Quando Bons Óleos se Deterioram – Parte 8
Por Steven Lumley, gerente técnico da WearCheck
Dando continuidade à discussão sobre a condição do óleo com a WearCheck, empresa especializada em monitoramento de condições, o foco desta vez volta-se para a contaminação.
Na parte anterior desta série, vimos como os aditivos são consumidos, aderem a superfícies ou são removidos fisicamente. No entanto, muitos dos fatores que aceleram esse esgotamento não têm origem no próprio óleo. Eles chegam como “convidados indesejados” água, poeira, fuligem, combustível, fluido de arrefecimento e outros materiais estranhos. E, como a maioria dos convidados indesejados, raramente chegam de forma silenciosa, comportam-se com educação ou deixam o local exatamente como o encontraram.
Bem-vindos à parte final da nossa série “Quando Bons Óleos se Deterioram”, na qual investigamos a contaminação: o segredo sujo do óleo.
A contaminação é, por vezes, tratada apenas como um problema de manutenção, e não como um modo de degradação. Afinal, a entrada de água, poeira ou combustível em um lubrificante não significa que as moléculas de óleo tenham se degradado imediatamente. Na prática, os contaminantes frequentemente desencadeiam ou aceleram os mecanismos que já discutimos: a água promove a hidrólise e a oxidação; a fuligem torna o óleo mais espesso; o combustível reduz a viscosidade e dilui os aditivos; e vazamentos internos de fluido de arrefecimento podem transformar um óleo de motor em bom estado em uma mistura ácida e viscosa um verdadeiro “cenário de crime”.
A contaminação não torna o óleo apenas “sujo”. Ela altera a forma como o óleo se comporta, protege e envelhece, fazendo com que, por fim, ele perca a capacidade de desempenhar sua função. Se a degradação de um lubrificante fosse uma trama policial, a contaminação não seria apenas um suspeito isolado; ela seria, na verdade, todo o grupo de suspeitos.
O Cúmplice Silencioso: A Água
A água é um dos contaminantes mais comuns e destrutivos em lubrificantes, pois ataca de várias frentes simultaneamente. Ela pode penetrar no sistema por meio de condensação, vazamentos em resfriadores ou vedações, processos de lavagem de equipamentos, ou devido a práticas inadequadas de armazenamento e manuseio. Uma vez no interior, a água não se comporta de uma única maneira: ela pode dissolver-se no óleo, permanecer em suspensão na forma de emulsão ou separar-se, acumulando-se como água livre.
A água dissolvida pode ser difícil de detectar, uma vez que o óleo pode manter uma aparência límpida. A água emulsionada, por outro lado, confere ao óleo aquele aspecto turvo ou leitoso característico; já a água livre tende a decantar no fundo de reservatórios, cárteres ou recipientes de armazenamento, aguardando silenciosamente o momento de causar problemas.
Do ponto de vista químico, a água promove a hidrólise (literalmente, “quebra pela água”), processo no qual a água decompõe óleos básicos ou aditivos suscetíveis. Fluidos à base de ésteres, certos aditivos antidesgaste e inibidores de corrosão específicos são particularmente vulneráveis. Esse fenômeno pode resultar na formação de ácidos, sedimentos e borras, além de levar à degradação (ou “morte”) dos aditivos. Se somarmos a presença de calor, oxigênio e metais de desgaste que atuam como catalisadores como o ferro ou o cobre, a água torna-se também um acelerador da oxidação.
Fisicamente, a água reduz a resistência da película lubrificante e compromete a capacidade do óleo de manter as superfícies em movimento separadas. Em rolamentos e pontos de contato submetidos a cargas elevadas, isso pode reduzir drasticamente a vida útil por fadiga. Além disso, a água favorece o surgimento de ferrugem e corrosão, provoca a formação de espuma e a aeração, e prejudica a filtrabilidade. Em suma, a água não é apenas um contaminante; ela atua, simultaneamente, como reagente químico, agente promotor de corrosão, fator que compromete a resistência da película lubrificante e acelerador da oxidação!
O Intruso Abrasivo: Poeira
A poeira não é nada sutil. Ela entra por meio de respiros, vedações danificadas, escotilhas abertas, equipamentos de armazenamento sujos e sistemas de admissão de ar de motores que apresentam vazamentos ou manutenção inadequada. Uma vez lá dentro, ela se comporta como uma pasta abrasiva microscópica.
As partículas mais nocivas costumam ter um tamanho semelhante às folgas existentes entre superfícies em movimento. Partículas muito menores do que essas folgas podem passar sem causar danos significativos. Partículas grandes demais, por sua vez, podem acabar sendo retidas ou excluídas. Contudo, partículas com o tamanho exato podem ficar presas entre as superfícies, rompendo a película de óleo e criando cargas pontuais que resultam em desgaste abrasivo.
É aqui que a contaminação se torna um círculo vicioso: a poeira causa desgaste, o desgaste gera mais partículas e essas partículas, por sua vez, provocam ainda mais desgaste. À medida que a concentração de resíduos finos e partículas metálicas provenientes do desgaste aumenta, o óleo passa a carregar uma carga maior de contaminantes. Aditivos de superfície ativa podem acabar aderindo a essas partículas, enquanto os resíduos metálicos podem acelerar o processo de oxidação. O resultado não é apenas dano mecânico, mas também um envelhecimento químico mais acelerado do lubrificante.
O Conspirador Sombrio: Fuligem
Em motores a diesel, a fuligem é algo inerente ao funcionamento. Ela é um subproduto normal da combustão e chega ao óleo por meio de vazamentos entre o pistão e o cilindro (*blow-by*) ou a partir de depósitos nas paredes dos cilindros que são raspados e levados para o cárter. O problema surge quando os níveis de fuligem superam a capacidade do óleo de mantê-los sob controle.
As partículas de fuligem são extremamente pequenas, mas, à medida que se acumulam, podem se aglomerar em grupos maiores. Os óleos lubrificantes contam com aditivos dispersantes para manter a fuligem finamente suspensa, permitindo que ela circule junto com o óleo, em vez de decantar ou formar depósitos. Quando esse sistema dispersante fica sobrecarregado ou esgotado, a fuligem começa a causar problemas.
O efeito mais evidente é o aumento da viscosidade. Com o acúmulo de fuligem, o óleo torna-se mais espesso, o fluxo é restringido e a lubrificação durante a partida a frio é prejudicada. Em casos graves, o óleo pode ficar tão espesso em temperaturas mais baixas que as bombas têm dificuldade em fazê-lo circular adequadamente. Se a capacidade dispersante for perdida, a fuligem pode se aglomerar juntamente com óleo degradado, aditivos e outras substâncias insolúveis, formando depósitos semelhantes a uma borra que obstruem filtros, restringem o fluxo e aumentam o desgaste.
A fuligem não é apenas o que confere uma cor escura ao óleo do motor. Um óleo escuro não significa, necessariamente, que ele perdeu suas propriedades; contudo, o excesso de fuligem pode transformar o lubrificante em uma suspensão espessa e sobrecarregada, que apresenta dificuldades para fluir, resfriar, dispersar partículas e proteger os componentes.
O Sabotador Volátil: Diluição por Combustível
A diluição por combustível é um dos exemplos mais claros de como um contaminante pode alterar o comportamento físico de um óleo lubrificante. O óleo diesel é muito menos viscoso que o óleo de motor; portanto, mesmo quantidades relativamente pequenas podem reduzir a viscosidade de forma significativa. Quando a viscosidade cai, a espessura da película lubrificante também diminui, reduzindo a separação entre as superfícies e acelerando o desgaste.
A diluição por combustível pode ocorrer devido a longos períodos de funcionamento em marcha lenta, operação com o motor frio, combustão ineficiente, injetores com vazamento, anéis de pistão desgastados, bombas de combustível defeituosas ou trajetos curtos e frequentes, nos quais o motor nunca atinge a temperatura ideal de operação.
O efeito não é apenas físico. O combustível também dilui o pacote de aditivos, reduzindo a concentração de detergentes, dispersantes, aditivos antidesgaste e antioxidantes. Alguns componentes do combustível podem promover a oxidação, enquanto o escoamento de combustível pelas paredes dos cilindros remove o óleo das superfícies das camisas, aumentando o desgaste na parte superior do motor. Em condições de frio, a diluição por óleo diesel pode, ainda, contribuir para a formação de parafinas (cristalização) e problemas de baixa pressão de óleo.
É por isso que a diluição por combustível não é resolvida apenas com a troca de óleo. O resultado de uma análise de óleo é, frequentemente, um sintoma de um problema mecânico ou operacional subjacente. Se a causa persistir, o “sabotador” retornará.
O Assassino Silencioso: Vazamento Interno de Fluido de Arrefecimento
Vazamentos internos de fluido de arrefecimento fazem jus à sua má reputação. A contaminação por esse fluido pode ser rápida, destrutiva e enganosamente difícil de diagnosticar, especialmente quando não há presença visível de água livre no óleo.
Os fluidos de arrefecimento contêm, tipicamente, água, glicol e aditivos. Quando o fluido de arrefecimento penetra no óleo do motor seja por falha na junta do cabeçote, vazamento no trocador de calor, danos por corrosão ou perfuração na camisa do cilindro, ele introduz uma mistura altamente reativa no lubrificante. O glicol pode aumentar a viscosidade, promover a oxidação, formar ácidos e reagir com os aditivos. Além disso, ele pode comprometer a capacidade de dispersão de fuligem, resultando na aglomeração de partículas, formação de borra e depósitos, além de causar o entupimento de filtros.
Um dos efeitos mais prejudiciais é a precipitação de aditivos. O glicol pode reagir com componentes como o dialquilditiofosfato de zinco (ZDDP), reduzindo a eficácia das propriedades antidesgaste e antioxidantes, ao mesmo tempo em que contribui para a formação de depósitos e o bloqueio de filtros.
A contaminação por fluido de arrefecimento é um exemplo perfeito de por que contaminantes não são apenas “coisas presentes no óleo”. Eles funcionam como invasores químicos capazes de alterar, em curtíssimo tempo, a viscosidade, a acidez, a composição química dos aditivos e a propensão do lubrificante a formar depósitos.
O Cúmplice Invisível: O Ar
O ar merece ser mencionado, embora o fenômeno de “microdieselamento” (microdieseling) já tenha recebido sua devida atenção. Em quantidades normais, a presença de ar dissolvido é esperada. O problema surge quando o ar é incorporado ao fluido na forma de bolhas ou quando forma uma espuma estável.
O ar aumenta a exposição ao oxigênio, promove a oxidação, interfere na resposta hidráulica, favorece a formação de espuma e reduz a capacidade do óleo de manter uma lubrificação consistente. Sob variações rápidas de pressão, as bolhas incorporadas podem contribuir para a cavitação e o microdieselamento processos nos quais picos localizados de temperatura degradam o óleo, resultando na formação de verniz, resíduos carbonosos (semelhantes a fuligem), alcatrões e borra.
Portanto, embora o ar possa não deixar rastros tão evidentes quanto a água ou a poeira, ele é um agente recorrente de problemas. Ser invisível não significa ser inofensivo.
Detecção de contaminação por meio da análise de óleo
A análise de óleo justifica seu investimento ao detectar contaminações muito antes de elas se tornarem evidentes na máquina. Seu valor não reside tanto na identificação de um resultado isolado e anormal, mas sim na compreensão do que esse resultado nos revela.
Água, poeira, fuligem, combustível e fluido de arrefecimento deixam, cada um, seus próprios vestígios — desde leituras de umidade e alterações na viscosidade até tendências observadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), presença de metais de desgaste e indicadores de fluido de arrefecimento. Contudo, esses resultados nunca devem ser analisados isoladamente. No contexto da contaminação, o agente contaminante atua, muitas vezes, tanto como evidência quanto como cúmplice: pode ser a causa raiz da degradação, um acelerador de outros mecanismos de falha ou um sintoma de um problema mecânico que já está em desenvolvimento. A troca do óleo pode eliminar os vestígios, mas nem sempre neutraliza o verdadeiro responsável pelo problema.
Os principais testes utilizados para avaliar a contaminação estão resumidos a seguir:
Consideração Final
Ao longo desta série, analisamos as diversas formas pelas quais óleos de boa qualidade se deterioram: oxidação, nitração, degradação térmica, microdieselamento, descargas eletrostáticas e esgotamento de aditivos. A contaminação é o fator que conecta todos esses processos, pois, com frequência, ela abre caminho para problemas adicionais.
A água acelera reações químicas. A poeira acelera o desgaste. A fuligem sobrecarrega a capacidade de dispersão. O combustível reduz a viscosidade. O fluido de arrefecimento compromete toda a formulação. O ar transforma variações de pressão em eventos de degradação.
A melhor estratégia é, sempre, priorizar a exclusão: impedir a entrada de contaminantes por meio de um armazenamento e manuseio adequados, uso de respiros, vedações, filtragem, organização do ambiente e boas práticas de manutenção. Uma vez que a contaminação penetra no óleo, o lubrificante é forçado a enfrentar desafios para os quais não foi projetado e que não consegue suportar indefinidamente.
Portanto, talvez a contaminação seja, de fato, o “segredo sujo” do óleo. Não porque ela passe despercebida em uma análise de óleo, mas porque, quando se torna evidente, é muito provável que ela já tenha aberto as portas para outros tipos de degradação.
E, como todo bom detetive da manutenção sabe: quanto mais cedo o culpado for identificado, maiores serão as chances de salvar o equipamento.
Para mais informações, visite www.wearcheck.co.za ou entre em contato com a WearCheck pelo e-mail marketing@wearcheck.co.za ou pelo telefone +27 (31) 700-5460.
