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Além de transmitir energia, o óleo à base de petróleo desempenha outra função crítica: a lubrificação. Ambas as funções — transmissão de energia e lubrificação — são fortemente influenciadas pela viscosidade. Isso torna a viscosidade a propriedade mais importante do óleo hidráulico.
Lubrificação é o processo de reduzir o atrito entre duas superfícies em contato e em movimento relativo uma em relação à outra.
A lubrificação é uma função crítica do óleo hidráulico. Sem lubrificação, o atrito entre peças móveis causa desgaste excessivo e gera calor. 
A fricção é uma força que se opõe ao movimento. Mesmo superfícies que parecem lisas são microscopicamente rugosas. Quando duas superfícies se esfregam, os pontos elevados microscópicos entram em contato, deformam-se, soldam-se momentaneamente e se rompem — esse rompimento é a fricção. Quanto mais rugosa for a superfície, maior será a força de deslizamento necessária e maior será a fricção gerada.
Figura 3-1 A fricção ocorre quando os pontos elevados microscópicos de duas superfícies entram em contato, soldam-se brevemente e se rompem à medida que as superfícies deslizam.
Se houver um filme de óleo entre duas superfícies metálicas, o contato direto metal-metal é eliminado. As superfícies deslizam sobre o filme de óleo, em vez de uma sobre a outra, reduzindo drasticamente a fricção.
Qualquer líquido pode formar um filme de óleo, mas alguns líquidos são melhores do que outros. A água, por exemplo, foi usada como o primeiro fluido hidráulico, mas seu filme é fraco e facilmente rompido. O óleo hidráulico à base de petróleo forma um filme muito mais resistente e durável.
Lubricidade é a capacidade de um líquido de formar um filme difícil de romper. Ela depende de:
O óleo hidráulico à base de petróleo possui excelente lubrificidade. Despeje-o sobre uma chapa de aço e observará uma película oleosa espessa e ampla cobrindo a superfície e permanecendo nela. Despeje água sobre a mesma chapa, e formar-se-á uma película fina, mas que se rompe facilmente. Despeje mercúrio, e este se aglutinará em esferas — o mercúrio tem quase nenhuma aderência ao aço, portanto sua lubrificidade é muito pobre.
Figura 3-2 Comparação de lubrificidade. Uma boa lubrificidade exige tanto uma película naturalmente espessa quanto uma forte aderência à superfície metálica. O óleo supera nesses dois aspectos.
A viscosidade adequada do óleo hidráulico deve equilibrar duas necessidades: o óleo deve ser suficientemente espesso para formar uma boa película, mas ainda fluido o bastante para fluir livremente. Esse equilíbrio será analisado a seguir.
O óleo desempenha duas funções importantes em um sistema hidráulico:
Ambas essas funções — e seu efeito final sobre o sistema — são fortemente influenciadas pela viscosidade. Vamos primeiro definir viscosidade e, em seguida, analisar seu efeito na geração de calor, lubrificação, lubrificação dinâmica, escoamento em folgas e muito mais.
Como todos os líquidos, o óleo hidráulico à base de petróleo é composto por moléculas que se atraem mutuamente. A atração molecular em um líquido é muito mais forte do que em um gás, mas mais fraca do que em um sólido (onde as moléculas estão fixas em posições determinadas). Como as moléculas líquidas podem deslizar umas sobre as outras, um líquido pode fluir continuamente.
Viscosidade é uma propriedade que resiste ao escoamento das moléculas líquidas umas em relação às outras — trata-se de uma forma de atrito interno. Um líquido de alta viscosidade (como mel ou melaço) flui lentamente e com grande resistência. Um líquido de baixa viscosidade (como água ou óleo de cozinha) flui facilmente.
Como mencionado acima, um líquido é constituído por moléculas em constante movimento que se atraem mutuamente. Quando as moléculas se movem lentamente, a atração entre elas é mais forte e a resistência ao escoamento é maior — a viscosidade é alta. Quando as moléculas se movem rapidamente (ao serem aquecidas), a atração enfraquece e a viscosidade diminui.
Melaço frio retirado da geladeira tem viscosidade muito alta — escorre lentamente e com esforço. Aqueça-o no fogão e as moléculas aceleram, a atração enfraquece, a viscosidade diminui e ele flui facilmente através de um funil.
Uma forma de medir a viscosidade do óleo é por meio dos Segundos Saybolt Universal (SUS, também chamados de SSU). A unidade SI é o centistoke (cSt). O SUS foi nomeado em homenagem a George Saybolt, que propôs o viscosímetro Saybolt ao Bureau of Standards dos EUA em 1919.
Método: Despeje o líquido em um recipiente e aqueça-o até a temperatura de ensaio. Retire o tampão inferior e inicie simultaneamente um cronômetro. Pare o cronômetro quando exatamente 60 mL do líquido tiverem escoado para um frasco. O tempo decorrido, em segundos, corresponde à viscosidade SUS naquela temperatura.
Exemplo: Se um óleo aquecido a 100 °F (37,7 °C) levar 143 segundos para escoar, sua viscosidade será de 143 SUS @ 100 °F (37,7 °C). Se o mesmo óleo, aquecido a 130 °F (54,4 °C), levar 82 segundos para escoar: viscosidade = 82 SUS (17,7 cSt) @ 130 °F (54,4 °C). A viscosidade depende sempre da temperatura; portanto, é obrigatório indicar tanto o valor quanto a temperatura. "150 SUS (32 cSt)" sem menção de temperatura é uma forma abreviada de indicar 150 SUS (32 cSt) @ 100 °F (37,7 °C).
Figura 3-5: Viscometro Saybolt. O óleo é aquecido até uma temperatura definida e, em seguida, cronometrado enquanto exatamente 60 mL escoam para o frasco. O tempo decorrido, em segundos, equivale à viscosidade SUS.
A viscosidade também varia com a pressão do sistema. À medida que a pressão aumenta, a viscosidade também aumenta (como mostrado pela curva na figura). Um aumento de pressão de 0 a 3.000 psi (207 bar) pode elevar a viscosidade de um óleo hidráulico industrial típico em cerca de 40%.
Figura 3-6: A viscosidade aumenta com a pressão. A 3.000 psi (207 bar), a viscosidade pode ser 40% maior do que à pressão atmosférica.
A viscosidade afeta diretamente a geração de calor. Um óleo de alta viscosidade (por exemplo, 500 SUS / 107,9 cSt) cria maior resistência ao escoamento interno do que um óleo de baixa viscosidade (por exemplo, 150 SUS / 32 cSt), gerando mais calor no sistema.
Na maioria dos sistemas hidráulicos, a faixa de viscosidade de trabalho é de 150–250 SUS (32–53,9 cSt) a 100 °F (37,7 °C).
A viscosidade é uma resistência ao escoamento, portanto pode parecer indesejável. Contudo, ela tem um efeito significativo na lubrificação — é extremamente importante para a formação de uma boa película de óleo. Uma viscosidade mais alta significa uma película mais espessa e resistente. No entanto, o óleo também precisa escoar livremente; logo, a viscosidade adequada deve equilibrar ambas as necessidades.
Figura 3-7 A espessura da película de óleo varia com a viscosidade. Alta viscosidade gera uma película mais espessa, mas aumenta a resistência ao escoamento. Baixa viscosidade permite um escoamento fácil, mas a película fina pode romper-se sob carga.
A capacidade de formar uma película de óleo estável é uma propriedade importante dos óleos hidráulicos à base de petróleo. Denominamos essa capacidade lubrificidade. Pode parecer que peças móveis em alta velocidade seriam difíceis de lubrificar, pois a velocidade poderia remover a película — mas, na verdade, a viscosidade do líquido normalmente impede esse fenômeno.
Quando um bloco metálico estacionário repousa sobre uma superfície metálica lubrificada com óleo e uma força o empurra, a borda dianteira do bloco é ligeiramente elevada. O óleo resiste à expulsão (devido à sua viscosidade), formando-se uma cunha de óleo sob o bloco. Essa cunha sustenta o bloco durante seu movimento — como um barco sobre a água. Desde que a pressão exercida sobre o bloco em movimento permaneça dentro de uma determinada faixa, a cunha de óleo impede o contato direto entre as superfícies metálicas. Trata-se da lubrificação dinâmica (hidrodinâmica).
Líquidos de baixa viscosidade, como a água, são facilmente expulsos sob condições de baixa velocidade e alta carga — a cunha não consegue se formar completamente e o filme se rompe facilmente.
Quando os componentes do sistema estão em movimento, o processo hidrodinâmico fornece uma boa lubrificação. Contudo, na partida ou quando a pressão que aciona os componentes é excessiva, a capacidade do óleo de formar um filme resistente (lubricidade) torna-se criticamente importante.
Figura 3-8 Lubrificação hidrodinâmica. À medida que o bloco se move, forma-se uma cunha de óleo que suporta a carga e impede o contato metal com metal entre as superfícies.
A viscosidade também afeta a eficácia com que o óleo vedará as folgas estreitas entre peças móveis. Muitos componentes hidráulicos (bombas, motores, válvulas) contam com vedação metal com metal — não há juntas de borracha entre, por exemplo, um pistão e seu cilindro em uma bomba de pistões. Há apenas uma fina película de óleo na folga.
As folgas entre essas peças atuam como orifícios fixos — regulando continuamente um pequeno fluxo de vazamento. Esse vazamento tanto lubrifica quanto veda. Pouco vazamento significa lubrificação inadequada; muito vazamento significa perda de fluxo no sistema, queda de eficiência e geração desnecessária de calor.
Para vedação ideal, as folgas devem ser tão pequenas quanto possível — mas não tão pequenas a ponto de impedir a lubrificação pelo óleo, nem tão grandes a ponto de causar vazamentos excessivos. A folga ideal equilibra vedação e lubrificação.
Quando a viscosidade do óleo é muito baixa (óleo muito fino), o vazamento pelas folgas torna-se excessivo. Isso reduz o fluxo que atinge os atuadores e gera calor desnecessário. Quando a viscosidade é muito alta, a película ainda se forma, mas a resistência ao fluxo aumenta e a eficiência do sistema diminui.
Figura 3-9: Efeito da baixa viscosidade sobre o vazamento interno. Com óleo fino, o vazamento pelas folgas metal-metal aumenta, reduzindo o fluxo que atinge o atuador.
A viscosidade do óleo hidráulico é um parâmetro importante em um sistema hidráulico. Contudo, a viscosidade varia com a temperatura; portanto, se o sistema não puder manter uma temperatura operacional constante, a viscosidade do óleo deve permanecer relativamente estável ao longo da faixa de temperaturas operacionais.
O Índice de Viscosidade (VI) descreve a extensão em que a viscosidade varia com a temperatura. Essa relação utiliza o gráfico padrão de viscosidade versus temperatura da ASTM (American Society for Testing and Materials): ao plotar a viscosidade do óleo em duas temperaturas diferentes nesse gráfico, obtém-se uma linha reta. A viscosidade em qualquer outra temperatura pode então ser lida diretamente nessa linha (este método é válido para óleos básicos sem aditivos químicos; aditivos podem afetar a relação natural entre viscosidade e temperatura).
Se duas curvas de óleo forem plotadas no mesmo gráfico, a linha mais horizontal corresponde ao óleo com maior Índice de Viscosidade. Por exemplo:
A linha do Óleo A é mais plana — sua viscosidade varia menos com a temperatura — logo, o Óleo A possui um Índice de Viscosidade mais elevado.
Quando o conceito de Índice de Viscosidade (VI) foi introduzido pela primeira vez, a escala variava de 0 (pior, mais sensível à temperatura) a 100 (melhor, menos sensível). Métodos modernos de refinação podem produzir óleos com VI superior a 100. Em sistemas hidráulicos modernos, normalmente exige-se VI ≥ 90, embora, em sistemas que operam a uma temperatura relativamente constante, o VI tenha menor importância.
Figura 3-10 — Gráfico ASTM de viscosidade versus temperatura. Quanto mais horizontal for a linha, maior será o Índice de Viscosidade — ou seja, o óleo é menos sensível à variação de temperatura.
O óleo hidráulico mineral é um bom lubrificante para sistemas hidráulicos, mas possui uma faixa de viscosidade na qual opera de forma ideal. Se a viscosidade do óleo for muito baixa, a película de óleo será muito fina (como água), e os componentes sofrerão desgaste. Se a viscosidade for muito alta, o óleo não conseguirá fluir rapidamente o suficiente para os mancais, causando falha de lubrificação nos componentes.
Componentes rotativos — bombas e motores hidráulicos — necessitam, especialmente, de uma boa lubrificação dos rolamentos. Os fabricantes de bombas especificam a faixa de viscosidade para seus produtos. Se esses componentes forem adequadamente lubrificados, todos os demais componentes do sistema também estarão suficientemente lubrificados.
Uma vez conhecida a faixa de viscosidade exigida, a faixa de temperatura de operação do sistema determina qual óleo hidráulico específico escolher. Por exemplo, se um sistema exigir viscosidade entre 70–250 SUS (15–54 cSt) e a temperatura de operação for de 80–140 °F (26,7–60 °C), escolha o Óleo Y. Se a faixa de temperatura for de 110–170 °F (43,3–76,7 °C), escolha o Óleo Z.
Mesmo em ambientes industriais, a temperatura pode atingir valores muito baixos. Para garantir que a bomba consiga aspirar o óleo normalmente na partida, os fabricantes de bombas especificam a viscosidade máxima admissível na partida: tipicamente 1.000 SUS (216 cSt) para bombas de pistão e 7.500 SUS (1.618 cSt) para bombas de palhetas e de engrenagens.
Figura 3-11 Seleção da classificação do óleo conforme a temperatura de operação. A faixa sombreada indica a faixa de viscosidade utilizável. Escolha o óleo cuja faixa cubra sua faixa de temperatura de operação.
O gráfico de viscosidade ASTM não indica o ponto de escoamento. Em temperaturas muito baixas, o óleo mineral deixa de fluir completamente — cristais cerosos de parafina precipitam-se do óleo e bloqueiam o fluxo. O ponto de escoamento é a temperatura mais baixa na qual um óleo hidráulico ainda consegue fluir, medido sob as condições de laboratório da ASTM.
Em um sistema real, se o requisito máximo de viscosidade na partida for atendido, normalmente não é necessário verificar separadamente o ponto de escoamento. Contudo, se o sistema puder operar em temperaturas extremamente baixas, o ponto de escoamento do óleo deve ser, no mínimo, 20 °F inferior à temperatura mínima esperada de operação.
Os dados sobre o ponto de escoamento de um determinado óleo podem ser encontrados na sua ficha técnica do produto.
À medida que um sistema hidráulico opera dia após dia, o óleo mineral é submetido a condições exigentes. Vários problemas podem surgir, afetando tanto o óleo quanto o sistema: lubrificação em alta pressão, oxidação do óleo, contaminação por água, ingestão de ar e contaminação por partículas sólidas. Aditivos químicos presentes no óleo resolvem muitos desses problemas.
Importante: Os aditivos químicos não conseguem resolver integralmente todos os problemas do óleo, e nenhum óleo pode conter todos os aditivos. Não existe um "superóleo" capaz de resolver todos os problemas. Muitos aditivos são incompatíveis entre si — misturar óleos com diferentes pacotes de aditivos provenientes de fornecedores distintos pode provocar reações prejudiciais.
Um óleo hidráulico mineral de boa qualidade nem sempre é um bom lubrificante em alta pressão. Quando a pressão aumenta, o cunho de óleo entre as peças móveis é mais facilmente rompido, tornando-se crítica a película adesiva (lubricidade). Aditivos químicos podem melhorar a lubrificação em alta pressão ou a lubrificação de fronteira.
Existem três tipos de aditivos anti-desgaste:
Os três tipos não podem ser todos utilizados no mesmo óleo — eles desempenham funções diferentes. Aditivos de oleosidade/WR são destinados a sistemas de baixa pressão (abaixo de 1.000 psi / 68,97 bar). Aditivos EP são principalmente indicados para sistemas acima de 3.000 psi (207 bar) ou para lubrificantes de engrenagens e máquinas-ferramenta. Aditivos AW atendem à faixa intermediária (1.000–3.000 psi / 68,97–207 bar).
Para verificar se um óleo contém aditivos anti-desgaste, examine o nome do óleo ou consulte a ficha técnica do fornecedor. Exemplo: "Hamony 48 AW" (Gulf Oil Co.) — "AW" indica anti-desgaste; "Sunvis 816 WR" (Sun Oil Co.) — "WR" indica redução de desgaste.
Muitos produtores de óleos refinados não indicam o teor de aditivos anti-desgaste no nome do produto; para óleos específicos, consulte sempre a ficha técnica. Se um sistema apresentar problemas excessivos de desgaste e o óleo não contiver aditivos anti-desgaste, a troca para um óleo AW pode ajudar — mas, antes disso, confirme se o desgaste não é causado por contaminação do óleo.
A oxidação é a reação química de um material com o oxigênio — um processo comum. Quando você morde uma maçã e a polpa escurece, isso é oxidação. Um para-lama de carro arranhado e exposto ao ar reage com o oxigênio e enferruja. Grande parte do mundo, incluindo o óleo, sofre oxidação dessa maneira.
A oxidação do óleo em um sistema hidráulico ocorre principalmente em dois locais: o reservatório e a saída da bomba. Ambos envolvem o contato entre o óleo e o oxigênio, mas o processo de oxidação difere em cada um deles.
No reservatório, a superfície livre do óleo reage com o oxigênio presente no ar. Os produtos dessa reação incluem ácidos fracos e materiais semelhantes a sabão. Os ácidos corroem as superfícies dos componentes e produzem manchas escuras. Os sabões recobrem as superfícies dos componentes e obstruem os pequenos orifícios nos orifícios de detecção de pressão e nas passagens de lubrificação.
O calor acelera a oxidação do óleo. A cada aumento de 18–20 °F (10–11 °C) acima da temperatura média do reservatório (130 °F / 54,4 °C), a taxa de oxidação aumenta aproximadamente duas vezes. Partículas de ferro, cobre e gotículas de água presentes no óleo também aceleram a oxidação.
O segundo local onde o óleo sofre oxidação é na saída da bomba. Se a linha de sucção apresentar vazamento de ar ou se o óleo de retorno agitar o reservatório, causando a entrada de bolhas de ar na entrada da bomba, essas bolhas atingem a saída da bomba de alta pressão e implodem subitamente (colapsam violentamente) sob alta pressão. Esse processo gera calor extremo localizado. Cálculos indicam que, ao comprimir uma bolha de quase zero até 3.000 psi (207 bar), a temperatura pode atingir 2.100 °F (1.149 °C). Nessa temperatura, o óleo inflama, produzindo depósitos semelhantes a resina e um cheiro acre de queima.
Se produtos de oxidação se formarem na saída da bomba, a resina dissolve-se no óleo. Quando a resina entra em contato com superfícies quentes (rotor da bomba, válvula de alívio, etc.), ela precipita do óleo na forma de depósitos de verniz sobre essas superfícies, fazendo com que as peças móveis grudem e emperram.
A resina presente no óleo também se combina com poeira e partículas para formar lama, que obstrui orifícios pequenos em válvulas e filtros e impede a dissipação de calor pelas paredes do reservatório. A implosão de bolhas na saída da bomba é uma das principais causas da oxidação rápida do óleo.
Figura 3-14: Implosão de bolhas de ar na saída da bomba. Quando as bolhas são comprimidas de baixa para alta pressão, as temperaturas locais podem ultrapassar 2.000 °F — o suficiente para inflamar o óleo e formar depósitos de verniz.
Compare uma amostra de óleo do sistema (possivelmente oxidado) com uma amostra de óleo fresco proveniente do tambor, à mesma temperatura. O óleo fresco apresenta sensação nitidamente pegajosa ao ser esfregado entre o polegar e o indicador, permanecendo nos dedos. O óleo oxidado tem sensação aquosa — escorre como água, com pouca tackiness (aderência) e adesão.
O óleo oxidado pela implosão de bolhas também apresenta cheiro forte e acre. Se a amostra apresentar sinais de oxidação, envie-a para análise em laboratório. Caso não possa ser recondicionado, realize a lavagem do sistema e reabasteça-o com óleo fresco.
Qualquer óleo hidráulico contém alguma umidade. Em pequenas quantidades, a água se divide em gotículas minúsculas e é transportada pelo óleo. Água e óleo não se misturam (exceto nos óleos solúveis em água); em grandes quantidades, a água sedimenta no fundo do reservatório.
Se o óleo já contiver ácidos e resinas produzidos pela oxidação, estes acelerarão a retenção de água.
Comparar a amostra suspeita com uma amostra de óleo fresco é a verificação básica. Coloque óleo fresco em um frasco de vidro e segure-o contra a luz — ele será transparente, com leves bolhas. Se uma amostra contiver 0,5 % de água, terá aparência turva ou nebulosa. Com 1 % de água, terá aparência leitosa.
Outro método: aqueça a amostra leitosa/nebulosa — se ela clarear após algum tempo, provavelmente havia água presente. Se o óleo contiver uma grande quantidade de água, a maior parte dela acabará por se separar; a separação centrífuga pode acelerar esse processo, caso o tempo seja crítico.
Se o óleo contiver apenas uma pequena quantidade de água (< 0,5 %) e os requisitos do sistema não forem extremamente rigorosos, talvez não seja necessário substituí-lo imediatamente. A água no óleo acelera a oxidação e reduz a lubrificidade; a própria água eventualmente evapora, mas os produtos da oxidação que ela causou permanecem e continuam causando danos. Se o óleo estiver na margem da aceitabilidade, envie-o a um laboratório.
Figura 3-16: Verificação visual da presença de água. A quantidade de água no óleo pode ser estimada com base no grau de turvação da amostra ao ser observada contra a luz.
Do ponto de vista de um sistema hidráulico, a corrosão é o ataque químico às superfícies dos componentes causado por ácidos formados durante a oxidação do óleo. A ferrugem é a oxidação de superfícies à base de ferro causada pela presença de água no óleo.
A corrosão dissolve o metal e o remove — reduzindo as dimensões e o peso de peças de precisão. A ferrugem adiciona material às superfícies de ferro — aumentando suas dimensões e seu peso. Quando componentes de precisão sofrem alterações dimensionais, sua eficiência e desempenho são afetados. Nem a corrosão nem a ferrugem são aceitáveis em um sistema hidráulico.
Mesmo quantidades muito pequenas de água no óleo podem causar ferrugem nas superfícies de componentes de ferro. Em condições naturais, o óleo isoladamente não oferece proteção contra corrosão suficiente, e é praticamente impossível manter toda a água fora de um sistema hidráulico — portanto, a maioria dos óleos hidráulicos contém inibidores de ferrugem, que formam uma película protetora química sobre as superfícies metálicas.
A interação ar-óleo no reservatório também produz produtos de oxidação que, eventualmente, atacam as superfícies metálicas e aceleram ainda mais a oxidação do óleo. Por isso, também são adicionados inibidores de oxidação — esses produtos químicos interrompem a reação em cadeia de oxidação.
A oxidação em altas temperaturas causada pelo colapso de bolhas na saída da bomba não pode ser evitada apenas por meio de aditivos químicos; ela só pode ser controlada eliminando o ar do fluxo de entrada da bomba. Os aditivos R&O (resistência à oxidação) constituem o pacote básico de aditivos na maioria dos óleos hidráulicos industriais. Óleos contendo esses aditivos são, às vezes, denominados "óleos R&O". Os óleos R&O transparentes (cristalinos) de grau premium são os de mais alta qualidade; já os óleos para turbinas de graus inferiores podem ainda ser adequados para muitas aplicações hidráulicas e são rotulados como "R&O abaixo da qualidade para turbinas".
O óleo que retorna ao reservatório deve liberar qualquer ar aprisionado no sistema. Em alguns sistemas, os vazamentos de ar no lado de sucção são graves, e, quando o óleo de retorno espirra no reservatório, gera espuma — o que, eventualmente, faz com que o ar aprisionado seja novamente aspirado pela bomba, causando instabilidade do sistema, acelerando a oxidação, gerando ruído e, potencialmente, provocando transbordamento de óleo pelo reservatório, criando um risco ambiental.
A melhor solução é corrigir os vazamentos e redesenhar o circuito de retorno, por exemplo: utilizando um defletor no reservatório ou utilizando uma tubulação de retorno de maior diâmetro para reduzir a velocidade do óleo ao entrar no reservatório. Por razões econômicas, práticas ou de treinamento, podem ser utilizados aditivos químicos como alternativa.
Aditivos antiespumantes impedem a formação de espuma no óleo. Alguns atuam combinando bolhas pequenas em bolhas maiores, que sobem à superfície e estouram. Outro tipo age interferindo na liberação de ar para reduzir a espuma, mas aumenta o número de bolhas minúsculas no sistema. Ao escolher um aditivo antiespumante, certifique-se de selecionar o tipo que permite a saída do ar — não o tipo que retém mais ar.
Verifique a espuma no óleo retirando uma amostra do reservatório. A inspeção visual permite identificar rapidamente se o óleo contém ar. As amostras devem ser coletadas o mais próximo possível da entrada da bomba, de modo que representem efetivamente o óleo que realmente entra no sistema.
Outros sinais de presença de ar no sistema: ruído agudo e irregular proveniente da bomba; a bomba pode, periodicamente, emitir um som forte de batida, como se alguém estivesse disparando uma arma no seu interior. Movimento irregular do cilindro e leituras instáveis no manômetro também são indicativos de ar.
Figura 3-18 Ar no sistema hidráulico. Espuma na superfície do reservatório (esquerda) ou ruído da bomba (direita) indicam ambos problemas de ingestão de ar.
O maior problema com o óleo hidráulico em operação é a contaminação. Os contaminantes podem ser água, ar ou partículas sólidas — sendo estas últimas as mais comuns e as mais prejudiciais.
Contaminantes sólidos podem obstruir orifícios de válvulas de controle, causar travamento de peças móveis, acelerar o desgaste e catalisar a oxidação do óleo.
Um contaminante é qualquer substância insolúvel no óleo. Os contaminantes entram no sistema de diversas maneiras: durante a fabricação, montagem, armazenamento e transporte dos componentes do sistema; a partir do ambiente externo, por meio de selos desgastados das hastes dos cilindros ou de um respirador do reservatório defeituoso; e provenientes do próprio sistema — peças internas desgastadas geram continuamente partículas metálicas. A contaminação nunca cessa.
Nenhum aditivo químico pode remover contaminantes do óleo ou impedir que eles entrem. O objetivo de um bom projeto e manutenção do sistema é evitar a entrada de contaminação, e a remoção de contaminantes do óleo é responsabilidade dos filtros e da equipe de manutenção.
O olho nu não consegue determinar com confiabilidade o nível de contaminação. Observar o óleo em um frasco de vidro sob luz não constitui uma verificação precisa de contaminação — muitas partículas prejudiciais aos sistemas hidráulicos são pequenas demais para serem vistas. Uma avaliação precisa da contaminação exige análise laboratorial.
O indicador de obstrução do filtro do sistema fornece outra maneira de verificar a contaminação. Se o filtro estiver corretamente dimensionado para o sistema e o indicador estiver funcionando adequadamente: uma indicação de "limpo" significa que o óleo está limpo o suficiente para o sistema; uma indicação de "necessita de manutenção" significa que o filtro requer manutenção ou substituição; se o indicador mostrar que o fluxo está desviado (bypass), o óleo está muito sujo e o filtro necessita de serviço imediato.
Figura 3-19 Indicador de condição do filtro. "Limpo" (parte superior): o óleo está em boas condições. "Manutenção necessária" (parte central): realizar manutenção ou substituir o elemento. "Derivação ativada" (parte inferior): o óleo está muito sujo — realizar manutenção imediatamente.
Como mencionado, o óleo hidráulico desempenha múltiplas funções no sistema e contém diversos aditivos para apoiar essas funções. Ele merece atenção especial durante o armazenamento, o transporte até o reservatório e ao longo da operação do sistema.
Durante o armazenamento, o principal objetivo é manter o óleo na melhor condição possível. A contaminação do óleo nos tambores de armazenamento não só representa um desperdício, como também pode fornecer ao sistema um óleo degradado, comprometendo a confiabilidade.
Os tambores devem ser armazenados em local limpo e seco. Os tambores armazenados ao ar livre devem ser colocados deitados sobre os lados para evitar que a água se acumule na parte superior e infiltre-se pela vedação da tampa.
Antes de iniciar a transferência de óleo, limpe a tampa do tambor e, em seguida, prepare todas as ferramentas e equipamentos necessários: mangueira flexível, bomba de transferência, funil, filtro de enchimento do reservatório e mãos limpas. Verifique se a marca e a viscosidade indicadas no tambor correspondem às exigidas. Nem todos os óleos hidráulicos contêm os mesmos aditivos; portanto, recomenda-se não misturar óleos de diferentes fornecedores, salvo autorização expressa do fornecedor.
Uma vez que o óleo esteja no sistema, realize sua manutenção e monitoramento nos intervalos especificados. A manutenção do óleo inclui: reabastecimento até o nível mínimo (utilize o mesmo óleo ou um óleo compatível com o já existente), tratamento de vazamentos e substituição do elemento filtrante.
Trocar o elemento filtrante regularmente é muito benéfico. A contaminação é extremamente prejudicial ao óleo, pois catalisa a oxidação, especialmente quando as partículas contaminantes são de ferro, chumbo ou cobre. Os filtros removem a maior parte da contaminação do fluxo, mas não conseguem eliminar completamente a contaminação do sistema — eles apenas mantêm o óleo. Se o indicador do filtro acionar o aviso, mas não for atendido prontamente, grandes quantidades de contaminação não filtrada desviam-se para jusante, afetando componentes, e os contaminantes retidos no elemento sujo permanecem no sistema, continuando a catalisar a oxidação.
Elementos filtrantes do tipo malha podem ser limpos e reutilizados. A eficácia da limpeza depende do cuidado com que ela é realizada, e não do método de limpeza em si.
Método comum: imergir em solvente limpo ou água quente com sabão, depois soprar com ar comprimido para limpar. O uso de uma escova macia (escova nova para pintura) ajuda a limpar a malha. Nunca utilize escovas de aço ou materiais abrasivos. Após a limpeza, segure o elemento contra a luz e inspecione-o — áreas cinzentas ou pretas indicam que o elemento necessita de limpeza adicional.
A limpeza por ultrassom é mais cara, mas mais conveniente: coloque o elemento sujo no limpador por ultrassom durante um tempo determinado, depois retire-o limpo e pronto para reutilização. Elementos filtrantes com classificação de 40 μm ou mais fina devem ser limpos com um limpador por ultrassom para restaurar eficazmente sua vida útil.
Figura 3-20: Limpeza de um elemento filtrante em malha. (Esquerda) Limpeza por ultrassom para elementos finos. (Direita) Segurar o elemento limpo contra a luz para verificar a presença de áreas ainda obstruídas.
CONCEITOS-CHAVE – CAPÍTULO 3
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Conceito |
Dado Importante |
Implicação Prática |
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Viscosidade |
Resistência ao escoamento; diminui com o calor, aumenta com o frio/pressão |
Deve permanecer entre 150–250 SUS (32–54 cSt) a 100 °F na maioria dos sistemas |
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Índice de Viscosidade (IV) |
Quão estável é a viscosidade ao longo da faixa de temperatura |
VI >= 90 exigido para sistemas hidráulicos modernos |
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Ponto de derrame |
Temperatura mais baixa na qual o óleo ainda flui |
Deve ser pelo menos 20 °F abaixo da temperatura mínima de partida |
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Filme de óleo / lubrificidade |
Capacidade de formar e manter um filme entre as superfícies |
Crítico na partida e em alta pressão — aditivos AW auxiliam |
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Tipos de aditivos |
WR (oleosidade), AW (antidesgaste), EP (pressão extrema) |
Escolher o aditivo conforme a faixa de pressão; não misturar óleos incompatíveis |
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Oxidação |
O óleo reage com o oxigênio — produz ácidos, lama e verniz |
Utilize óleos R&O; mantenha a temperatura baixa; elimine bolhas de ar |
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Contaminação por água |
Promove ferrugem e acelera a oxidação |
Teste visual: turvo = 0,5% de água; leitoso = 1% de água |
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Contaminação |
Partículas sólidas — causa nº 1 de falhas hidráulicas |
Mantenha os filtros; inspecione o indicador regularmente; troque o óleo conforme necessário |
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