Conhecendo um pouco mais sobre as propriedades físico-químicas dos Óleos Minerais Básicos

Como vimos em outros textos publicados no Blog da CADIUM, a função do óleo lubrificante, entre outras aplicações, é a de formar uma película entre as superfícies, diminuir o atrito, reduzir o desgaste, evitar a perda de força nas máquinas, contribuir para proporcionar uma maior vida útil às máquinas, motores e equipamentos, gerando assim, um menor custo de manutenção.

Para os lubrificantes industriais e automotivos de base mineral, é fundamental que estes sejam formulados com óleos básicos minerais de elevada qualidade e para que isso seja possível, vários tipos de análises são realizadas para garantir a qualidade deste produto. A seguir detalharemos os principais tipos de análises laboratoriais a que são submetidos os óleos minerais básicos, para que possam ser utilizados na fabricação dos lubrificantes.

Como é feito o controle de qualidade de um Óleo Básico Mineral?

Para analisar o nível de qualidade de um óleo básico mineral, é necessário realizar diversas análises físicas e químicas visando o controle e a confirmação da uniformidade do produto. Dentre as principais análises que são feitas, destacamos:

  • Análise da Viscosidade: a viscosidade de um fluido é a medida da sua resistência ao escoamento, sendo a principal característica a ser observada na indicação correta do óleo mineral básico a ser utilizado na fabricação de um lubrificante a ser empregado em certo equipamento. O instrumento que mede a viscosidade do óleo básico e dos lubrificantes líquidos chama-se viscosímetro, sendo que existem vários tipos de viscosímetros. Há o viscosímetro cinemático, que é o aparelho atualmente adotado pela classificação ISO (International Standards Organization), cuja unidade medida é o centiStokes (cSt). Também é utilizado o viscosímetro Saybolt, que foi o primeiro aparelho a ser utilizado para realizar este tipo de medição, foi desenvolvido pelo americano de mesmo nome, cuja unidade de medida é o Segundo Saybolt Universal (SSU). Estes dois sistemas de medição são os mais utilizados no Brasil, mas há ainda o viscosímetro Engeler, de origem alemã, o viscosímetro Redwood, de origem inglesa, o viscosímetro Copo Ford, entre outros. Cabe informar que a viscosidade é uma função inversa da temperatura, ou seja, quanto maior for a temperatura, menor será a viscosidade do óleo mineral básico mineral, e vice-versa.
  • Análise do Índice de Viscosidade: o Índice de Viscosidade (IV) é um número que indica a taxa de variação da viscosidade de um óleo básico quando ocorre a alteração da temperatura. Um óleo básico mineral que possua uma alto IV significa que sua viscosidade é mais estável às variações térmicas. O cálculo para a obtenção do IV é realizado medindo-se a viscosidade do óleo mineral básico extraída em duas temperaturas diferentes. Normalmente este cálculo é feito utilizando-se um viscosímetro medindo a viscosidade do óleo mineral parafínico ou do óleo mineral naftênico à 40ºC e a outra medida é feita com o banho do viscosímetro à 100ºC. Como informação, o Índice de Viscosidade de um óleo parafínico mineral é alto em relação ao de um óleo naftênico mineral que é baixo.
  • Análise da Densidade: a densidade de um óleo mineral básico é definida como a relação entre a massa e o volume de uma substância em uma determinada temperatura. Em resumo, é o peso que possui o óleo básico mineral. Para um óleo básico de mesma viscosidade, também chamado de óleo de processo, um óleo mineral parafínico apresenta uma densidade menor que a de um óleo mineral naftênico.
  • Análise da Cor: é uma análise determinada por um equipamento chamado colorímetro ótico, onde o óleo básico mineral a ser analisado é comparado com amostras com vários padrões de cores. Há vários tipos de colorímetros, sendo alguns são especificados para as análises de óleos minerais de cores claras tendendo ao incolor, e outros para os óleos que apresentam coloração variando do amarelo claro ao castanho escuro. Cabe informar que a determinação isoladamente da cor de um óleo básico mineral não tem relação com a sua performance em operação, mas normalmente quanto mais claro for este óleo, menos contaminantes este possui e melhor tratamento de purificações e refinamento este recebeu. Os óleos básicos do Grupo I normalmente são mais escuros que os óleos básicos do Grupo II e dos óleos básicos do Grupo III.
  • Análise do Ponto de Fulgor: quando aquecido em condições padrões, o ponto de fulgor é a temperatura em que se desprende vapores do óleo básico mineral, e estes se inflamam momentaneamente ao contato com uma chama piloto. A contaminação de um óleo mineral básico com solventes ou outros produtos voláteis, causa uma acentuada queda de ponto de fulgor do fluído. Na fabricação de elastômeros, a utilização de um óleo para processo de borracha com elevado ponto de fulgor é de fundamental importância para a obtenção de um produto de qualidade. Geralmente um óleo naftênico para borracha apresenta um porto de fulgor menor que o de um óleo parafínico para borracha.
  • Análise do Ponto de Fluidez: a menor temperatura na qual o óleo base mineral ou um lubrificante ainda flui é chamado de ponto de fluidez. O ponto de fluidez de um óleo parafínico mineral é alto, sendo que o e um óleo naftênico mineral é muito mais baixo, tanto que este óleo base mineral é muito utilizado para a fabricação de óleos lubrificantes para compressores de refrigeração.
  • Análise da Acidez e da Basicidade: a acidez ou basicidade de um óleo básico mineral são expressas pelos seguintes números: TAN (Número de Acidez Total), que é a quantidade de base, expressa em miligramas de KOH, necessária para neutralizar todos os componentes ácidos presentes em 1 g de óleo mineral, e TBN (Número de Basicidade Total), que é a quantidade de ácido expressa em correspondentes miligramas de KOH, necessários para neutralizar todos os componentes alcalinos presentes em 1 g de óleo base mineral. Geralmente em óleos lubrificantes usados, o aumento da acidez pode significar uma contaminação externa ou um acelerado processo de oxidação, já que essa reação libera compostos ácidos. Já quando ocorrer uma redução no TBN, isto pode  representar a degradação do aditivo, em virtude do ataque dos componentes ácidos, e o valor do TBN indicará o quanto ainda resta de reserva alcalina. Cabe informar que normalmente um óleo básico mineral de boa qualidade apresenta uma pH neutro, sendo quem um óleo mineral parafínico apresenta uma maior resistência à oxidação que um óleo mineral naftênico.
  • Análise do Teor de Cinzas: é uma análise simples que representa, em termos percentuais, o peso final das cinzas formadas após a queima, seguida da calcinação da amostra, em relação ao peso antes da queima. As cinzas presentes em um óleo lubrificante normalmente são resultantes da presença de aditivos metálicos ou partículas metálicas provenientes de desgaste mecânico ou se a amostra está contaminada por impurezas de bases inorgânicas. É de se esperar que um óleo mineral básico de boa qualidade novo e puro sofra uma queima completa, sem deixar resíduos. Comparativamente um lubrificante a base de óleo mineral parafínico gera um resíduo de carbono maior que um formulado com óleo mineral naftênico.
  • Análise de Demulsibilidade: é a capacidade que os óleos básicos minerais e os óleos lubrificantes minerais possuem de se separarem da água. O óleo parafínico mineral apresenta uma baixa capacidade de emulsificação, sendo que no óleo básico naftênico esta capacidade é alta, tanto que este óleo básico mineral é largamente utilizado na fabricação de óleos de corte solúveis.
  • Análise de Espuma: na fabricação e um lubrificante industrial ou de um lubrificante automotivo a formação de espuma é algo indesejável, pois resulta em lubrificação ineficiente, um fluxo deficiente de óleo, uma menor transferência de calor, além de gerar falhas de transmissão de força em sistemas hidráulicos. A espuma só será formada pela introdução de ar ou gás dentro do reservatório ou das linhas onde se encontra o fluido lubrificante.
  • Análise do Ponto de Anilina: é uma análise que indica a menor temperatura na qual o óleo lubrificante básico é miscível com igual volume de anilina. Este análise confirma se o óleo básico é de origem parafínica ou naftênica e indica também o nível de compatibilidade do lubrificante com borracha, pois se o óleo base mineral for de origem naftênica poderá haver a tendência de ataque ao elastômero.
  • Análise da Água: a presença de água em um óleo lubrificante básico, provem de condensação ou de contaminação direta. A água em um óleo básico mineral causa oxidação e corrosão, formando emulsões, aglutinando outros contaminantes e gerando borras que destroem a capacidade do óleo básico de formar uma película lubrificante. Por isso, a presença de água em um óleo mineral básico é indesejável, sendo necessária a sua remoção.

Acima mencionamos algumas das análises que devem ser feitas para controlar e garantir a qualidade de um óleo mineral básico ou um óleo lubrificante, havendo muitas outras que completam ou ampliam o controle de qualidade destes produtos, como as análises do índice de refração, da quantidade de enxofre, dos compostos saturados, a faixa de destilação, a volatilidade, o peso molecular, a espectrometria de massa, entre outras. Quando mais equipamentos e análises são realizadas em um óleo básico mineral, maior será a confiança na aquisição de um produto de qualidade.

Aprendendo a comprar um Óleo Básico Mineral de qualidade

Você aprendeu acima que não basta comprar um óleo básico mineral para que se possa produzir um lubrificante de qualidade. Uma análise deficitária ou incompleta do óleo de processo poderá comprometer o lubrificante final. Por tanto, minimamente algumas da análises acima mencionadas precisam ser realizadas quando da aquisição do óleo mineral básico.

Aguarde que em breve mais textos sobre o óleo parafínico mineral e o óleo naftênico mineral será publicado no blog da CADIUM. Para mais informações sobre os óleos básicos minerais, entre em contato com a CADIUM. Nossos colaboradores estarão à disposição para o fornecimento de informações técnicas e comercial sobre os óleos básicos e demais produtos para a manutenção fabril. Não deixe de consultar a CADIUM.

 

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