Aspectos que influenciam a estabilidade dos fluidos de corte

A partir do processo de preparação para aplicação, um grande número de inconvenientes atinge os fluidos de corte de várias formas e fontes, podendo determinar o tempo de vida útil deste produto e também aumentar as responsabilidades da empresa. Além das causas existentes na preparação, a utilização dos fluidos de corte em processos de usinagem torna-o susceptível ao ataque de microorganismos, bactérias, fungos e do

próprio operador quando da sua higiene. Considerando-se também os fatores naturais, as maiores causas e os respectivos agravantes que resultam em problemas internos com fluidos de corte são apresentados na Fig.2.6; entre os problemas encontrados, citamos os métodos e as tecnologias de utilização, os custos operacionais, as enfermidades laborais e a má qualidade do produto final (IGNÁCIO, 1998).

Figura 2.6. Causas geradoras dos efeitos adversos dos fluidos de corte (IGNÁCIO, 1998).

2.5.4.1. Aspectos tecnológicos

De acordo com Teixeira (2007), os fluidos de corte são substâncias auxiliares importantes para a melhoria do desempenho dos aspectos tecnológicos da usinagem nas indústrias do setor metal - mecânico, sendo que, o aumento das exigências ambientais para as indústrias, incentivou e promoveu pesquisas visando encontrar soluções para adequar os tradicionais processos de usinagem às condições de produção limpa. Com isso, nos últimos anos, a evolução das ferramentas de corte, tanto os materiais quanto os revestimentos e das máquinas-ferramenta, está promovendo uma redução significativa da necessidade do uso de fluidos de corte nos processos de usinagem.

Conforme Catai (2004), uma tecnologia adequada possibilita a aplicação correta dos fluidos de corte permitindo atingir melhor a interface peça-rebolo, o que possibilita aumentar a velocidade de corte, as taxas de avanço e a profundidade de corte, além de aumentar à vida útil da ferramenta, a precisão dimensional da peça, a diminuição da rugosidade e da

potência consumida durante o processo de usinagem, o que, consequentemente, resulta em aumento de produtividade e redução de custos dos produtos fabricados.

Entretanto, de acordo com Sales, Diniz e Machado (2001), as vantagens econômicas advindas da utilização dos fluidos de corte trazem, também, problemas tais como doenças ocupacionais e o descarte dos resíduos gerados, fatos estes que levaram a busca de alternativas tecnológicas, tais como: usinagem a seco e a usinagem com mínima quantidade de fluido (MQF), objetivando minimizar ou até mesmo eliminar o uso de fluido de corte.

No que se refere ao desenvolvimento de novos tipos de fluidos de corte, segundo Teixeira, Schroeter e Weingaertner (2005), a evolução tecnológica dos fluidos fez com que diversos produtos fossem empregados com fins específicos para melhorar o desempenho do fluido de corte em cada operação de usinagem, sendo que, esta evolução visou, inicialmente, o aumento da eficiência dos fluidos de corte, deixando para segundo plano as consequências nocivas aos operadores e ao meio ambiente. Porém, atualmente, com aumento da preocupação com a poluição ambiental associada à necessidade de cumprir a legislação vigente, observam-se uma tendência de reformulação na composição dos fluidos de corte, de forma a eliminar de suas fórmulas os produtos tóxicos.

2.5.4.2. Aspectos de manuseio e perdas no processo

De acordo com Byrne (1993), citado por Teixeira Filho (2006), as perdas de fluidos de corte acontecem nos componentes das máquinas, nos dispositivos de fixação e manuseio, no sistema de pressurização do ar, na formação de gotas e vazamentos e ainda nos resíduos presentes nas peças e cavacos após a usinagem, sendo que, estas perdas podem atingir, aproximadamente, 30% do volume total utilizado.

Conforme Klocke et al (2000), citado por Catai (2004), os vazamentos e perdas, emissões, água de lavagem e a incorreta disposição final dos fluidos de corte podem causar a contaminação do solo, água e ar.

2.5.4.3. Aspectos da qualidade da água

A água utilizada na preparação dos fluidos de corte deve ter uma dureza adequada, e estar isenta de impurezas, microorganismos, excesso de cloro, etc. Normalmente a água

das principais cidades é satisfatória para a preparação dos fluidos a base de água, porém é sempre desejável que um laboratório determine a quantidade de ácidos orgânicos e minerais presentes na água, bem como a sua dureza, que é dada em função dos sais dissolvidos na mesma, principalmente de cálcio, magnésio e ferro, e ocasionalmente de alumínio (BARADIE, 1996).

Dependendo da proximidade de depósitos minerais e das condições climáticas, a água dos rios e lagos podem vir ou não a ser dura, sendo que a água de poços é normalmente mais dura que as águas mais superficiais. Utilizando-se água dura, à medida que a água evapora da mistura de fluido de corte e se repõe a mesma, a concentração de ânions e cátions se eleva rapidamente.

Portanto, se a dureza da água for excessivamente elevada, haverá a necessidade de um pré-tratamento da água, abrandando-a, por deionização ou por osmose reversa. Já a ausência total ou parcial de íons, pode resultar apenas em problemas de formação de espuma (RUNGE e DUARTE, 1990).

Acidez ou alcalinidade: O valor do pH indica se o líquido é ácido, neutro ou alcalino, o controle do pH é importante, pois um pH alto (haverá fácil formação de ferrugem) ou baixo demais (Haverá problemas com a saúde do operador, podendo causar irritações na pele, que variam de gravidade de pessoa para pessoa, o fluido remove a gordura natural da pele facilitando a penetração de bactérias). O pH ideal de uma emulsão de óleo solúvel varia entre 9 e 9,3,ou seja, alcalino(BARADIE, 1996). Os principais critérios quanto ao fator pH são expressos na Tabela 2.4.

Tabela 2.4. Principais critérios que devem ser adotados em relação ao valor do pH (RUNGE e DUARTE, 1990).

Valor do pH Diagnóstico e/ou procedimentos

Acima de 8,7

Emulsão satisfatória para continuar em operação, adiciona-se pequenas quantidades de biocidas para a manutenção preventiva.

Entre 7,8 e 8,7

Adiciona-se biocida em quantidades suficientes para o controle das bactérias e outros materiais para corrigir a emulsão.

2.5.4.4. Aspectos da degradação microbiológica

De acordo com Rossmoore e Rossmoore (1995), desde que a água tornou-se um componente essencial para os fluidos de corte, os microorganismos têm sido um problema que necessita de controle e muitas estratégias têm sido oferecidas para prevenir a deterioração microbiológica, uma vez que, segundo Rossmoore (1995), o resultado primário do crescimento microbiológico em fluidos de corte é a deterioração do fluido, o que pode causar perda de produção e corrosão da peça usinada e da máquina-ferramenta.

Com uma composição química complexa, os fluidos de corte tiveram um aumento proporcional de riscos ambientais e ocupacionais. Bactérias e fungos presentes podem, inclusive, gerar toxinas (ZEMAN et al, 1995).

Torna-se importante o controle microbiológico das emulsões para evitar a perda do fluido pela contaminação excessiva por fungos e por bactérias, as quais se constituem na principal causa do descarte prematuro das emulsões (RUNGE e DUARTE, 1990). As bactérias devem ser mantidas sob controle, pois é quase impossível manter uma emulsão estéril. Para tanto, o controle com biocidas deve ser feito de maneira periódica, possibilitando o controle do pH e a contagem de microorganismos. A adição de biocida não deve ser realizada somente quando for detectada sua degradação (deterioração) (SILVA, 2000).

Algumas instruções básicas para a manutenção dos fluidos são: limpar as tubulações, canalizações e reservatórios, além dos cantos mortos, possíveis focos de instalação de microorganismos; realizar a esterilização do sistema por meio de biocidas, ou mesmo, detergente; evitar pontos de estagnação de cavacos para evitar a instalação de focos de microorganismos; realizar constante aeração do fluido, coibindo o crescimento bacteriano e do mau cheiro aliado a este; sempre prezar pela higiene do local de trabalho; a monitoração destes fatores é fundamental para se prolongar a vida útil dos fluidos e dos equipamentos, além de colaborar com a saúde do trabalhador e a qualidade final das peças (RUNGE e DUARTE, 1990).

Conforme Capelletti (2006), o circuito do fluido de corte no processo de usinagem de metais é composto por várias etapas que envolvem a recirculação do mesmo por um determinado período de utilização e de exposição a condições adversas, próprias do processo, ocorrem também às paradas prolongadas de produção, sendo que, este conjunto de condições favorece a instalação e proliferação microbiana em pontos críticos do sistema e a formação de biofilmes, reduzindo a vida útil do produto e tornando o uso de biocidas um

recurso importante no controle da proliferação de microrganismos no fluido de corte, com o propósito de evitar ou retardar o processo de descarte.