosidade, ponto de fluidez, resistência a pressões elevadas, neutralização de compostos ácidos formados e formação de depósitos nos componentes internos do motor. Os principais lubrificantes utilizados atualmente no setor agrícola são óleos e graxas lubrificantes.
Os óleos lubrificantes compõem uma grande linha de produtos para o setor de automóveis, motocicletas, caminhões, agricultura e off-road. Entre os principais produtos, estão os óleos para motores, transmissões e sistemas hidráulicos, e são normalmente classificados quando à viscosidade e nível de desempenho.
Classificação quanto à viscosidade – SAE
A viscosidade é definida como a resistência que um fluido oferece ao seu próprio movimento, e é obtida experimentalmente em laboratório, utilizando-se um aparelho chamado viscosímetro. A temperatura do teste deve ser constante, pois a viscosidade é uma propriedade que se altera de acordo com a variação da temperatura. Quanto maior for a temperatura, maior será a facilidade de escoamento.
A classificação utilizada pela Society of Automotive Engineers (SAE) tem um critério de classificação que teve aceitação generalizada pelos fabricantes de veículos e de lubrificantes e divide os lubrificantes em dois grupos – inverno e verão.
Grau de inverno
São óleos que possibilitam uma fácil e rápida movimentação, tanto do mecanismo quanto do próprio óleo, mesmo em condições de frio rigoroso ou na partida a frio do motor, e cuja viscosidade é medida a baixas temperaturas, de 0oC a 10oC, e tem a letra W (winter, inverno em inglês) acompanhando o número de classificação. Os testes para óleos de grau de inverno levam em consideração a resistência que o produto oferecerá na partida a frio do motor e a facilidade de bombeamento e circulação em baixas temperaturas. Os principais grupos são 0W, 5W, 10W, 15W, 20W e 25W, sendo o de menor grau o menos viscoso.
Grau de verão
São óleos que trabalham em altas temperaturas, sem o rompimento de sua película lubrificante, pois quanto mais quente o óleo, menos viscoso ele se apresenta. Os óleos de grau de verão têm, portanto, sua viscosidade medida a altas temperaturas. Os testes dos óleos de grau de verão verificam a operabilidade do lubrificante em altas temperaturas, ou seja, a sua capacidade de oferecer proteção em regimes extremos. Os principais grupos são 20, 30, 40 e 50.
Óleos multiviscosos
Existem óleos que, ao mesmo tempo, atendem às duas exigências – grau inverno e verão. É o caso dos óleos multiviscosos, cuja classificação reúne graus de óleos de inverno e de verão. Por exemplo, um óleo SAE 20W/50 mantém a viscosidade adequada, tanto em baixas temperaturas, se comportando como um óleo SAE 20W, facilitando a partida a frio, quanto em altas temperaturas, se comportando como um óleo SAE 50, garantindo uma perfeita lubrificação.
Os óleos multiviscosos são os preferidos pela indústria de veículos, pois apresentam o melhor desempenho em diferentes condições de temperatura de funcionamento, com tendência a óleos SAE 5W30, 5W40, 10W30, 10W40 e 15W40 para motores mais modernos, e SAE 20W50 e 25W50 para veículos com mais de 100.000 km de uso ou utilizados continuamente.
Classificação dos óleos lubrificantes quanto ao nível de desempenho
A classificação da American Petroleum Institute (API) está relacionada ao nível de desempenho do lubrificante. É a avaliação da qualidade da proteção fornecida pelo lubrificante ao mecanismo que está sendo lubrificado.
No caso de lubrificantes, o instituto API estabelece os parâmetros de desempenho através de uma sequência de testes complexos e específicos de acordo com metodologias padronizadas. Atualmente, é a mais utilizada em conjunto com a SAE para motores e transmissões. A classificação API para óleos de motor abrange dois grupos – motores otto e diesel.
Motores Otto – gasolina, álcool e GNV
Esta classificação é identificada pela letra S, de spark (faísca). Dentro desta classificação, há diferentes níveis de tecnologia, identificados pela adição de uma letra após o “S” que identifica o nível de evolução do lubrificante. O lubrificante mais atual tem a classificação SN PLUS.
SN – Introduzido em outubro de 2010, é projetado para fornecer proteção aprimorada de depósito de alta temperatura para pistões, controle mais rigoroso de carbonização e compatibilidade de vedação, e proporciona economia de combustível aprimorada, proteção do turbo compressor, compatibilidade do sistema de controle de emissões e proteção de motores que operam com combustíveis que contêm etanol até E85. Em maio de 2018, A API começou a licenciar óleos com a classificação SN PLUS.
SM – Ainda utilizado em motores até 2010.
SL – Ainda utilizado em motores até 2004.
SJ – Ainda utilizado em motores até 2001.
SH, SG, SF, SE, SD, SC, SB e SA – Não são adequados para uso na maioria dos motores automotivos atuais de ciclo otto. Podem não fornecer proteção adequada contra o acúmulo de carbonização, oxidação ou desgaste do motor. Estes lubrificantes são considerados obsoletos.
Motores diesel
Esta classificação é identificada pela letra C, de commercial (linha comercial ou frotas), ou compression (compressão). Dentro deste grupo, também há diferentes níveis de tecnologia, identificados pela adição de uma letra após o C.
CK-4 – Essa categoria de serviço descreve os óleos para uso em motores a diesel de ciclo de quatro tempos de alta rotação. Foram projetados para atender aos padrões de emissão de descarga de veículos rodoviários de 2017 e anteriores, bem como da norma Tier 4, de veículos fora de estrada. São formulados para uso em todas as aplicações de combustíveis diesel com teor de enxofre de até 500 ppm. No entanto, o uso desses óleos com mais de 15 ppm de enxofre pode afetar a durabilidade do sistema de pós-tratamento de exaustão e/ou o intervalo de drenagem do óleo. Esses óleos são especialmente eficazes para manter a durabilidade do sistema de controle de emissões, onde são usados filtros de partículas e outros sistemas avançados de pós-tratamento, e são projetados para fornecer proteção aprimorada contra sua oxidação, perda de viscosidade, além de proteção contra desativação do catalisador, bloqueio de filtro de partículas, desgaste do motor, depósitos de pistão, degradação das propriedades de baixa e alta temperatura. Os óleos API CK-4 excedem os critérios de desempenho dos CJ-4, CI-4 com CI-4 PLUS, CI-4 e CH-4 e podem lubrificar efetivamente os motores que exigem essas categorias de serviço. Ao usar óleo CK-4, com mais de 15 ppm de combustível de enxofre, deve-se consultar o fabricante do motor para obter recomendações sobre intervalos de manutenção.
CJ-4 – Atende as mesmas características do API CK-4, porém para veículos até o ano de 2010 e anteriores. Os óleos API CJ-4 excedem os critérios de desempenho da API CI-4 com CI-4 PLUS, CI-4, CH-4, CG-4 e CF-4 e podem lubrificar efetivamente os motores que exigem essas classificações. Ao usar óleo CJ-4 com mais de 15 ppm de combustível de enxofre, deve-se consultar o fabricante.
CI-4 – Introduzido em 2002, são para motores de alta rotação e quatro tempos e projetados para atender aos padrões de emissão de descarga de 2004. São formulados para manter a durabilidade do motor onde é usada a recirculação dos gases de escape e destinam-se ao uso com diesel combustíveis com teor de enxofre até 0,5% em peso. Podem ser usados no lugar dos óleos CD, CE, CF-4, CG-4 e CH-4. Alguns óleos CI-4 também podem se qualificar para a designação CI-4 PLUS.
CH-4 – Introduzido em 1998, são para motores de alta rotação e quatro tempos, projetados para atender aos padrões de emissão de escape de 1998. Os óleos CH-4 são compostos especificamente para uso com combustíveis diesel com teor de enxofre de até 0,5% em peso. Podem ser usados no lugar dos óleos CD, CE, CF-4 e CG-4.
CG-4, CF-4, CF-2, CF, CE, CD-II, CD, CC, CB e CA – Não são adequados para uso na maioria dos motores automotivos atuais de ciclo Diesel, são considerados obsoletos.
A API também classifica óleos lubrificantes de engrenagens. A classificação é identificada pelas letras GL, de gear lubrificant (lubrificantes de engrenagens) com a adição de um número que corresponde ao nível de tecnologia. As designações de serviço que estão em uso atualmente são:
GL-5 – Lubrificantes destinados a engrenagens, particularmente hipóides, em eixos que operam sob várias combinações de alta rotação com variação de carga, e condições de baixa rotação com alto torque. Os requisitos de atrito para os eixos equipados com diferenciais de deslizamento limitado são normalmente definidos pelo fabricante do eixo.
GL-4 – Lubrificantes destinados a eixos com engrenagens cônicas em espiral operando sob pressão moderada a condições severas de rotação e carga, ou eixos com engrenagens hipóides operando sob condições moderadas de rotação e carga. Os eixos equipados com diferenciais de deslizamento limitado possuem requisitos adicionais de fricção normalmente definido pelo fabricante do eixo.
As designações de serviço GL-6, GL-3, GL2 e GL-1 não estão em uso atualmente.
Durante a manutenção do motor, caixa de transmissão, sistema hidráulico, redução final, outro item do automóvel ou máquina agrícola, a consulta ao manual do fabricante é imprescindível, pois a troca da viscosidade e tipo de serviço do lubrificante pode acarretar em perda de garantia e danos irreversíveis, como desgaste de pistões, anéis, casquilhos, eixos e engrenagens, mancais e cilindros, entre outros.
Graxas lubrificantes
Na maioria das vezes, as graxas são usadas quando as condições de projetos requerem um lubrificante sólido ou semissólido, com características de desempenho similares ao dos óleos lubrificantes.
Para cada aplicação específica, uma combinação adequada de espessantes, óleos e aditivos, quimicamente estabilizados, permite lubrificação eficaz, com menores custos de manutenção.
A graxa é a mistura de um óleo lubrificante, geralmente mineral, com um engrossador, geralmente um sabão metálico, e em certos casos mais um aditivo. O sabão metálico, de 3 a 40% em massa, aumenta a resistência ao calor, à umidade, à força centrífuga e ao desgaste. As graxas são mais usadas em temperaturas menores que 90oC, em pontos com baixa velocidade e vedação imperfeita e devem possuir boa adesividade e resistência ao trabalho.
Classificação de graxas lubrificantes – NLGI
A classificação NGLI é realizada quanto ao grau de consistência das graxas lubrificantes, que é a resistência que se opõe à deformação sob a aplicação de uma força, e é determinada pelo grau National Lubricating Grease Institute (NLGI). As graxas menos consistentes do que zero são chamadas semifluidas, as mais resistentes do que seis, são de bloco.
Tipos de constituintes das graxas lubrificantes
As graxas mais comuns utilizadas são de sabão metálico e são de grau NLGI 2. São constituídas de óleos minerais puros e sabões metálicos, resultado da mistura de um óleo graxo e uma base metálica, como cálcio, sódio e lítio. Como os óleos, estas graxas podem ser aditivadas para alcançar características específicas.
As graxas de lítio são também denominadas de múltiplas aplicações (multipurpose). São recomendadas para temperaturas variáveis entre -10°C e 150°C e em presença de umidade, mistura com a água sem perder qualidades lubrificantes. Sua ótima bombeabilidade facilita seu uso em pistolas graxeiras e sistemas de lubrificação. São usadas tanto no campo automotivo, industrial, como na lubrificação de mancais de buchas e rolamentos, pinos e chassis e em todas as máquinas e veículos sujeitos à umidade, à poeira, ao calor e ao choque. Podem substituir as graxas de cálcio e de sódio em suas aplicações, e possuem ótimo comportamento em sistemas centralizados de lubrificação.
As graxas de cálcio são destinadas a lubrificação de máquinas em locais úmidos em virtude de ser insolúvel em presença de água e umidade. Apresentam a propriedade de engrossar quando contaminadas com água. Suportam até 75oC e seu ponto de gota varia de 72 a 99oC. Devido ao fato de a maioria das graxas de cálcio conter 1% a 2% de água em sua formulação, e como a evaporação desta água promove a decomposição da graxa, elas não são indicadas para aplicações com temperaturas acima de 60ºC (rolamentos, por exemplo). As maiores aplicações das graxas de cálcio são na lubrificação de mancais planos, chassis de veículos e bombas de água. Os mancais devem ter velocidade e temperaturas moderadas.
As graxas de sódio possuem uma textura que varia de fina até fibrosa. Resistem a altas temperaturas, até 180oC, e seu ponto de gota varia de 135 a 180oC, sendo, porém, solúveis em água. Suas maiores aplicações são os mancais de rolamentos e as juntas universais, desde que não haja presença de água.
* Ricardo Ferreira Garcia é doutor em Engenharia Agrícola e professor da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF)
