Derrubando mitos:
óleo lubrificante
Por Renato Pereira*
Muito se fala – e geralmente sem o menor conhecimento de causa – a respeito do óleo lubrificante do motor dos automóveis.
Comecemos do começo:
1 - O Petróleo, cujo nome é a junção do latim petrus com o grego óleum e significa isso mesmo, Óleo de Pedra, é tido como “descoberto”, em 1859, na Pensilvânia, mas a verdade é que o produto já era conhecido há mais de seis mil anos e já era processado no Azerbaijão, quando Marco Polo chegou por lá, em 1271.
Óleo mineral de base naftênica: A diferença básica é que enquanto os hidrocarbonetos parafínicos formam correntes em sua estrutura molecular, os naftênicos formam ciclos, e são usados quando se necessita produzir lubrificantes para baixas temperaturas.
Óleo mineral de base mista: Criado para atender as características de lubrificantes conforme sua necessidade de campo de aplicação, a maioria dos óleos minerais é uma mistura de base naftênica com parafínica.
B – Óleo Sintético: Os óleos sintéticos são obtidos por reação química, propiciando maior controle em sua fabricação, permitindo a obtenção de vários tipos de cadeia molecular, com diferenças características físico-químicas e, consequentemente, são produtos mais puros.
Hidrocarbonetos Sintéticos: Entre os hidrocarbonetos sintéticos os de maior importância são os poli-alfa-oleofinas – PAO (Hidrocarbonetos e sabão de Lítio) e os óleos hidrocraqueados (processo de dessulferização do Petróleo bruto, separando-o de metais pesados), fabricados a partir de óleos minerais, cuja sintetização elimina os radicais livres e impurezas, deixando-os assim mais estáveis á oxidação, viscosidade e temperatura, sendo estes Hidrocarbonetos classificados como Semi-Sintéticos, por empregarem misturas em proporções variáveis de básicos minerais e sintéticos, dependendo das propriedades de cada tipo.
Poliol Ésteres: Utilizados para a fabricação de lubrificantes especiais, fluidos de freios, óleos hidráulicos e fluídos de corte, os poli-alquileno-glicois podem ser miscíveis ou não miscíveis em água.
Diésteres: Grupos de óleos de éster usados para a lubrificação e, também, fabricação de graxas lubrificantes.
Poliésteres Perfluorados: Os Óleos de Flúor e Flúor-Cloro-Carbonos tem uma estabilidade extraordinária contra influência química, por serem quimicamente inertes até 260 °C, tendendo a craquear e liberar vapores tóxicos a partir daí.
Muito bem, agora sabemos tudo de Petróleo e de Óleo Lubrificante, certo?
Durante a combustão, que ocorre na forma gasosa (quem queima é o vapor, não o líquido) são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes, como CO2 (Dióxido de Carbono), CO (Monóxido de Carbono), H2O (Água), H2 (Hidrogênio), CH4 (Metano), NOx (Oxido de Nitrogênio), SOx (Oxido de Enxofre), fuligem, etc, e sua explosão é incompleta, mesmo que a explosão ocorra de um modo regular, no tempo e no modo correto.
Buscando sua otimização, a gasolina é aditivada com antidetonantes, que atuam como retardadores da explosão, para que esta só aconteça no momento certo do ciclo – admissão, compressão, explosão, escape – e o chumbo tetraetila foi substituído, no Brasil, pela adição de Etanol como antidetonante.
Existe, também, um cálculo exato da mistura correta de combustível + ar para a queima, chamada Relação Estequiométrica.
De qualquer maneira, grande parte do que “sobra” dos produtos resultantes dessa queima imperfeita não sai pela boca do escapamento, tendendo a descer e se misturar ao Óleo Lubrificante depositado no cárter do motor.
Afinal, nada de “novo” foi desenvolvido, apenas aumentaram a quantidade de determinados aditivos e reduziram a quantidade de outros.
Bom, agora que já entendemos tudo de Petróleo, motores, funcionamento etc, vamos então chegar na parte do Óleo Lubrificante que o consumidor vê mas, quase nunca, sabe o que significa aquele monte de letrinhas...
4 – Depois de tudo o que lemos até aqui sobre os Óleos Lubrificantes, sabemos portanto que as principais características dos óleos lubrificantes são a viscosidade, o índice de viscosidade e a densidade; sabemos que a viscosidade determina a dificuldade para que o óleo escorra, que quanto mais viscoso for um lubrificante – grosso –, é mais difícil escorrer e, portanto, é maior sua capacidade de manter-se entre as peças móveis lubrificando-as.
A Classificação SAE foi estabelecida pela Society of Automotive Engineers – Sociedade dos Engenheiros Automotivos dos Estados Unidos, classificando os Óleos Lubrificantes pela viscosidade, indicada por um número e, logicamente, quanto maior este número, mais viscoso é o lubrificante, que é dividido em três categorias:
Óleo de Verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60. Os números indicam o grau de viscosidade.
Óleo de Inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Os números indicam a temperatura que suportam antes de congelar.
Óleo Multiviscoso (Verão e Inverno): SAE 20W-40, 20W-50, 15W-50. A letra W é do inglês Winter, que significa Inverno.
A Classificação API foi desenvolvida pelo American Petroleum Institute – Instituto Americano do Petróleo, também nos Estados Unidos, e baseia-se em níveis de desempenho dos óleos lubrificantes, ou seja, no tipo de serviço do qual o motor estará sujeito, sendo classificados por duas letras, a primeira indicando o tipo de combustível e a segunda o tipo de serviço.
A classificação mais atual é a API SL; então, quando é indicado um Óleo com classificação SJ, pode-se usar um Óleo SL, mas o contrário não é recomendado.
Basicamente, para que não haja problemas decorrentes de contaminação ou envelhecimento, o Óleo Mineral do motor deve ser substituído a cada 5.000 km, o Óleo Semi-Sintético a cada 7.500 km e o Óleo Sintético a cada 10.000 km.
Os demais lubrificantes, então, – caixa de transmissões (mecânicas ou automáticas), sistema de freios e direção – são tratados com ainda mais desconhecimento, em geral movido por tabus oriundos do costume nacional de jamais se informar corretamente, prestar atenção e entender o funcionamento das coisas.
É muito mais prático ouvir falar, sem saber de onde, e aplicar o que ouviu, aliando-se o eterno “jeitinho” somado a síndrome de Professor Pardal, que via de regra leva ao funcionamento incorreto dos sistemas, suas quebras, e quem fica com a fama de produto ruim é o veículo em um todo, nunca o desleixo com que é tratado.
Com a evolução (mínima, diga-se de passagem, dos motores), os Óleos Lubrificantes também evoluíram, e muito.
Vamos, nesta matéria, dar uma passeada no mundo dos lubrificantes e tentar, ao menos, acabar com o desconhecimento e os mitos a respeito do sempre relegado produto responsável pela longa vida (ou não...) de seu veículo.
Comecemos do começo:
1 - O Petróleo, cujo nome é a junção do latim petrus com o grego óleum e significa isso mesmo, Óleo de Pedra, é tido como “descoberto”, em 1859, na Pensilvânia, mas a verdade é que o produto já era conhecido há mais de seis mil anos e já era processado no Azerbaijão, quando Marco Polo chegou por lá, em 1271.
O Petróleo, que em sua forma mais bruta e crua é denominado Brent, é uma substância oleosa, inflamável, menos densa do que a água, escura, sendo basicamente uma combinação em sua maioria, de hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos, naftênicos, parafínicos e aromáticos, podendo conter também quantidades pequenas de nitrogênio, oxigênio, compostos de enxofre e íons metálicos de níquel e vanádio.
É desta categoria de petróleo leve, médio e pesado que se extrai o Óleo Lubrificante. Essa extração é fruto de um processo de destilação fracionada, onde se separa, em grupos, de acordo com a temperatura que o petróleo atinge, dessa forma: de 20 a 60 °C, obtém-se o Éter; de 60 a 90 °C, a Benzina; de 90 a 120 °C, a Nafta; de 40 a 200 °C é a vez da Gasolina; de 150 a 300 °C o Querosene; de 250 a 350 °C o Óleo Diesel e, de 300 a 400 °C, chegamos aos Óleos Lubrificantes.
Daí em diante, extrai-se o resíduo, que é o Asfalto, o Piche e o Coque, e a Parafina e Vaselina, definidos como sub-produtos.
Pronto, já sabemos a origem do Óleo Lubrificante.
Agora vejamos o que ele é.
2 - Os óleos lubrificantes foram desenvolvidos, em meados do século XIX, após o emprego de sebo de animais e óleo de baleia, desde a Era do Gelo, para tentar diminuir o atrito, calor e desgaste entre peças mecânicas, e no século XX esse conceito tomou forma plena com o domínio da refinação do Petróleo.
2 - Os óleos lubrificantes foram desenvolvidos, em meados do século XIX, após o emprego de sebo de animais e óleo de baleia, desde a Era do Gelo, para tentar diminuir o atrito, calor e desgaste entre peças mecânicas, e no século XX esse conceito tomou forma plena com o domínio da refinação do Petróleo.
Hoje são utilizados, entre outros incontáveis fins e formulações, para reduzir o atrito, lubrificar e garantir a vida útil dos componentes móveis dos motores, podendo ser derivados diretamente do Petróleo – os óleos minerais –, e os produzidos em laboratório – os óleos sintéticos –, ou constituídos pela mistura de dois ou mais tipos – os óleos compostos.
Ou seja, as diferenças residem no processo de obtenção dos óleos básicos:
A – Óleo Mineral: os óleos minerais são obtidos da separação de componentes do petróleo, resultando em uma mistura de vários compostos, e são divididos em três tipos:
Óleo mineral de base parafínica: Com ligas químicas relativamente estáveis, resistentes e não podem ser modificadas facilmente com outras influências químicas, tendendo a não oxidar em temperaturas ambientes ou levemente elevadas, sendo partes resistentes e preciosas que não envelhecem ou e se oxidam de forma lenta.
A – Óleo Mineral: os óleos minerais são obtidos da separação de componentes do petróleo, resultando em uma mistura de vários compostos, e são divididos em três tipos:
Óleo mineral de base parafínica: Com ligas químicas relativamente estáveis, resistentes e não podem ser modificadas facilmente com outras influências químicas, tendendo a não oxidar em temperaturas ambientes ou levemente elevadas, sendo partes resistentes e preciosas que não envelhecem ou e se oxidam de forma lenta.
Como contém hidrocarbonetos de parafina em maior proporção, oferece densidade menor, é menos sensível a alteração de viscosidade e temperatura, porém, sua grande desvantagem é seu comportamento em temperaturas baixas, já que a parafina tende a sedimentar-se.
Óleo mineral de base naftênica: A diferença básica é que enquanto os hidrocarbonetos parafínicos formam correntes em sua estrutura molecular, os naftênicos formam ciclos, e são usados quando se necessita produzir lubrificantes para baixas temperaturas.
A desvantagem do óleo naftênico é sua incompatibilidade com materiais sintéticos e elastômeros.
Óleo mineral de base mista: Criado para atender as características de lubrificantes conforme sua necessidade de campo de aplicação, a maioria dos óleos minerais é uma mistura de base naftênica com parafínica.
B – Óleo Sintético: Os óleos sintéticos são obtidos por reação química, propiciando maior controle em sua fabricação, permitindo a obtenção de vários tipos de cadeia molecular, com diferenças características físico-químicas e, consequentemente, são produtos mais puros.
Possuem, na maioria das vezes, excelente comportamento na relação viscosidade / temperatura – baixo ponto de solidificação em baixas temperaturas, alta resistência contra altas temperaturas e influências químicas, e são divididos em cinco tipos:
Hidrocarbonetos Sintéticos: Entre os hidrocarbonetos sintéticos os de maior importância são os poli-alfa-oleofinas – PAO (Hidrocarbonetos e sabão de Lítio) e os óleos hidrocraqueados (processo de dessulferização do Petróleo bruto, separando-o de metais pesados), fabricados a partir de óleos minerais, cuja sintetização elimina os radicais livres e impurezas, deixando-os assim mais estáveis á oxidação, viscosidade e temperatura, sendo estes Hidrocarbonetos classificados como Semi-Sintéticos, por empregarem misturas em proporções variáveis de básicos minerais e sintéticos, dependendo das propriedades de cada tipo.
Poliol Ésteres: Utilizados para a fabricação de lubrificantes especiais, fluidos de freios, óleos hidráulicos e fluídos de corte, os poli-alquileno-glicois podem ser miscíveis ou não miscíveis em água.
Diésteres: Grupos de óleos de éster usados para a lubrificação e, também, fabricação de graxas lubrificantes.
Os diésteres são aplicados em grande escala em todas as turbinas da aviação, por resistir melhor a altas e baixas temperaturas e rotações elevadíssimas. Dos óleos sintéticos, é o de maior consumo mundial.
Óleos de silicone: Destacam-se pela altíssima resistência contra temperaturas baixas, altas e envelhecimento, além de seu comportamento estável quanto ao índice de viscosidade, são utilizados na elaboração de lubrificantes resistentes a influência de produtos químicos como solventes, ácidos etc.
Poliésteres Perfluorados: Os Óleos de Flúor e Flúor-Cloro-Carbonos tem uma estabilidade extraordinária contra influência química, por serem quimicamente inertes até 260 °C, tendendo a craquear e liberar vapores tóxicos a partir daí.
Muito bem, agora sabemos tudo de Petróleo e de Óleo Lubrificante, certo?
Errado, ainda tem bastante coisa para analisar. Porém, cabe agora entender como funciona o motor, que é para que se entendam as reações que ocorrem dentro dele, e é daqui em diante que “a coisa pega” com relação ao começo desta matéria, sobre desconhecimento, tabus etc. Vamos lá!
3 – Os motores dos veículos (movidos a gasolina, diesel, álcool – que agora resolveram re-batizar de Etanol porque é assim que os norte-americanos o chamam... – e Gás Natural de Petróleo, o GNV) tem seu funcionamento 99,99% idêntico: resultado de uma reação química exotérmica entre um combustível (algum dos citados) e um gás (oxigênio) chamado de combustão ou queima (explosão), interna por ocorrer dentro do bloco do motor (um cilindro por vez), gerando calor e energia – que é o que faz com que o motor tenha alguma utilidade, a de gerar energia para mover as rodas.
3 – Os motores dos veículos (movidos a gasolina, diesel, álcool – que agora resolveram re-batizar de Etanol porque é assim que os norte-americanos o chamam... – e Gás Natural de Petróleo, o GNV) tem seu funcionamento 99,99% idêntico: resultado de uma reação química exotérmica entre um combustível (algum dos citados) e um gás (oxigênio) chamado de combustão ou queima (explosão), interna por ocorrer dentro do bloco do motor (um cilindro por vez), gerando calor e energia – que é o que faz com que o motor tenha alguma utilidade, a de gerar energia para mover as rodas.
Só que essa energia gerada pelo motor é muito ineficiente na conversão da energia química para energia mecânica, com uma média de 62% de desperdício até chegar as rodas, por conta da fricção, bombeamento de ar para dentro e fora do motor, ficar parado ligado no trânsito, na transmissão (câmbio), resistência aerodinâmica do carro, rolamento, inércia e frenagem...
Durante a combustão, que ocorre na forma gasosa (quem queima é o vapor, não o líquido) são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes, como CO2 (Dióxido de Carbono), CO (Monóxido de Carbono), H2O (Água), H2 (Hidrogênio), CH4 (Metano), NOx (Oxido de Nitrogênio), SOx (Oxido de Enxofre), fuligem, etc, e sua explosão é incompleta, mesmo que a explosão ocorra de um modo regular, no tempo e no modo correto.
Buscando sua otimização, a gasolina é aditivada com antidetonantes, que atuam como retardadores da explosão, para que esta só aconteça no momento certo do ciclo – admissão, compressão, explosão, escape – e o chumbo tetraetila foi substituído, no Brasil, pela adição de Etanol como antidetonante.
Existe, também, um cálculo exato da mistura correta de combustível + ar para a queima, chamada Relação Estequiométrica.
É esse cálculo que define a quantidade mínima de oxigênio necessária para a queima completa dos combustíveis.
Sabendo-se o ar possui 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio, multiplicam-se as quantidades moleculares por seus números de massa, e chega-se as proporções estequiométricas para a gasolina e o álcool, que são: 15 unidades de massa de ar para 1 unidade de massa de gasolina e 9 unidades de massa de ar para 1 unidade de massa de álcool.
De qualquer maneira, grande parte do que “sobra” dos produtos resultantes dessa queima imperfeita não sai pela boca do escapamento, tendendo a descer e se misturar ao Óleo Lubrificante depositado no cárter do motor.
Por isso, as empresas produtoras de Óleos Lubrificantes passam o tempo desenvolvendo novas fórmulas ou, simplesmente, aumentando a quantidade de determinados aditivos em seus óleos, que são anti-corrosivos, anti-espumantes, detergente-dispersantes, potencializadores do Índice de Viscosidade, etc.
Logo, os Óleos Lubrificantes ideais para serem utilizados nos motores dos carros brasileiros são diferentes dos Óleos Lubrificantes utilizados na Europa, Estados Unidos e Ásia, e já existem no mercado formulações específicas para esse motores, porém aplicar valores estratosféricos a esses Óleos, apenas por serem sugeridos como “específicos para motores asiáticos”, é coisa de Brasil, mesmo.
Afinal, nada de “novo” foi desenvolvido, apenas aumentaram a quantidade de determinados aditivos e reduziram a quantidade de outros.
Bom, agora que já entendemos tudo de Petróleo, motores, funcionamento etc, vamos então chegar na parte do Óleo Lubrificante que o consumidor vê mas, quase nunca, sabe o que significa aquele monte de letrinhas...
4 – Depois de tudo o que lemos até aqui sobre os Óleos Lubrificantes, sabemos portanto que as principais características dos óleos lubrificantes são a viscosidade, o índice de viscosidade e a densidade; sabemos que a viscosidade determina a dificuldade para que o óleo escorra, que quanto mais viscoso for um lubrificante – grosso –, é mais difícil escorrer e, portanto, é maior sua capacidade de manter-se entre as peças móveis lubrificando-as.
Essa viscosidade não é constante, variando com a temperatura que, quando aumenta, diminui a viscosidade e o óleo escoa com mais facilidade.
O Índice de Viscosidade aponta a variação da viscosidade com a temperatura, ou seja, quanto maior o índice, menor será a variação de viscosidade do óleo; e a densidade indica a massa de um volume de óleo a uma certa temperatura, sendo importante para indicar se há contaminação ou deterioração de um lubrificante.
Para facilitar a identificação do Óleo Lubrificante, existem várias classificações, sendo as mais usuais a SAE e a API.
A Classificação SAE foi estabelecida pela Society of Automotive Engineers – Sociedade dos Engenheiros Automotivos dos Estados Unidos, classificando os Óleos Lubrificantes pela viscosidade, indicada por um número e, logicamente, quanto maior este número, mais viscoso é o lubrificante, que é dividido em três categorias:
Óleo de Verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60. Os números indicam o grau de viscosidade.
Óleo de Inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W. Os números indicam a temperatura que suportam antes de congelar.
Óleo Multiviscoso (Verão e Inverno): SAE 20W-40, 20W-50, 15W-50. A letra W é do inglês Winter, que significa Inverno.
Os números indicam a viscosidade e a temperatura de congelamento.
A Classificação API foi desenvolvida pelo American Petroleum Institute – Instituto Americano do Petróleo, também nos Estados Unidos, e baseia-se em níveis de desempenho dos óleos lubrificantes, ou seja, no tipo de serviço do qual o motor estará sujeito, sendo classificados por duas letras, a primeira indicando o tipo de combustível e a segunda o tipo de serviço.
São elas o S – de Service Station ou Posto de Gasolina, em inglês, para uso em motores a Gasolina, etanol, Etanol e GNV, ou C – de Compression, para motores a Diesel.
A segunda letra é por ordem alfabética, iniciando-se pelo A, e indica o grau de evolução do Óleo, sendo então o Óleo classificado como SA, SB, SC, SE, SF, SG, SH, SJ e SL.
A classificação mais atual é a API SL; então, quando é indicado um Óleo com classificação SJ, pode-se usar um Óleo SL, mas o contrário não é recomendado.
Essa regra vale para os motores a Diesel também, somente até a classificação CD, seguindo a evolução das letras do alfabeto: CA, CB, CC, CD, CE, CF, CG, CH e CI.
Há também uma separação da categoria em mais dois ramos, o CD-II e outro mais recente CF-2. Por último, temos o Óleo Lubrificante para motores a gasolina 2 tempos, que abrangem 3 níveis de desempenho: API TA, TB e TC.
Basicamente, para que não haja problemas decorrentes de contaminação ou envelhecimento, o Óleo Mineral do motor deve ser substituído a cada 5.000 km, o Óleo Semi-Sintético a cada 7.500 km e o Óleo Sintético a cada 10.000 km.
Pense, no entanto, que o tempo em que o carro fica em marcha lenta ou parado no trânsito, colabora com os 17% de perda de energia gerada pelo motor nessas condições. Isso significa que o fato de o carro estar parado com o motor em funcionamento quer dizer que o tempo de vida do Óleo Lubrificante está sendo reduzido.
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