Consultoria em Lubrificantes e Lubrificação
Filtros Ultrafinos Micfil®
Sistemas para Diálise e Filtra-
gem de Óleo Hidráulico
SOLUÇÕES EM FILTRAGEM E PURIFICAÇÃO DE ÓLEOS LUBRIFICANTES
Purificadores a Vácuo
2
INTRODUÇÃO
A segunda parte do Compêndio sobre Lubrificantes e
Lubrificação traz algumas informações importantes so-
bre lubrificantes e seleção de lubrificantes para siste-
mas hidráulicos.
Atualmente a variedade de lubrificantes disponíveis no
mercado é enorme. Muitos fabricantes de lubrificantes
podem fornecer dezenas de óleos minerais diferentes
além de muitos óleos sintéticos e ainda há centenas de
fabricantes, bem como fornecedores especializados.
A escolha do lubrificante é de fato muitas vezes sub-
consciente, seguindo práticas anteriores ou o que pare-
ce ser uma prática normal para um tipo particular de
máquina ou componente. Por exemplo, seria quase au-
tomático o uso de óleo em uma caixa de engrenagem
de uma máquina-ferramente ou graxa em um rolamento
de esferas isolado. Na maioria dos casos não surgem
problemas e a máquina opera satisfatoriamente com o
lubrificante escolhido. Não há dúvidas de que esta
abordagem satisfará a maioria dos casos. Ela pode
falhar se qualquer das condições, velocidade, carga,
temperatura etc são significativamente diferente
daquela normal para tal sistema, embora, mesmo
quando satisfatório, não necessariamente será a melhor
solução para o problema.
Em todos os equipamentos o lubrificante deve ser sele-
cionado levando-se em consideração, principalmente,
suas condições de operação. Fatores importantes como
carga, temperatura e velocidade devem ser levados em
consideração pois eles definirão a viscosidade e os adi-
tivos do óleo.
Quando escolher um lubrificante para uma aplicação
em particular o objetivo deveria ser em obter o menor
custo global a longo prazo, mas isto, definitivamente,
não significa usar o lubrificante mais barato disponível.
Não é bom usar um óleo barato se, como resultado, o
óleo ou a máquina se decompõe ou se o pessoal de
manutenção tem que gastar muito mais tempo verifican-
do e recolocando o óleo. Em outras palavras, confiabili-
dade é suscetível de ser muito mais importante que o
preço inicial do lubrificante.
Em todos os casos, ainda há uma boa razão técnica e
comercial para usar o lubrificante que tem sido especifi-
cado pelos fabricantes nos equipamentos novos. Nor-
malmente somente quando um problema surge ou uma
mudança na operação é considerada, que a seleção do
lubrificante precisa ser reavaliada.
Capítulo I—Parte II
Seleção de Lubrificantes
Introdução 2
Fluidos Hidráulicos 3
Formulando Fluidos Hidráulicos 3
Composição de Fluidos Hidráulicos 4
Principais Características de um Fluido Hidráulico 4
Critérios de Seleção de Fluidos Hidráulicos 4
Classificação de Fluidos Hidráulicos 6
Fluidos Hidráulicos Base Mineral 6
Fluidos Hidráulicos Resistentes ao Fogo 7
Fluidos Biodegradáveis 8
Fluidos Hidráulicos Grau Alimentício 9
Bibliografia 10
Apêndice 11
Tabela ISO de Grau de Viscosidade para Lubrificantes
Industriais 11
Tabela de Equivalência entre Alguns Lubrificantes 11
Glossário 12
Capítulo I: Parte II
3
F LUIDOS HIDRÁULICOS
O princípio de um sistema hidráuli-
co é simples. Ele é baseado no
conhecimento de que a força apli-
cada em uma pequena área pode resultar em uma força
muito maior em uma área maior devido à pressão hi-
drostática e uma quantidade muito grande de energia
pode ser conduzida por linhas de fluidos altamente
pressurizadas.
Enquanto a primeira função de um fluido hidráulico é
transferir força, ele também deve realizar as funções
que são típicas de todos os lubrificantes que são reduzir
o atrito e o desgaste e remover o calor. A bomba é o
componente central na maioria dos sistemas hidráuli-
cos, cuja função é coletar o fluido do reservatório, pres-
surizá-lo e transferi-lo a diversas partes do sistema on-
de realizam o trabalho. A maioria dos componentes do
sistema hidráulico opera em alta velocidade, alta pres-
são e alta temperatura. Por isto, estas peças requerem
lubrificação e resfriamento eficazes para estender a
vida útil desejada.
Aspectos de segurança dão origem a necessidades
adicionais em situações onde o fluido não deve ser in-
flamável ou deve ter uma tendência de evaporação re-
duzida por razões relacionadas à segurança no traba-
lho. Cada vez mais importância está sendo dada a as-
pectos ecológicos há alguns anos. Na medida em que
as aplicações móveis, em particular, estão em pauta,
está crescendo a demanda por fluidos os quais, diferen-
te dos fluidos convencionais, decompõe rapidamente e
completamente num evento de vazamento e são menos
perigosos em termos tóxicos.
FORMULANDO UM FLUIDO HIDRÁULICO
Para um fluido hidráulico funcionar adequadamente, ele
deve transferir a energia do fluido por todo o sistema,
atuar como meio de transferência de calor para remover
o calor do sistema, lubrificar todas as partes móveis,
fornecer vedação interna, manter-se estável em muitos
ambientes e ser compatível com vários componentes do
sistema. Enquanto os fluidos hidráulicos têm sofrido
poucas alterações estes anos, há mudanças no hori-
zonte, porque o ambiente de operação destes fluidos
está mudando devido a uma tendência de mudança
para sistemas mais compactos. Isto se traduz em altas
pressões, linhas menores, reservatórios menores e al-
tas temperaturas devido a menor resfriamento do fluido.
Enquanto os requisitos do sistema dependem do projeto
e da aplicação envolvida, as propriedades mais desejá-
e da aplicação envolvida, as propriedades mais desejá-
veis do fluido hidráulico são listadas abaixo.
Boa propriedade de fluxo sobre uma grande faixa
de temperatura
Boa habilidade de formação de filme e redução de
atrito
Habilidade para inibir corrosão
Boa estabilidade mecânica, térmica e química
Baixa compressibilidade
Baixa tendência a formação de espuma e boa li-
beração de ar
Baixa gravidade específica e baixa pressão de
vapor
Baixo coeficiente de expansão térmica
Alta razão de transferência de calor
Adequada resistência ao fogo
Compatibilidade com o material do sistema, tais
como pintura, metais, plásticos e elastômeros
Biodegradável, compatibilidade ambiental e atóxi-
ca
Baixo custo e fácil disponibilidade
Há muitos fluidos que atendem aos requisitos básicos
dos sistemas hidráulicos. Entretanto, um fluido inade-
quado pode causar dificuldades operacionais e encur-
tar a vida útil do equipamento e do próprio fluido. Cada
sistema requer que o fluido utilizado tenha determina-
das propriedades físicas adequadas, tais como viscosi-
dade, índice de viscosidade e ponto de fluidez.
Inicialmente, as condições operacionais dos sistemas
hidráulicos não eram severas e os óleos minerais puros
tinham desempenho satisfatório. Atualmente, as tem-
peraturas e pressões operacionais dos sistemas cres-
ceram sensivelmente, continuando a tendência de au-
mento da severidade operacional. Em consequência,
são necessários fluidos hidráulicos de alta qualidade
para evitar custos excessivos de manutenção e dispen-
diosas interrupções na produção. Sistemas altamente
automatizados, contendo delicadas servo válvulas, são
particularmente suscetíveis a irregularidades de funcio-
namento decorrentes do acúmulo de goma, borra e
verniz causado pela degradação do fluido. Bombas de
alta velocidade e alta pressão que operam em condi-
ções críticas de lubrificação não terão desempenho
satisfatório, ainda que por curto período de tempo, sem
lubrificantes do tipo serviço severo.
Seleção de Lubrificantes
4
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE UM FLUIDO
HIDRÁULICO
As principais funções e propriedades de um fluido hi-
dráulico são:
Transferência de pressão e energia de movimento;
Transferência de forças e momentos quando usa-
dos como um lubrificante;
Minimização de desgaste em superfícies deslizan-
tes sob condições de lubrificação limite;
Minimização de atrito;
Proteção dos componentes contra corrosão (metais
ferrosos e não ferrosos);
Dissipação de calor;
Adequação a uma grande variedade de temperatu-
ras; bom comportamento viscosidade-temperatura;
Prolongamento da vida do maquinário
Outras características importantes são alta estabilidade
ao envelhecimento, boa estabilidade térmica, compatibi-
lidade com os materiais e elastômeros, boa separação
do ar, baixa formação de espuma, boa filtrabilidade,
bom desprendimento de água.
CRITÉRIO DE SELEÇÃO DE FLUIDOS HIDRÁULI-
COS
A seleção de fluidos depende da aplicação, tais como a
faixa de temperatura de trabalho, projeto do sistema
hidráulico, tipo de bomba, pressão de trabalho e consi-
derações ambientais. O tempo de vida desejado do flui-
do, disponibilidade e fatores ecológicos e econômicos
também determinam o tipo de óleo hidráulico utilizado.
Do ponto de vista reológico, a viscosidade do fluido se-
lecionado deveria ser o mais baixo possível. Isto garan-
te resposta hidráulica instantânea quando o sistema é
ativado. Por outro lado, uma viscosidade mínima é ne-
cessária para reduzir vazamentos e para garantir lubrifi-
cação adequada da bomba e outras partes móveis.
Qualquer mudança na temperatura do fluido hidráulico
tem um efeito direto na viscosidade. Por esta razão, a
faixa de temperatura de trabalho de um sistema hidráu-
lico deveria ser relativamente estreita para manter a
flutuação da viscosidade a menor possível. Para a sele-
ção correta do fluido é necessário conhecer a tempera-
tura ambiente e de trabalho. Em sistemas selados estas
são a temperatura do circuito e em sistemas abertos, a
temperatura do tanque. A viscosidade do fluido selecio-
nado deve estar na faixa ótima para operação, entre 16
– 36 mm2s
-1. Em condições sensíveis (durante a partida
fria, sobre carga de curto prazo) a viscosidade mostra-
da na Tabela 1 pode ser aplicada, dependendo do tipo
da bomba utilizada.
Temperaturas normais de operação dependem da tem-
peratura ambiente, pressão e outros fatores. Em siste-
mas hidráulicos estacionário de baixa e média pressão,
a temperatura de operação deve estar em torno de 40
– 50°C (temperatura do tanque). Para sistemas que
operam em altas pressões (mais de 400 bar), a tempe-
ratura média pode ser em torno de 10 – 20°C mais alta.
Deve ser lembrado que a temperatura do fluido na saí-
da da bomba, do motor ou válvulas é maior que do tan-
que ou da temperatura média do sistema. A temperatu-
ra do fluido não deve nunca exceder 90°C (máximo
100°C) em qualquer parte do sistema.
A viscosidade de partida e de trabalho são estabeleci-
das por vários graus de viscosidade ISO (ver Apêndi-
ce). A maioria das aplicações podem ser satisfeitas
com os graus de viscosidade 15, 22 (para baixa tempe-
ratura ambiente), 32, 46 e 68.
A razão da variação da viscosidade com a temperatura
é denominada índice de viscosidade (IV).
O índice de viscosidade é um valor numérico calculado
a partir da viscosidade cinemática do fluido a 40°C e a
100°C. Quanto maior o IV do fluido, menor a variação
de sua viscosidade com a temperatura. A composição
e o processamento do fluido alteram o IV.
Quando lidamos com sistemas hidráulicos sujeitos a
amplas variações de temperatura, o IV assume grande
importância. Com fluidos de maior IV as bombas po-
dem partir a temperaturas ambiente mais baixas; nes-
sas condições, a excessiva viscosidade de um fluido de
baixo IV poderia causar problemas. Quando o equipa-
mento atinge a temperatura normal de operação, o flui-
do de maior IV terá mais “corpo” para ajudar a minimi-
zar vazamentos internos e desgaste.
Ponto de Fluidez
O ponto de fluidez é a mais baixa temperatura na qual
o fluido pode fluir, quando resfriado sob determinadas
condições. Esse valor só é interessante quando o siste-
ma hidráulico deve ser submetido a baixas temperatu-
ras. Via de regra, o ponto de fluidez deve ser cerca de
11°C inferior a mais baixa temperatura a que o fluido
será submetido em operação.
Tipo de bomba Viscosidade máx. permitida (partidas a frio) em mm2s-1
Viscosidade mín. permissível (durante condições de carga, temperatura máxima permitida do óleo
de 90°C) em mm2s-1
Bomba de engrenagens Em torno de 1.000 10 – 25
Bomba de pistão 1.000 – 2.000 10 – 16
Bomba de palheta rotativa 200 – 800 16 – 25
Tabela 1. Viscosidade sugerida para bombas hidráulicas na temperatura de partida e na operação
Capítulo I: Parte II
5
Estabilidade à Oxidação
É geralmente considerada a mais importante proprieda-
de de um fluido hidráulico, do ponto de vista do desem-
penho. A oxidação é uma reação que é acelerada pelo
calor, por catalizadores metálicos (como o cobre), pela
agua e outros contaminantes externos.
A temperatura é o principal acelerador da oxidação do
fluido. Segundo uma norma prática, em termos aproxi-
mados, a taxa de oxidação dos hidrocarbonetos dobra
a cada 10°C de aumento de temperatura. Abaixo de
60°C a taxa de reação é lenta. Contudo, à medida que
a temperatura aumenta ela pode se tornar um impor-
tante fator na vida útil dos fluidos hidráulicos. Por exem-
plo, a vida normal de 4.000 horas a 80°C poderá ser
reduzida a 2.000 horas se a temperatura operacional
subir a 90°C.
Num sistema hidráulico típico há muitas fontes de gera-
ção de calor. Sempre que um fluido de alta pressão
retornar ao reservatório sem produzir trabalho, sua
energia será convertida em calor. Grandes quedas de
pressão em passagens muito estreitas, como uma vál-
vula de alívio de pressão, geram calor à medida em
que a pressão do fluido é reduzida. O atrito mecânico
devido às partes móveis e vazamentos no interior da
bomba contribuem para o acúmulo de calor no sistema.
A rápida compressão do ar absorvido gera considerável
calor no fluido.
Espuma e Liberação de Ar
Espuma e aeração são geralmente causadas por pene-
tração de ar no sistema através de uniões frouxas nas
linhas de aspiração da bomba, vedadores e engaxeta-
mentos frouxos ou gastos ou baixo nível de fluidos no
reservatório.
Espuma é um fenômeno de superfície, não sendo, em
pequena quantidade, considerada prejudicial. Aeração
e ar absorvido é uma dispersão de pequenas bolhas de
ar por todo o fluido. Devido à sua fácil compressibilida-
de esse gás reduz drasticamente o módulo de elastici-
dade do fluido, dando características esponjosas ao
sistema. No entanto, se uma pressão for aplicada lo-
calmente, pode dar início ao processo chamado cavita-
ção. A palavra cavitação literalmente significa formar
cavidades. A cavitação é mais provável de acontecer
em um sistema aberto com volume constante. Tais sis-
temas incluem linhas de sucção da bomba e portas de
entrada, onde perdas de fluxos são causadas por se-
ções transversais estreitas, filtros, tubos de distribuição
e excessiva altura de sucção. As consequências são
distúrbios no comportamento de entrega, ruídos e um
aumento de desgaste devido a lubrificação inadequada.
Separação de Água
A umidade pode contaminar os sistemas hidráulicos,
em decorrência da condensação ou proveniente de ou-
tras fontes. Dependendo dos aditivos escolhidos, os
fluidos hidráulicos podem ser formulados para formar
emulsões com a água ou para separar-se dela. Os
óleos de motor são exemplos de fluidos hidráulicos que
emulsionam a água que entra no sistema. Embora pos-
sa ser tolerado algum grau de emulsão, se a contami-
nação pela água for excessiva o sistema necessitará de
drenagem. A opção por fluidos que emulsionam ou se
separam prontamente da água depende, em parte, da
configuração do sistema. Sistemas hidráulicos, notada-
mente os de grande porte, podem ser projetados para
tirar proveito dos fluidos com boas características de
separação de água.
Propriedades Antidesgaste
Nos últimos anos as características antidesgaste dos
fluidos hidráulicos tem recebido maior atenção. Fluidos
para serviço severo, são geralmente especificados para
bombas que operam a altas pressões e velocidades.
Nas bombas de palhetas ou engrenagens operando a
pressões superiores a 68 bar e/ou 1.200 rpm os fluidos
do tipo antidesgaste são uteis para minimizar o desgas-
te da bomba: em muitos casos são necessários para
assegurar operação satisfatória.
Para sistemas com bombas de pistão, principalmente
do tipo axial, os fluidos sem aditivação antidesgaste
podem ser satisfatórios na faixa de pressão de 241 a
345 bar (3498 a 5006 psi). Entretanto as características
da bomba e/ou outros requisitos do sistema podem de-
terminar a necessidade de fluidos do tipo antidesgaste;
tais fluidos devem ser compatíveis com a metalurgia da
bomba. Em todos os casos, só deve ser utilizado o flui-
do indicado pelo fabricante da bomba.
A grande variedade de características diferentes reque-
ridas dos fluidos hidráulicos não consegue ser satisfei-
tas somente por um óleo base. Substâncias químicas
especiais melhoram ou complementam o desempenho
técnico de fluidos hidráulicos.
COMPOSIÇÃO DE FLUIDOS HIDRÁULICOS
(FLUIDOS BÁSICOS E ADITIVOS)
Figura1. Diagrama básico para formulação de lubrificantes
Seleção de Lubrificantes
6
Em geral, um fluido hidráulico consiste de um fluido ba-
se, usualmente chamado óleo base, e substâncias quí-
micas, usualmente chamadas aditivos. A qualidade e
desempenho do fluido hidráulico depende da qualidade
do óleo base e a combinação dos aditivos ou do pacote
de aditivos utilizados. Os aditivos melhoram certas ca-
racterísticas as quais o óleo base não consegue forne-
cer ou não fornece em quantidade suficiente. Tendo em
mente aspectos técnicos e ecológicos, o tipo de óleo
base e os tipos de aditivos ultimamente definem a clas-
sificação de um óleo hidráulico.
Óleos bases minerais (óleos parafínicos, naftênicos ou
brancos) e/ou misturas disso são utilizados como óleos
bases. Fluidos sintéticos base de óleos hidrocraquea-
dos (óleos grupo III), polialfaolefinas (PAO), ésteres e
poliglicois (PAG) são usados principalmente em óleos
resistentes ao fogo, fluidos rapidamente biodegradáveis
ou fluidos hidráulicos especiais. Óleos vegetais natu-
rais, tais como óleo de canola são frequentemente en-
contrados em fluidos rapidamente biodegradáveis.
Óleos hidráulicos grau alimentício são geralmente base-
ados em óleos brancos especiais, polialfaolefinas e poli-
glicois.
Categoria Composição
Características Típicas
Campo de Aplicação
Temperatura de Operação DIN ISO-L
- HH Óleo mineral refinado não inibido Sistemas hidráulicos sem necessidades específicas (raramente utilizado). -10 a 90°C
HL HL Óleo mineral refinado com propriedades me-lhoradas antiferrugem e antioxidante
Sistema de acionamento hidrostática com alto estresse térmico, necessita boa separação de água. -10 a 90°C
HLP HM Óleo do tipo HL com propriedades melhoradas antidesgaste
Sistemas hidráulicos em geral o qual incluem componentes com alta carga, necessita boa separação de água. -20 a 90°C
- HR Óleos do tipo HL com aditivos para melhorar o comportamento viscosidade-temperatura
Faixa de temperatura de operação maior comparado com o HL. -35 a 120°C
HVLP HV Óleos do tipo HM com aditivos para melhorar o comportamento viscosidade-temperatura
Unidades de força hidrostática em equipamentos de construção ou marítimos, -35 a 120°C
- HS Fluidos sintéticos sem características específi-cas de inflamabilidade e de propriedades de resistência ao fogo
Aplicações especiais em sistemas hidrostáticos, propriedades especiais, -35 a 120°C
HG Óleos do tipo HM com aditivos para melhorar o comportamento stick-slip, e propriedades anti stick-slip
Máquinas com modos de sistema de lubrificação combinado hidráulico e rolamento plano, onde vibração ou deslizamento intermitente (stick/slip) em baixa velocidade deve ser minimiza-do. Temperatura: -30 a 120°C
HLPD - Óleos do tipo HM com aditivos detergente/ dispersante
O aditivo detergente/ dispersante em unidades de acionamento hidrostático com alto estresse térmico, o qual requer aditivos EP/AW, mantém os contaminantes em suspensão.
CLASSIFICAÇÃO DE FLUIDOS HIDRÁULICOS
Dependendo do uso final, os óleos hidráulicos podem
ser alocados em um dos dois grupos principais de flui-
dos, para aplicações hidrostáticas e para aplicações
hidrodinâmicas.
Os óleos hidráulicos utilizados em aplicações hidrodinâ-
micas podem ser alocados em fluidos ATF, acoplamen-
to e conversor.
FLUIDOS HIDRÁULICOS BASE MINERAL
De acordo com a DIN 51 524 e ISO 6743/4, estes flui-
dos podem ser categorizados conforme Tabela 2.
A. Óleos hidráulicos H
Óleos hidráulicos minerais, tipo H são geralmente
óleos básicos sem aditivos.
B. Óleos hidráulicos HL Fluidos hidráulicos com aditivos para melhorar a
estabilidade ao envelhecimento e proteção contra
corrosão.
Estes óleos são utilizados em sistemas hidráulicos
que não precisam ser protegidos do desgaste tais
como em aço e laminadora mecânica onde as con-
dições prevalecentes faz o fluido ser contaminado
com água.
Tabela 2. Categorias de fluidos hidráulicos conforme normas ISO 6743/4 e DIN 51.524
Capítulo I: Parte II
7
C. Óleos hidráulicos HLP
Comparado com fluidos HL, estes óleos contem
agentes adicionais para reduzir desgaste e/ou me-
lhorar o comportamento de extrema pressão. Este
é o grupo dominante de óleos hidráulicos no mun-
do. Eles são óleos hidráulicos universais para uma
grande variedade de aplicações e componentes
com altas cargas e são utilizados em aplicações
que requerem boa estabilidade ao envelhecimento,
proteção contra corrosão e proteção contra o des-
gaste. Estes óleos são utilizados como produtos
universais em prensas hidráulicas, máquinas de
fundição e em siderurgia quando é especificado um
fluido com proteção antidesgaste.
D. Óleos hidráulicos HVLP
Comparado com o grau HLP, estes fluidos têm alto
índice de viscosidade (IV > 140). Eles, entretanto,
têm bom comportamento viscosidade-temperatura.
Uma viscosidade baixa na partida em baixas tem-
peraturas e uma viscosidade alta na operação em
altas temperaturas é uma vantagem técnica signifi-
cativa sobre os óleos HLP. O uso destes óleos tem
crescido rapidamente nos últimos anos. Eles são
perfeitos para temperaturas de operação flutuantes
tais como aquelas encontradas em sistemas hi-
dráulicos automotivos, eclusas e teleféricos.
E. Óleos hidráulicos HLPD
Comparado com produtos HLP, estes óleos hidráu-
licos contem aditivos detergente/ dispersantes o
qual finamente dispersa, suspende e emulsifica
água, sujeira, produtos de oxidação e contaminan-
tes e então dessa forma impede o acúmulo de de-
pósitos nos componentes hidráulicos. Estes óleos
FLUIDOS HIDRÁULICOS RESISTENTES AO FOGO
Fluidos resistentes ao fogo tem sido desenvolvido para
aplicações em mineração, fundição, siderurgia e avia-
ção. Estes fluidos têm temperaturas de ignição significa-
tivamente maiores ou propriedades resistentes ao fogo
e assim proporciona melhor proteção ao fogo que os
óleos minerais. O uso destes fluidos é compulsório em
algumas aplicações, como por exemplo mineração sub-
terrânea de carvão.
Fatores de avaliação incluem as características físicas
dos diferentes tipos de fluidos e suas especificações
técnicas e de resistência ao fogo. As grades dos dife-
rentes tipos de fluidos são:
HFAE: Emulsão óleo em água (óleo base mineral)
HFAS: Sintético, soluções base água (base ester
e/ou poliglicol)
HFB: Emulsão água em óleo (óleo base mineral)
HFC: Monômero base água e solução de polímero
(base poliglicol)
HFD: Fluidos livres de água (base ester)
Categoria, 7° Relatório Luxemburgo
Composição Características Típicas
Campo de Aplicação Temperaturas de operação
Fluidos hidráulicos resistentes ao fogo contendo água
HFA E Emulsão óleo em água ou éster sintético. Conteúdo de água > 80%
Transmissões, em torno de 30 bar, altas pressões de trabalho, acionamentos hidrostáticos, cerca de 160 bar, baixas pressões de trabalho—5 a <55°C HFA S
Produtos sintéticos aquosos livres de óleo mineral. Soluções químicas. Conteúdo de água >80%
HFB Emulsões água em óleo. Conteúdo de óleo mineral em torno de 60%
Aprovado somente em alguns países—5 a 60°C
HFC Soluções poliméricas em água Conteúdo de água >35%
Acionamentos hidrostáticos, aplicações em mineração e indústrias—-20 a 60°C
Fluidos hidráulicos sintéticos resistentes ao fogo, livre de água
HFD R Fluidos sintéticos livres de água consistindo de ésteres fosfato, não solúvel em água.
Lubrificação e controle de turbinas, hidráulicos indus-triais—-20 a 150°C Em aplicações hidrostáticas frequentemente 10 a 70°C
HFD U Fluidos sintéticos livres de água de outras composições (tipo ácido carboxílico)
Acionamentos hidráulicos, sistemas hidráulicos indus-triais—-35 a <90°C
são frequentemente usados em máquinas de corte,
onde o fluido de corte pode contaminar o sistema
hidráulico. Óleos HLPD impedem a precipitação de
sólidos e impurezas do fluido. Eles são mantidos
em suspensão e são removidos na fase de filtra-
gem.
Tabela 3. Categorias de fluidos hidráulicos resistentes ao fogo.
Seleção de Lubrificantes
8
A. Fluidos HFA
Os fluidos HFA são raramente utilizados em aplica-
ções industriais por causa de sua baixa caracterís-
tica antidesgaste e viscosidade muito baixa. Seu
uso principal é em hidráulica de mineração e em
alguns moinhos de aço. A concentração típica de
HFAE base mineral ou soluções sintéticas HFAS
está entre 1 e 5% em água. Os fluidos HFA estão
ganhando aceitação como fluidos hidráulicos em
máquina de hidroconformação e em robôs industri-
ais utilizados na indústria automotiva. Os fluidos
HFA devem ser utilizados em sua concentração
recomendada para assegurar ótimo desempenho
técnico e bio-estabilidade.
B. Fluidos HFB
Fluidos HFB são emulsões água em óleo com uma
quantidade de óleo mineral de cerca de 60% (m/
m). Por causa da sua alta concentração de óleo
mineral, este fluido não passa no teste prescrito
ignição-spray em muitos países.
C. Fluidos HFC Os fluidos HFC são normalmente baseados na
mistura de 35 – 50% de água completamente des-
mineralizada com poliglicois como espessadores.
Etileno e propileno são utilizados para melhorar as
características de comportamento em baixas tem-
peraturas do fluido. Fluidos hidráulicos HFC po-
dem ser utilizados até 250 bar ou acima. Eles são
utilizados em uma grande variedade de aplicações
na indústria de aço, fundições, plantas de forja, em
máquinas de fundição, em prensas hidráulicas e
em qualquer outro sistema pressurizado onde um
vazamento represente perigo de incêndio. A faixa
de temperatura dos fluidos HFC está entre -20°C a
60°C porque a alta temperatura pode acarretar em
perda excessiva de fluido por causa da alta con-
centração de água.
D. Fluidos HFD
Fluidos HFD são sintéticos, livre de água e resis-
tentes ao fogo. Usualmente são utilizados os flui-
dos HFDR de base éster de ácido fosfórico ou flui-
dos HFDU de base éster de ácido carboxílico ou
poliésteres. Atualmente, os fluidos HFDR contendo
ésteres de ácido fosfórico são utilizados como flui-
dos de controle e regulagem em turbinas e como
fluidos hidráulicos em sistemas de aviação. Os
fluidos HFDU de base de ácidos carboxílicos e
poliésteres constituem o maior segmento de flui-
dos HFD. Eles são normalmente utilizados em em-
breagens hidrodinâmicas e sistemas hidráulicos de
alto desempenho a pressões de 250 – 350 bar e
temperaturas de 70 – 100°C e maiores. Eles de-
monstram boas características em lubrificação limi-
te e em biodegradabilidade.
Categoria,
VDMA 24568 e
ISO 15380
Composição
Características Típicas
Campo de Aplicação
Temperaturas de operação
Fluidos rapidamente biodegradáveis, livre de água
HEPG Glicóis polialquilenos solúveis em água Acionamentos hidrostáticos, travas -30 a <90° (temp. do reservatório -20 a 80°C)
HETG Triglicerídeos (óleos vegetais) não solúvel em água
Acionamentos hidrostáticos, sistemas hidráulicos móveis -20 a <70°C (temp. do reservatório -10 a 70°C)
HEES Ésteres sintéticos não solúveis em água Acionamentos hidráulicos, sistemas hidráulicos industri-ais e móveis -30 a <90°C (temp. do reservatório -20 a 80°C)
HEPR Polialfaolefinas e/ou hidrocarbonetos correlatos, não solúvel em água
Acionamentos hidrostáticos, sistemas hidráulicos indus-triais e móveis -35 a <80°C (temp. do reservatório -30 a 100°C)
FLUIDOS BIODEGRADÁVEIS
Fluidos hidráulicos ambientalmente amigáveis e rapida-
mente biodegradáveis foram originalmente desenvolvi-
dos para assegurar compatibilidade ecológica. Eles são
utilizados em sistemas móveis e estacionários.
Fluidos hidráulicos rapidamente biodegradáveis são
alocados em muitas famílias de produtos conforme
abaixo:
HETG: triglicerídeo (não solúvel em água, base
vegetal)
HEES: éster sintético (não solúvel em água)
HEPG: poliglicol ( solúvel em água)
HEPR: polialfaolefinas e produtos correlatos.
A Tabela 4 mostras as categorias de fluidos hidráulicos
Tabela 4. Categorias de fluidos hidráulicos ambientalmente amigáveis.
Capítulo I: Parte II
9
ambientalmente amigável.
A. HETG: Triglicerídeo, tipo óleo vegetal
O éster natural utilizado para o grupo de lubrifican-
tes HETG são primeiramente os triglicerídeos. Os
mais importantes ésteres são de óleo de canola e
de girassol. Por causa dos óleos hidráulicos HETG
resistirem a cargas térmicas e oxidativas menores
que os óleos minerais, eles são utilizados para apli-
cações de média temperatura e baixa pressão, ou
aplicações com perda total.
B. HEES: Éster sintético
Ésteres sintéticos são um grupo de substâncias
com grande variação de estruturas químicas. Suas
vantagens incluem excelente estabilidade a oxida-
ção, boa compatibilidade de material e excelente
desempenho tribológico. Estes produtos, que são
muito mais caros que os óleos minerais, são utiliza-
dos em alta pressão, alta temperatura e em siste-
mas hidráulicos com pressões muito alta, por exem-
plo acionamentos hidráulicos móveis e hidrostáti-
cos, em condições severas.
C. HEPG: Tipo Poliglicol
Os poliglicois diferem dos outros fluidos hidráulicos
por serem solúveis em água. Como um resultado
de sua solubilidade em água, os fluidos hidráulicos
base glicol podem, e devem conter água. A solubili-
dade em água dos poliglicois (sua mobilidade, con-
taminação do solo e de água subterrânea) e sua
incompatibilidade com óleos minerais tem limitado
sua aceitação. Poliglicois são primeiramente utiliza-
dos na indústria de fornecimento de água, sistemas
hidráulicos de eclusas e em aplicações off-shore
como fluido hidráulico rapidamente biodegradável
especialmente quando a aplicação leva a inevitável
contaminação do fluido hidráulico pela ingressão de
água.
D. HEPR: Polialfaolefinas e hidrocarbonetos correlatos
Por causa de sua biodegradabilidade, polialfaolefi-
nas de baixo peso molecular e seus corresponden-
tes hidrocarbonetos derivados são classificados
como fluido hidráulico ambientalmente amigável.
Os fluidos HEPR são mais rapidamente biodegra-
dáveis que os óleos minerais, mas significantemen-
te menos biodegradável que a maioria dos fluidos
base éster e óleos naturais como o de canola. As
propriedades técnicas destes óleos são similares
aos óleos minerais mas tem a vantagem da rápida
biodegradabilidade.
FLUIDOS HIDRÁULICOS GRAU ALIMENTÍCIO (5)
A classificação de óleos hidráulicos compatível com o
gênero alimentício é determinada pelas diretrizes da
FDA (Food and Drug Administration) e NSF (National
Sanitation Foundation). A emissão de aprovação de
lubrificantes H1 e H2 dependem da classificação dos
componentes pela FDA, tais como óleos bases e aditi-
vos. A diretriz de higiene europeia 93/43 EWG e Siste-
ma de Gerenciamento de Análise de Risco e Controle
de Pontos Críticos (HACCP) promovem o uso de lubrifi-
cantes seguros na indústria de processamento de ali-
mentos.
Lubrificantes grau alimentício são produtos aceitáveis
para uso em carnes, aves e outros equipamentos de
processamento de alimentos, aplicações e plantas. Os
tipos de lubrificantes em aplicações alimentícias são
colocados em três categorias baseados na probabilida-
de de entrar em contato com o alimento. A USDA criou
as designações originais grau alimentício H1, H2 e H3.
A aprovação e registro de um novo lubrificante dentro
de uma destas categorias depende dos ingredientes
utilizados na formulação. As três designações estão
descritas abaixo:
A. Lubrificantes NSF H3
Também conhecidos como solúvel ou óleo comestí-
vel, são utilizados para limpar e prevenir ferrugem
em ganchos, carrinhos e equipamentos similares.
Equipamento aplicado com lubrificante H3 deve ter
a superfície lavada ou limpada antes de colocar o
equipamento em serviço.
B. Lubrificantes NSF H2
São lubrificantes utilizados em partes de equipa-
mentos ou máquinas, em locais onde não existe a
possibilidade que o lubrificante ou a superfície lubri-
ficada entre em contato com o alimento. Pelo moti-
vo de não haver risco de contato com o alimento,
os lubrificantes H2 não possuem uma lista definida
de ingredientes aceitáveis. Eles, entretanto, não
podem conter intencionalmente metais pesados tais
como antimônio, arsênio, cádmio, chumbo, mercú-
Seleção de Lubrificantes
10
rio ou selênio. Também, os ingredientes não devem
conter substâncias que são cancerígenas, mutagê-
nicas, teratogênicas ou ácidos minerais.
C. Lubrificantes NSF H1
São lubrificantes utilizados em ambientes de pro-
cessamento de alimentos onde existe a possibilida-
de de contato incidental com o alimento. A formula-
ção do lubrificante deve ser composta por um ou
mais óleos base, aditivos e espessantes aprovados
e listados na 21 CFR 178.3750. Somente a quanti-
dade mínima necessária de lubrificante deve ser
usada no equipamento.
Óleos Bases Aceitáveis para Grau Alimentício
Dependendo se o lubrificante grau alimentício é H1 ou
H2, a lista de óleos base irá variar. As diretrizes de
óleos base para lubrificantes H2 são menos restritivas
e, consequentemente, permite uma grande variedade
de óleos base. Muitos produtos utilizados em plantas
industriais (não alimentícias) são também usadas em
plantas alimentícias para aplicações H2. Lubrificantes
H1 são muito mais limitados desde que são projetados
para permitir exposição acidental com o alimento pro-
cessado. Os óleos base aprovados para lubrificantes
H1 podem ser sintéticos ou minerais.
Lubrificantes Base Mineral
Óleos minerais utilizados em lubrificantes grau alimentí-
cio H1 são tanto óleo mineral branco grau técnico ou
mineral branco grau USP. Eles são altamente refinados
e não possuem cor, sabor, odor e não mancham.
Lubrificantes Sintéticos
Lubrificantes sintéticos H1 são principalmente polialfao-
lefinas (PAO). Comparado ao óleo mineral branco, eles
têm estabilidade a oxidação significativamente maior e
maior faixa de temperatura de operação. Outro lubrifi-
cante sintético H1 utilizado é polialquileno glicol (PAG).
Estes lubrificantes são mais utilizados em aplicações
em altas temperaturas.
BIBLIOGRAFIA
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Fluids em Handbook of lubrication and tribology, volume I,
cap. 11, pag 11-1
FITCH, J.C.; GEBARIN, S.; WILLIAMSON, M: Hydraulic fluids em
Handbook of lubricants and tribology, volume I, cap. 25, pag
25-1
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BOCK, W: Hydraulic oils em Lubricants and lubrication, 2° Edi-
ção, Wiley-VHC GmbH, Weinheim, 2007, cap.11, pag 274,
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LANSDOWN, A.R.: Lubrication and lubricant selection—a prac-
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mited, London, 2004, Cap. 2, pag, 17
SISTEMAS HIDRÁULICOS—II; REVISTA LUBRIFICAÇÃO, Texaco
Brasil S.A., 1983.
Capítulo I: Parte II
11
APÊNDICE
Tabela ISO de Grau de Viscosidade para Lubrifican-
tes Industriais
GRAU ISO
VISCOSIDADE
MÉDIA A 40°C
(cSt)
LIMITES DE VISCOSIDADE A
40° (cSt)
MÍNIMO MÁXIMO
ISO VG 22 22 19,8 24,2
ISO VG 32 32 28,8 35,2
ISO VG 46 46 41,4 50,6
ISO VG 68 68 61,2 74,8
ISO VG 100 100 90 110
ISO VG 150 150 135 165
ISO VG 220 220 198 242
ISO VG 320 320 288 352
ISO VG 460 460 414 506
ISO VG 680 680 612 748
ISO VG 1000 1000 900 1100
ISO VG 1500 1500 1350 1650
ISO VG 2200 2200 1980 2420
ISO VG 3200 3200 2880 3520
Tabela de Equivalência Entre Alguns Lubrificantes
para Sistemas Hidráulicos
Abaixo estão relacionados alguns lubrificantes que são
equivalentes em termos de classificação ISO e DIN e
baseado nestas informações devem possuir pacote de
aditivos e desempenho semelhantes. Talvez os mes-
mos fabricantes possuam outros produtos que poderiam
fazer parte desta lista, mas, no entanto, nos respectivos
descritivos técnicos não constam informações sobre a
classificação.
Na internet é possível encontrar várias tabelas de equi-
valência mais completas do que a mostrada abaixo,
porém várias delas estavam desatualizadas e alguns
produtos não constavam mais da lista de lubrificantes
comerciais dos fabricantes.
Outro fator importante é que existem inúmeras marcas
de fabricantes para óleos hidráulicos no mercado. Boa
parte destas empresas entram no mercado oferecendo
produtos com preços menores e com desempenho
equivalente às categorias HLP ou superior. Nossa reco-
mendação é que todos os lubrificantes novos sejam
analisados em laboratórios aptos a realizar análises que
visam avaliar as características de proteção e desempe-
nho, tais como proteção contra corrosão e ferrugem em
aço, estabilidade a oxidação e demulsibilidade.
Outra dica é visitar o site da Agência Nacional do Petró-
leo no link abaixo e verificar se o fabricante do produto
possui alguma não conformidade referente ao produto
que está sendo adquirido.
Link: http://www.anp.gov.br/?id=624
Seleção de Lubrificantes
12
GLOSSÁRIO
Agente antidesgaste – um aditivo que minimiza o
desgaste causado pelo contato metal-metal durante
condições de lubrificação limite leve (por exemplo pa-
radas e partidas, oscilação de movimento). O aditivo
reage quimicamente com a superfície do metal e for-
ma um filme em condições normais de operação.
Demulsibilidade – teste de tempo necessário para
uma emulsão específica óleo-água quebrar, usando o
método ASTM D1401. Óleos minerais altamente refi-
nados, não aditivados têm boa demulsibilidade. Mes-
mo depois de agitação severa na mistura óleo-água, o
óleo se separa e aumenta rapidamente em cima da
água. Isto também acontece em outros óleos formula-
dos para boa demulsibilidade. Esta é uma característi-
ca desejável de óleos tais como óleos de circulação
que devem separar da água rapidamente. Demulsibili-
dade é então a medida da habilidade de um óleo lu-
brificante de se separar da água, uma importante con-
sideração na manutenção de muitos sistemas de cir-
culação de óleo.
Detergente/Dispersante – um aditivo típico de óleo
para motor. Um detergente neutraliza quimicamente
os contaminantes ácidos no óleo antes deles se tor-
narem insolúveis e saírem do óleo, formando borra.
Os dispersantes operam para quebrar as partículas
insolúveis contaminantes já formadas. As partículas
são mantidas finamente divididas para que continuem
dispersas no óleo.
Emulsão – uma mistura mecânica de dois líquidos
mutuamente insolúveis (tais como óleo e água). Emul-
sificação pode ou não ser desejada, dependendo das
circunstâncias.
(EP) Extrema Pressão - estes aditivos reagem com o
metal das superfícies sob pressão superficial muito
elevada, formando um composto químico que reduz o
atrito entre as peças. Minimizam o contato direto entre
as partes evitando o rompimento da película lubrifi-
cante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas.
Esta reação se dá a temperaturas pontuais elevadas
(cerca de 500°C).
Grau Técnico—destinados a fins industriais corren-
tes, com um grau de pureza não muito elevado.
Grau USP—a sigla USP significa United States Phar-
macopeia (Farmacopéia dos Estados Unidos) e é atri-
buída a matérias-primas que podem ser utilizadas
tanto para uso externo como para uso interno (podem
ser ingeridas).
Inibidor de corrosão – um aditivo para proteger as
superfícies contra ataques químicos de contaminantes
do lubrificante. Os tipos mais comuns de inibidores de
corrosão geralmente reagem quimicamente com a su-
perfície do metal a ser protegido, formando um filme
inerte nestas áreas.
Inibidor de espuma – aditivo que causa a dissipação
da espuma mais rapidamente. Ele promove a combina-
ção de bolhas pequenas em bolhas grandes que estou-
ra mais facilmente.
Inibidor de ferrugem – aditivo lubrificante para
proteger componentes ferrosos da ferrugem causada
pela contaminação com água ou outro material perigoso
da degradação do óleo.
Inibidor de oxidação – produto químico adicionado em
pequenas quantidades a um produto de petróleo para
aumentar sua resistência a oxidação e por isso aumen-
tar seu período de uso e armazenamento.
m/m – preparo de misturas através de quantidades em
massa.
Melhoradores do Índice de Viscosidade - tem a fun-
ção de reduzir a tendência de os óleos lubrificantes vari-
arem sua viscosidade com a variação da temperatura.
Oxidação – uma forma de deterioração química na qual
os produtos de petróleo estão sujeitos. A resistência de
muitos produtos de petróleo a oxidação são muito altas.
A oxidação usualmente envolve a adição de átomos de
oxigênio e o resultado é quase sempre degradação. Ela
é acelerada por altas temperaturas e a reação se torna
significante em temperaturas acima de 70°C. Para cada
10°C de aumento, a razão de oxidação dobra. A oxida-
ção também é promovida pela presença de metais cata-
lisadores, sendo o cobre particularmente ativo. Em com-
bustíveis e óleos lubrificantes, a oxidação produz bor-
ras, vernizes, gomas e ácidos, todos eles indesejáveis.
Ponto de fluidez - é um indicador de fluxo de baixa
temperatura amplamente utilizado e é 3°C acima da
temperatura a que um produto líquido de petróleo
normalmente mantém a fluidez. É um fator significativo
para partida em tempo frio, mas deve ser considerado
juntamente com capacidade de bombeamento, que é a
facilidade com que um óleo pode ser bombeado a
baixas temperaturas.
Rebaixadores de Ponto de Fluidez - melhoram a flui-
dez dos óleos quando submetidos a baixas temperatu-
ras, evitando a formação de cristais que restringem o
fluxo dos mesmos.
Capítulo I: Parte II
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