Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Faculdade de Engenharia de Bauru Engenharia Mecânica
Óleos Hidráulicos
Automotivos e Industriais:
Tipos, Classificação e Desempenho
Lyss Valle – 711501 Marcelo Torricelli – 612359 Maurício A. Contadini – 711705
SISTEMAS HIDRÁULICOS
Os sistemas hidráulicos são agentes conversores de energia para a obtenção de força e/ou movimento controlado para as mais diversas aplicações em que se necessita precisão, velocidade controlada, elevada força e reversões de sentido de deslocamento, além de possibilitarem atuação em ambientes e condições críticas de operação onde as opções pneumáticas, elétricas ou mecânicas ainda apresentam algum grau de deficiência.
Os campos de aplicação dos sistemas hidráulicos são os mais variados, desde os convencionais de aplicação industrial para obtenção de movimentos lineares ou rotativos, aplicados em máquinas operatrizes, passando por aqueles utilizados em sistemas de controle fino de posição de elementos de máquina como rolos e cadinhos na siderurgia, até sistemas de controle para equipamentos submarinos e aeronáuticos.
A configuração dos sistemas hidráulicos, salvo algumas exceções, é basicamente a mesma, sendo composta pela fonte primária de energia, bomba, os controles de fluxo e pressão, as válvulas direcionais e, por fim, os atuadores que podem ser lineares ou rotativos, conforme modelo exemplificado no diagrama abaixo:
Entretanto, a transformação energética não é totalmente aproveitada na ação desejada, uma vez que há perdas nestes processos.
Ocorrências indesejadas, como o atrito presentes nos motores, bombas, válvulas, atuadores e partes mecânicas, agem como dissipadores de energia sob a forma de calor para o ambiente.
Porém, não é somente o atrito mecânico e amplamente conhecido que age como o único “vilão”, desperdiçando a energia em sistemas hidráulicos. Há também as perdas energéticas provocadas no interior dos componentes hidráulicos, resultantes de bloqueios, restrições ao fluxo, curvas abruptas, passagens forçadas, normalmente encontradas em válvulas direcionais e de controle, além das perdas localizadas nos tubos, mangueiras e conexões, como expansões, reduções, rugosidades e curvas.
Uma outra forma de perda energética encontrada em sistemas hidráulicos com controle de contaminação, ou seja, aqueles equipados com filtros com grau de retenção absoluto, é a perda de carga imposta ao fluido na passagem através do filtro.
Uma parte desta perda de carga é devida ao elemento filtrante, e que depende de forma diretamente proporcional à variação de alguns fatores, isto é, serão maiores quanto estes fatores forem também, conforme abaixo:
Viscosidade cinemática do fluido: os fluidos hidráulicos utilizados na maior parte dos sistemas hidráulicos apresentam uma propriedade de elevação da viscosidade cinemática em função da queda de temperatura, sendo que em alguns casos uma diminuição de 10 °C na temperatura de operação representa quase o dobro da viscosidade e, na passagem pelo elemento filtrante, a queda de pressão também duplica.
Densidade do fluido: esta variação não costuma ser observada em aplicações convencionais, entretanto, a queda de pressão imposta pelo elemento filtrante varia na mesma proporção que a mudança na densidade.
Densidade de fluxo: aqui podemos desmembrar este fator em dois componentes dispostos em uma razão entre a vazão e a área do elemento filtrante. Neste caso, o aumento da vazão do fluido, através do filtro, representa uma queda na pressão durante sua passagem na mesma proporção, assim como uma redução na área do elemento filtrante também resulta em um aumento proporcional da queda de pressão.
Devemos lembrar que a área filtrante é representada não apenas pelo tamanho físico do elemento filtrante, mas sim pela sua área efetiva de passagem, que é determinada pelos agentes constituintes do elemento filtrante, como seu formato, camadas, grau de retenção, diâmetro das fibras, tamanho dos poros, grau de saturação (quantidade de contaminante capturado até o momento) e componentes mecânicos de sustentação do elemento filtrante.
Esta perda de pressão dinâmica provocada pelo elemento filtrante, chamada de perda de carga ou simplesmente de Delta p, não depende da pressão encontrada no ponto de instalação e pode ser representada resumidamente como sendo função dos fatores citados acima, como:
Uma vez que a função do elemento filtrante é capturar o contaminante sólido, esta perda de carga irá variar desde um valor inicial mínimo até atingir o Delta p de alarme, popularmente chamado de indicador de saturação.
A evolução dos elementos filtrantes é orientada no sentido de otimizar sua capacidade de operação, retirando mais contaminantes do sistema e por mais tempo, ou seja, oferecendo menor Delta p durante o ciclo de vida do elemento filtrante.
Porém, este elemento filtrante necessita estar alojado em uma carcaça, a qual, por sua vez, deverá suportar as variações dinâmicas de pressão, vazão e temperatura naturais do sistema hidráulico – que, em alguns casos, são variações muito severas.
Esta carcaça de filtro também oferece uma resistência à passagem do fluido, e que por ser uma singularidade, vai provocar uma perda de pressão diretamente proporcional ao quadrado da vazão e à densidade do fluido:
A evolução das carcaças de filtro também segue uma orientação de otimização do produto, uma vez que podemos considerar esta perda de carga fixa em relação ao consumo do elemento filtrante, ou seja, dadas uma vazão e uma densidade fixas, este Delta p permanece inalterado na carcaça de filtro.
Além da adoção das mais modernas técnicas de fabricação e da seleção de materiais mais resistentes a cada tipo de carcaça de filtro, o projeto mecânico relacionado à passagem do fluido pelo seu interior é um ponto de destaque, uma vez que, estando o filtro instalado num determinado ponto do circuito, seu desperdício energético, provocado pela carcaça, está definido para ser um dos itens que compõem o rendimento total da máquina, conforme a equação do fluxo de energia abaixo:
Para os casos críticos em que o sistema hidráulico necessita de um filtro posicionado num ponto em que deve promover a filtração em um sentido, mas que deve permitir a passagem livre do fluido hidráulico quando houver um contra-fluxo, isolando o elemento filtrante, esta montagem pode ser construída através de válvulas de retenção posicionadas externamente ao filtro, fazendo com que a montagem seja demasiadamente grande e sujeita a mais pontos de vazamento.
ÓLEO HIDRÁULICO
Fluído hidráulico, também chamado de óleo hidráulico, são um grande grupo de fluídos usados como o meio de transmissão de energia em maquinário hidráulico, sendo qualquer equipamento ou dispositivos que possuam um sistema hidráulico de transmissão de energia e força.
Os fluídos hidráulicos incluem compostos sintéticos, óleo mineral, água e misturas baseadas em soluções e emulsões aquosas, sendo que independentemente de sua composição e propriedades em diversas temperaturas, sua característica mais importante é a baixa compressibilidade.
A principal tarefa de um óleo hidráulico na indústria é de movimentar equipamentos ou ferramentas em linhas de processos. Em geral são sistemas centralizados ou individuais que movem ou transportam produtos na fábrica.
Nas indústrias alimentícias, sistemas hidráulicos levantam, empurram, espremem ou dão forma aos ingredientes ou produtos.
Os sistemas com óleo hidráulico muitas vezes estão sendo usados em casos de alta carga. A função do fluido hidráulico é a transmissão de força e a lubrificação das peças internas do sistema como por exemplo bombas de engrenagens ou cilindros.
A maior parte dos óleos hidráulicos é produzida com óleos minerais devido ao custo. Para atender as exigências, estes produtos tem de ser melhorados com uma variedade de aditivos, tais como: inibidores de corrosão, antioxidantes, detergentes, aditivos EP ( extreme pressão), antiespumantes, emulgadores, abaixador do ponto de congelamento ( pour-point), etc. Também
é importante que o óleo hidráulico não ataque as vedações do sistema hidráulico.
Viscosidade do óleo hidráulico
A maioria é formulado com viscosidades de ISO VG 32, 46 ou 68.
Com o tempo de uso e a influência de umidade a viscosidade do óleo tende a aumentar devido a emulsificação de água no óleo, fato que ocorre muito nas indústrias de alimentos aonde ocorre a limpeza dos equipamentos diariamente com água sob pressão e detergentes, contaminando assim o óleo hidráulico. Com óleos semi-sintéticos ou sintéticos consegue-se uma economia considerável, devido a diminuição de trocas e paradas no processo produtivo.
Como viscosidade ou tenacidade de um líquido se entende a resistência que as moléculas de um líquido fazem contra um deslocamento. Essa resistência é também chamada atrito interno.
Visc. Cinemática: Relação viscosidade/densidade indicada em mm2/s ( antigamente, centistoke).
Visc. Dinâmica: é a medida da resistência interna que o óleo lubrificante forma contra o fluxo (por exemplo, fluxo através de tubulações, fluxo na fenda de lubrificação).
A visc.dinâmica é denominada em Centipoise (cP).
Para medir as viscosidades temos diversos aparelhos de medição (viscosímetros). A indicação é em mm2/s, antigamente se utilizavam graus Engler (°E ) ou Centistokes (cSt).
Decisiva para a medição é a indicação da temperatura da medição, pois o resultado depende muito desta temperatura.(Óleos frios fluem com tenacidade, óleos quentes se tornam mais líquidos).
As classes de viscosidades tem vários institutos de classificação. Os mais conhecidos são SAE, API, AGMA e ISO VG.
Classes de Viscosidades SAE
Óleo Hidráulico formulado com bases especiais parafínicas altamente hidrogenadas de alto índice de viscodade e aditivação selecionada, de última geração, que lhe conferem excelentes propriedades anti-desgaste, asm como
características de elevada estabilidade térmica e restência à oxidação. Possui um melhorador de índice de viscodade altamente estável, que mantém a viscodade inicial do fluido durante todo o período de serviço.
Aplicações do Óleo Hidráulico
-Especialmente recomendados para circuitos hidráulicos exigentes onde se requerem fluidos hidráulicos do tipo anti desgaste e especiais características
"antitermo-oxidantes".
-Especificamente adequado em aplicações de circuitos equipados com servo válvulas, circuitos robotizados, controlo numérico, etc.
-Devido ao elevado índice de viscosidade e alta estabilidade ao corte, é recomendado para sistemas hidráulicos submetidos a amplas variações de temperatura.
-Dado o seu caráter universal, é apropriado para sistemas hidrostáticos que operam em condições de elevada pressão e temperatura.
Vantagens do Óleo Hidráulico
-Grande poder de demulbilidade. Separação rápida da água.
-Boa resistência à formação de espuma. Rápida separação do ar.
-Grande capacidade anti-desgaste.
-Elevada estabilidade hidrolítica quando sujeito a contaminações devidas à humidade ambiente ou com origem em circuitos de refrigeração.
-Elevada protecção contra a corrosão e ferrugem.
-Excelente estabilidade térmica e anti-oxidante.
-Excelentes resultados de filtrabilidade com ou sem contaminação com humidade.
Tipos de Fluidos Hidráulicos
Existem diversos tipos de fluidos utilizados em sistemas hidráulicos. As principais características, aplicações e efeitos na operação hidráulica dos sistemas, são dadas a seguir:
Água
A água é o mais barato e disponível dos fluidos hidráulicos. É um excelente fluido quanto à transmissão de energia (elevado coeficiente volumétrico), com um alto poder refrigerante. É inerte quimicamente compatível com quase todos os materiais dos retentores, além se ser absolutamente não inflável.
Principais inconvenientes da água:
1) Não possui características lubrificantes.
2) Provoca a corrosão dos componentes e das tubulações.
3) Tem uma viscosidade muito baixa, dificultando a estanqueidade e reduzindo o
rendimento do sistema.
4) Possui um ponto de congelamento elevado (0ºC), podendo causar danos consideráveis no caso de congelamento, devido a dilatação do fluido no sistema.
5) Possui baixo ponto de ebulição, limitando a faixa de operação.
Os inconvenientes citados nos itens 1,2 e 3 podem ser compensados através de aditivos, embora não se deva considerar a água um fluido adequado para os sistemas hidráulicos atuais, salvo para os casos excepcionais citados e para os especialmente projetados e construídos para seu uso, tanto pelos seus
inconvenientes próprios como pelo menor rendimento obtido em comparação com outros tipos de fluidos hidráulicos.
Emulsões de óleo em água
São usados em sistemas que normalmente são projetados para usar água como fluido hidráulico. A adição de óleo solúvel na água, normalmente na proporção de 1 a 5% de óleo em volume, serve para melhorar as propriedades lubrificantes e proteger os componentes do sistema contra a corrosão e a ferrugem.
Os sistemas que utilizam emulsões de óleo em água requerem bombas, válvulas e outros componentes especiais, estando sua faixa de temperatura de operação limitada até 65ºC. As considerações deste tipo de fluido, no que diz respeito às aplicações e restrições, são as mesmas comentadas anteriormente para as água.
Óleos Minerais
Os óleos minerais à base de petróleo são os mais utilizados em circuitos hidráulicos. Normalmente são óleos fabricados a partir de básicos selecionados, que passam por processos de refinação e tratamento, podendo ser utilizados nos mais diversos tipos de sistemas e nas mais exigentes condições operacionais, com as seguintes características principais:
- São compatíveis com a maioria dos materiais comumente utilizados nos sistemas;
- Possuem características de viscosidade que satisfazem os requisitos exigidos pela bomba hidráulica e outros componentes do sistema;
- São utilizados em amplas faixa de temperatura;
- Tem boas características lubrificantes, suportando altas cargas e evitando o desgaste das partes móveis;
- Protegem as superfícies metálicas contra a corrosão e ferrugem;
- São resistentes à formação de espuma e à absorção do ar, separando-se facilmente da água;
- Possuem boas características de fluidez em baixas temperaturas;
- Possuem boa estabilidade química em altas temperaturas, trabalhando por longos períodos no sistema, sem deterioração ou formação de borras e depósitos prejudiciais;
- São de baixo custo relativo.
Além disso, aos óleos minerais devem ser adicionados aditivos químicos que permitem adaptálos para utilização em condições especiais de serviço, assegurando uma melhor performance ao sistema hidráulico. Os principais tipos de óleos hidráulicos minerais são:
- Óleos não Aditivados: Devido a seu menor custo, são normalmente usados em sistemas onde existem grandes perdas de óleo, em serviços em baixas pressões e onde não exista severidade ou responsabilidade na operação.
Suas características indesejáveis são um maior índice de desgaste em comparação com os óleos aditivados e uma maior oxidação quando sujeitos às altas temperaturas. A qualidade destes óleos pode variar conforme o tipo de óleo básico utilizado e o processo de refinação e tratamento utilizados.
- Óleos aditivados: São os tipos de fluidos hidráulicos mais utilizados.
Apresentam um custo maior que os óleos não aditivados, pois são produzidos
a partir de óleos básicos selecionados e altamente refinados, além de possuírem aditivos antiferrugem, antioxidante, antiespumante, antidesgaste e demulsificante. Em alguns tipos, utilizam-se aditivos abaixadores de pontos de fluidez, melhorador do índice de viscosidade, detergente/dispersante, atigotejante, etc. A qualidade e performance desses óleos podem variar conforme o óleo básico, os tipos e a quantidade dos aditivos utilizados.
Independentemente da pressão, a maioria dos fabricantes recomendam óleos minerais que contêm, além dos aditivos do óleo tipo “turbina”, mais um aditivo antidesgaste, que proporciona uma redução de até 95% do desgaste nas bombas hidráulicas.
- Óleos Tipo Automotivo: Este tipo de óleo é normalmente usado em equipamento tipo Móbile (tratores, caminhões, etc.) onde, por conveniência e condições operacionais, utiliza-se o mesmo tipo de óleo lubrificante do motor ou da transmissão, na viscosidade adequada.
Também são utilizados como fluido hidráulico industrial, como alternativa na falta do óleo industrial regular.
Os óleos da linha automotiva tem um alto poder lubrificante em comparação com outros fluidos, possuindo ótimas características antiespumante, antioxidante, antidesgaste e antiferrugem, além de um alto índice de viscosidade e grande estabilidade, tanto em baixas como altas temperaturas. São também indicados em equipamentos que operam em regime de sobrecarga e altas pressões. A principal desvantagem destes tipos de óleo é a sua baixa demulsibilidade e a separação dos aditivos provocada pela contaminação com a água. Precauções especiais devem ser tomadas contra a mistura de óleos automotivos do tipo detergente com óleos hidráulicos industriais aditivados, devido a provável separação dos aditivos. Nos casos de necessidade de óleos automotivos como emergência nos sistemas que não o utilizam normalmente, recomenda-se antes da troca, o esgotamento completo do óleo
anterior e uma lavagem com óleo mineral puro ou com próprio óleo automotivo.
Fluidos Água-glicol
A soluções de água-glicol provêm da mistura de 30 a 60% de água com etileno ou propileno glicol, sendo utilizadas em sistemas onde existem riscos de incêndio ou que operem em temperaturas muito baixas. A resistência ao fogo e ao congelamento desta solução é proporcional à quantidade de água. Com menor proporção de água, a resistência ao fogo decresce, e a viscosidade e a resistência ao congelamento aumentam. Desta forma, devem ser feitas análises freqüentes do fluido, para que não seja afetado o funcionamento do sistema.
A temperatura de serviço deste tipo de fluido deve ser limitada a 60ºC, a fim de se prevenir a evaporação excessiva da água, formação de espuma e degeneração dos aditivos.
As temperaturas elevadas tendem a formar compostos insolúveis que provocam o entupimento do filtro e depósitos nas tubulações e tanque. Alguns aditivos ajudam na lubrificação dos componentes e protegem contra a corrosão que pode ser provocada pela evaporação da água.
A vida útil do fluido água-glicol é menor do que a do óleo mineral ou dos fluidos sintéticos. A sua utilização também implica na redução das cargas nos mancais, que deve ser pelo menos 1/3 da carga que corresponderia ao mesmo
mancal lubrificado com óleo mineral. Este fluido não é recomendado para utilização em sistemas com bombas que possuam mancais de rolamento, bombas de engrenagem que trabalham com pressões acima de 500 psi e com componentes que operam com lubrificação limítrofe.
A água adicionada ao sistema deve ser destilada e deionizada, a fim de se prevenir a falência de metais como o ferro, pela formação de corrente galvânica no sistema. Por este motivo, metais como zinco, manganês, cádmio, prata e outros, não podem estar presentes no sistema.
Fluidos sintéticos
Os fluidos sintéticos, normalmente à base de ésteres de fosfato, ésteres complexos, aromáticos de alto peso molecular, cloridratos de hidrocarbonos, etc., possuem estruturas químicas que oferecem resistência à propagação do fogo. Possuem boas propriedades de lubrificação, sendo comparáveis aos óleos minerais quanto às características de desempenho hidráulico.Podem ser obtidos em várias viscosidades, possuindo um índice de viscosidade inferior aos óleos minerias, o que é corrigido com o aditivo melhorador de I.V.
Com o tempo de uso, estes fluidos apresentam um decréscimo considerável da sua viscosidade, pela quebra por cisalhamento das moléculas;
utilizam aditivos que diminuem, porém não eliminam o problema.
Os fluidos sintéticos tem um coeficiente volumétrico mais elevado que os outros fluidos, sendo mais resistentes quanto aos efeitos da compressibilidade em altas pressões. Geralmente não são corrosivos, mas sob certas condições atacam o alumínio e suas ligas; não protegem contra a oxidação das superfícies de metais ferrosos tanto quanto os óleos minerais.
São indicados para sistemas que operam altas temperaturas, podendo trabalhar até 150ºC sem degradação. Possuem grande vida útil, com baixo custo de manutenção. Os principais inconvenientes dos fluidos sintéticos são o seu elevado custo de aquisição e a sua incompatibilidade com a maioria dos tipos de alastômeros utilizados em vedações e juntas, pinturas e materiais isolantes do sistema elétrico. Os fluidos sintéticos de ésteres e cloridratos de hidrocarbono requerem elementos especiais de vedação, tais como a “Viton A”, etilenopropileno ou silicones.
As pinturas dos equipamentos devem ser à base de epóxi ou poliuretano, sendo esta última de aplicação limitada; as pinturas convencionais dissolvem- se facilmente em contato com estes fluidos.
Os fluidos sintéticos são empregados principalmente em sistemas hidráulicos de aviação, onde o custo adicional do produto é secundário frente à resistência ao fogo no caso de vazamentos ou avarias do sistema.
Normalmente são indicados para sistemas hidráulicos que trabalham em condições severas ou de grande precisão, pois o custo elevado do fluido requer um sistema absolutamente livre de vazamentos em condições normais de funcionamento.
Fluidos de silicones
Os silicones são fluidos bastante caros, quase proibitivos para aplicações que não são muito especializadas. São adequados para trabalhos em altíssimas temperaturas (até 360ºC), além de possuírem um índice de viscosidade muito elevado, que mantém sua viscosidade a níveis aceitáveis nas temperaturas mais altas.
Os fluidos exclusivamente à base de silicones apresentam grandes limitações quanto as propriedades lubrificantes e antidesgaste, assim como certo grau de incompatibilidade com alguns metais em altas temperaturas. E com alguns tipos de elastômeros. Para trabalhar em temperaturas superiores a 150ºC, são os únicos fluidos disponíveis no mercado. Todos os fluidos de silicones são resistentes ao fogo, porém, por seu custo ser maior que o dos fluidos sintéticos, sua escolha não deve ser baseada exclusivamente nesta propriedade.
Seleção de Fluidos Hidráulicos
A seleção correta de um fluido hidráulico para um determinado sistema deve-se basear no conhecimento prévio do tipo da bomba, nas condições de funcionamento, características operacionais e de projeto e aplicações do sistema. Normalmente, os fabricantes dos sistemas hidráulicos já determinam em projeto o tipo e as características que o fluido deverá possuir para fazer o sistema funcionar em condições ideais. Na prática, devido às condições ambientais, operacionais e de manutenção, torna-se necessário adequar o fluido para se obter um melhor rendimento.
As características dos fluidos tem um importante efeito sobre a seleção do fluido adequado, sendo que cada característica particular de um determinado fluido pode alterar ou influenciar as condições de projeto, operação, manutenção e rendimento global dos sistemas. Os principais requisitos que um fluido hidráulico deve possuir são:
- Boa fluidez a baixas temperaturas.
- Não se inflamar em altas temperaturas.
- Ter a mínima variação de viscosidade com a temperatura.
- Proteger as superfícies metálicas contra a corrosão e ferrugem.
- Ser quimicamente estável.
- Lubrificar e proteger, contra o desgaste, as partes em movimento.
- Ser compatível com os materiais componentes do sistema.
- Alto coeficiente de transferência de calor.
- Custo acessível.
- Separar-se, com facilidade, da água.
- Liberar o ar.
- Não ser tóxico ou poluente.
A consideração básica na seleção de um fluido hidráulico é sua qualidade – deve manter-se por um longo período em serviço e possuir característica que reduzam a manutenção e aumentem a performance do sistema. A qualidade do fluido é fundamental nas instalações críticas e de alta confiabilidade; em instalações não críticas e onde existam grandes perdas, a utilização de um fluido mais econômico ou com características intermediárias, pode ser a escolha mais adequada. Em muitos casos, a escolha pode ser em função dos fluidos já existentes no estoque da empresa ou de um outro, de maior qualidade, que possa substituir os existentes ou que possa ser utilizado em outras aplicações.
As características físico/químicas mais importantes para a seleção de um fluido hidráulico são:
Viscosidade
É a propriedade física mais importante a ser observada. A viscosidade de um fluido é a medida da resistência que ele oferece ao escoamento, numa determinada temperatura. Os óleos minerais e sintéticos são disponíveis em várias viscosidades. A viscosidade de um óleo varia com a temperatura, sendo inversamente proporcional à mesma. Isto significa que à medida que a temperatura do óleo aumenta, ele se torna menos viscoso (mais “fino”). Com o abaixamento da temperatura, ele se torna mais “grosso”, ou mais viscoso. Por isso, é importante que seja considerada antecipadamente a faixa de temperatura de operação de um sistema hidráulico quando da escolha da viscosidade adequada de um fluido hidráulico.
O fluido deve ter uma viscosidade alta o suficiente para prover uma lubrificação adequada em temperaturas elevadas, sem causar funcionamento irregular do sistema pela perda de carga excessiva através dos componentes.
Deve ter uma viscosidade baixa o suficiente para permitir um fluxo adequado nas partidas a baixas temperaturas e penetrar entre as folgas dos componentes para lubrificá-los, sem causar perdas por vazamentos ou cavitação na aspiração da bomba.
A escolha da viscosidade de um fluido deve ser feita em função do tipo da bomba do sistema e das temperaturas ambiente e de operação. Com viscosidade abaixo de 5 centistokes na temperatura de trabalho, torna-se difícil manter a estanqueidade do sistema sob pressão e manter uma película lubrificante entre as partes em movimento. Se forem consideradas as pressões nos mancais e o rendimento necessário da bomba, este valor deve ser de no mínimo 10 Centistokes na temperatura de trabalho.
Deve-se sempre procurar conhecer as recomendações dos fabricantes dos equipamentos quanto à faixa adequada e recomendada para o melhor desempenho de cada sistema. A faixa de temperatura de operação de um fluido hidráulico varia entre 15 e 65ºC. Se o fluido é submetido a temperaturas fora desta faixa, recomenda-se usar um aquecedor ou resfriador no sistema. O ideal é manter o fluido uma temperatura em torno de 40ºC.
Índice de viscosidade
O índice de viscosidade é u valor numérico que indica a variação da viscosidade em relação à variação de temperatura. Fluidos com alto índice de viscosidade possuem uma pequena variação da viscosidade coma temperatura. O índice de viscosidade tem grande importância para fluidos que trabalham em sistemas que possuem um controle adequado ou que estão sujeitos a grandes variações de temperatura. Nestes casos, os fluidos mantêm uma viscosidade em níveis aceitáveis, não prejudicando o rendimento das bombas e componentes, tanto nas temperaturas de partida como nas temperaturas de operação.
Demulsibilidade
É a capacidade que um fluido tem de separa-se rapidamente da água. Um fluido hidráulico deve possuir boa demulsibilidade, para que a água livre presente no sistema possa ser drenada. Água no sistema hidráulico provoca ferrugem e corrosão dos componentes, além de causar a separação dos aditivos, diminuindo a vida útil do fluido. Os fluidos hidráulicos integrais (de
base não aquosa, como as emulsões) são contaminados pela água através da condensação, vazamentos nos trocadores de calor ou pelo ar umedecido proveniente do respiro do reservatório.
Proteção antidesgaste
O fluido hidráulico deve lubrificar as partes em movimento dos componentes dos sistema e reduzir o seu desgaste, particularmente nas bombas hidráulicas. Os fluidos aditivados com agentes antidesgaste (tricresil fosfato, dialquil ditiofosfato de zinco, compostos inativos de cloro, enxofre e fósforo, etc.) são indicados para o uso em unidades compactas, que funcionam com altas pressões e grandes velocidades nas bombas e nos sistemas que operam em condições adversas e de sobrecarga. Um óleo com aditivo antidesgaste pode reduzir em até 95% o desgaste das bombas de palhetas, em comparação com um óleo convencional sem esse aditivo.
Sistemas com bombas de pistões axiais e radiais e bombas de engrenagens normalmente não requerem este tipo de fluido. Eles são geralmente recomendados para sistemas que utilizam bombas de palhetas.
Entretanto, deve-se sempre consultar o fabricante das bombas, que deterrminará se alguma condição operacional particular irá necessitar de fluido antidesgaste.
Baixo ponto de fluidez
A menor temperatura na qual um fluido escoa é denominada Ponto de Fluidez. Em condições de operação em baixas temperaturas, um fluido hidráulico deve manter satisfatoriamente sua fluidez, a fim de não congelar-se ou causar restrições à circulação da bomba aos componentes de trabalho.
Para se garantir o início de operação e funcionamento normal do sistema, deve-se escolher um fluido que possua um ponto de fluidez abaixo da menor temperatura em que os sistema irá operar. Existem muitas variações do ponto de fluidez entre os fluidos hidráulicos. Aditivos abaixadores do ponto de fluidez à base de fenóis, ésteres polimerizados e glicol, melhoram muito esta característica.
As emulsões de óleo com água estão limitadas para operações até 5ºC; os óleos minerais de petróleo possuem ponto de fluidez natural de até -10ºC, podendo chegar até -25ºC, com aditivos abaixadores do ponto de fluidez; os óleos sintéticos podem trabalhar em temperaturas de 0 a -50ºC, conforme o tipo de composição química e aditivos; a mistura águaglicol possui um ponto de fluidez muito baixo, chegando até -55ºC; os fluidos de silicone são os únicos tipos recomendados para operações abaixo de -55ºC.
Deve-se ressaltar que um baixo ponto de fluidez não garante que o fluido irá operar adequadamente naquela temperatura, pois em temperaturas próximas do seu ponto de fluidez, existe um grande aumento da sua viscosidade, dificultando a circulação. Esta é a razão pela qual os fabricantes especificam uma viscosidade máxima para a temperatura de partida.
Proteção contra a corrosão e a ferrugem
É muito difícil manter um sistema hidráulico convencional livre da água e de outros contaminantes. A maioria dos sistemas possuem componentes feitos de materiais ferrosos, que têm tendência à oxidação e aos ataques corrosivos sob certas condições, ocasionando muitos problemas ao funcionamento do sistema. Além de poderem causar o travamento das superfícies em movimento,
a ferrugem e a corrosão podem obstruir as tubulações e danificar as passagens das válvulas e dos componentes de trabalho.
Os óleos minerais, entre todos os fluidos, são os que possuem as melhores características de prevenção da corrosão e ferrugem. Estes e outros fluidos podem ter realçadas estas características, com a utilização de aditivos inibidores de corrosão e ferrugem.
Resistência à formação de espuma e à retenção de ar
A espuma e o ar retido (entranhado) num fluido hidráulico podem ser causados pela agitação do fluido no tanque, por entradas falsas de ar no sistema, vazamentos de ar através da linha de entrada e na bomba.
Bibliografia
http://www.oilbrasil.com.br/empresa.html http://www.ingrax.com.br/?link=industriais http://www.mshimizu.com.br/power-team.php www.lubrificantes.net/ole-005.htm
www.boschrexroth.com/country_units/.../RP_0707502.pdf www.radarindustrial.com.br/.../oleos-hidraulicos-enerpac.aspx www.oilbrasil.com.br/102009.pdf
www.fluidpower.com.br/.../bombas/bhidraulicas.htm
