A análise de óleos é um processo importante de determinação das condições de lubrificação e desgaste de um determinado componente de máquinas pesadas. Neste artigo, são abordados os objetivos e as principais características desse procedimento, incluindo as tecnologias disponíveis para seu processamento e as vantagens de se manter um programa organizado de controle.

A análise de óleos começou a ser aplicada ainda na década de 50, tendo sua utilização se intensificado com a crise do petróleo, quando passou a ser um instrumento de monitoramento das condições dos óleos lubrificantes, identificando eventuais necessidades de troca ou reposição parcial. Posteriormente, a legislação ambiental exigiu providências rigorosas referentes ao tratamento e descarte dos lubrificantes.

Em relação ao lubrificante, podem ocorrer dois processos de falha: contaminação por partículas decorrentes do desgaste dos componentes ou de agentes externos (sendo a água o mais comum), ou degradação das propriedades físico-químicas do lubrificante (que irão prejudicar suas características de lubrificação).

Seja como for, por meio da verificação da composição química, teor e tamanho dos contaminantes é possível avaliar as condições do componente e evitar o agravamento do desgaste e eventuais avarias. A análise do óleo permite, portanto, reduzir as falhas relacionadas a deficiências do lubrificante, mas também evitar o desgaste prematuro dos componentes e, em consequência, aumentar a disponibilidade e produtividade do equipamento, ajudando a reduzir os custos de lubrificação e manutenção.

Para sua execução, são colhidas amostras dos lubrificantes, retiradas diretamente dos componentes a serem monitorados em cada equipamento. A retirada deve ser feita de modo a garantir a homogeneidade da amostra e impedir a interferência de contaminação local (tanto do meio como do recipiente de coleta).

Uma vez obtida, a amostra deve ser identificada de modo a permitir o acompanhamento. Para tanto, será necessário executar análises periódicas, que permitirão avaliar as tendências de agravamento dos sintomas observados. As análises podem ser divididas em quatro grupos: (1) análise físico-química, (2) análise de contaminação, (3) análise espectrofotométrica e (4) ferrografia.

PROCESSOS

A análise físico-química tem por objetivo identificar as condições do lubrificante, com diferentes verificações. Por exemplo, na viscosidade cinemática (medida da resistência de um fluido ao escoamento), em que os ensaios são realizados de acordo com as normas ASTM D445 e NBR 10441, com resultado expresso em centistokes (cSt) ou em cm2/seg. Grosso modo, a viscosidade aumenta com a presença de contaminantes não solúveis ou água, diminuindo devido à contaminação por solventes ou óleos de menor viscosidade.

O índice de viscosidade, por sua vez, mede a variação da viscosidade em relação à temperatura. É um valor adimensional, cuja determinação segue as normas ASTM D 2270 e NBR 14358. Já no ponto de fulgor, é medida a temperatura (oC) que o óleo deve atingir para inflamar os vapores, provocando uma rápida chama. Este ensaio também está definido na ASTM D92, assim como o ponto de inflamação, em que é medida a temperatura (oC) que o óleo deve atingir para que se inflamem os vapores e se mantenha a combustão.

Já o Total Acid Number (TAN) indica a quantidade total de substâncias ácidas presentes no óleo, que podem atacar as superfícies metálicas e produzir contaminantes insolúveis. Definido nas normas ASTM D664 e D974, o procedimento tem resultado expresso em mgKOH/g. Ainda na análise físico-química, a corrosão em lâmina de cobre define as características anticorrosivas do óleo, determinando o comportamento do lubrificante em relação ao cobre e suas ligas. Este processo está definido nas normas ASTM D130 e NBR 14359.

Ao lado da análise físico-química, a espectrofotometria é o processo mais difundido. Este ensaio pode ser feito por absorção atômica – a mais comum – ou por emissão óptica. Em linhas gerais, identifica todos os elementos químicos presentes no lubrificante e suas respectivas porcentagens.

No procedimento, a amostra é colocada em uma câmara de combustão, onde os materiais são desintegrados até seu nível atômico. Como cada elemento químico possui uma frequência específica, também é possível quantificar a presença dos contaminantes.

Esses ensaios fornecem informações sobre as substâncias metálicas presentes no fluido, permitindo identificar os componentes com problemas e seus respectivos níveis de desgaste. Permite ainda identificar os aditivos presentes no lubrificante.

Na análise de contaminação, por sua vez, verifica-se se o lubrificante foi contaminado por substâncias que se infiltram no sistema a partir do exterior, mas também por reações químicas que ocorrem no lubrificante e entre o lubrificante e determinados contaminantes, ou ainda por partículas originárias do desgaste dos componentes. Os principais ensaios usados para detectar contaminantes incluem Karl Fisher e Destilação, que são usados para identificar a presença de água. Ressalte-se que tais ensaios são extremamente importantes, uma vez que a contaminação por água provoca falha da lubrificação em condições críticas, formação de emulsões e borras e aumento da corrosão. O resultado indica o percentual de presença de água na amostra testada.

Além desses, também são utilizados ensaios que determinam a saturação do lubrificante devido à presença de insolúveis em pentano, constituídos por partículas metálicas, óxidos resultantes da corrosão, material resinoso (vernizes e gomas) e material carbonizado decorrente da degradação do óleo.

Menos conhecida, a ferrografia é uma técnica desenvolvida para aplicações militares pelo “Naval Air Engineering Center”, nos EUA, para aumentar a confiabilidade do diagnóstico de condições das máquinas, buscando superar as limitações de outras análises disponíveis na época para identificar o mecanismo de desgaste. Foi liberada para uso civil em 1982, sendo introduzida no Brasil em 1988.

As análises ferrográficas compreendem dois grupos: analítica e quantitativa. O exame analítico permite a observação visual das partículas de desgaste e sua classificação. As partículas são classificadas por suas características, tipo (abrasão, corrosão), forma (esferas, laminares) e natureza (óxidos, polímeros, orgânicos). Já o exame quantitativo classifica as partículas conforme seu tamanho e quantidade, sendo que o acompanhamento desses valores permite avaliar as condições de deterioração do componente.

PROGRAMA DE ANÁLISE E MONITORAÇÃO REDUZ CUSTOS OPERACIONAIS COM EQUIPAMENTOS

O mercado disponibiliza alguns minilaboratórios portáteis que permitem a execução de diversos ensaios, seja no campo ou instalados na frente de trabalho. Para usá-los, contudo, é necessário estabelecer um programa de análise de óleos e monitoração da lubrificação, que deve abranger métodos de controle de contaminação e processos de limpeza. Um programa eficaz de análise e monitoração pode aumentar a eficiência dos equipamentos e reduzir os custos operacionais justamente por meio do acompanhamento do desgaste de rolamentos, mancais e conjuntos de engrenagens. O lubrificante não é tão significativo em relação aos demais aspectos que compõem o custo operacional, mas o resultado de uma boa lubrificação pode trazer benefícios expressivos. Para aferir, basta comparar o desempenho dos equipamentos antes e após a implantação do programa.