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UNIVERSIDADE ÓSCAR RIBAS FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA TRABALHO DE FIM DE CURSO DA LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA “ESTUDO COMPARATIVO ENTRE O ÓLEO LUBRIFICANTE NGOL 10W-40 E CASTROL 10W-40 PARA MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA EM ANGOLA ” Trabalho de Fim de Curso elaborado por: ANTÓNIO NORBERTO 1 FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENSINO E INVESTIGAÇÂO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA Estudante nº 20191381 ––––——————————— António Norberto Trabalho de fim de curso apresentado à Universidade como parte do requisito parcial para obtenção do grau de licenciado orientado pelo professor Lic. Gabriel Victorino. LUANDA 2022-23 2 FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENSINO E INVESTIGAÇÃO DE ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA Declaração de Autoria Declaro que este trabalho da unidade curricular, é resultado de uma investigação cujo seu conteúdo é original em conformidade com as fontes consultadas. Professor Orientador —––––––––––––––––––––––––– Lic. Gabriel Victorino Trabalho de fim de curso apresentado à Universidade como parte do requisito parcial para obtenção do grau de licenciado orientado pelo professor Lic. Gabriel Victorino. LUANDA 2022-23 3 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho aos meus pais, pela constante inspiração, amor e apoio incondicional ao longo de toda a minha jornada educacional. A vocês, que sempre acreditaram em mim e me incentivaram a perseguir os meus sonhos, dedico com gratidão e carinho este trabalho. Agradeço também aos meus amigos e colegas, que estiveram ao meu lado compartilhando risos, desafios e conquistas. Suas amizades foram um suporte valioso durante este percurso acadêmico. Aos meus professores e orientador, meu reconhecimento pela orientação, sabedoria e paciência que me proporcionaram. Suas orientações e conhecimentos moldaram minha abordagem e enriqueceram este trabalho. Por fim, dedico este trabalho a todos aqueles que buscam o conhecimento e a melhoria constante. Que este trabalho possa contribuir, mesmo que modestamente, para o avanço do entendimento em nossa área. 4 AGRADECIMENTOS Desejo expressar minha profunda apreciação a todos aqueles que desempenharam um papel fundamental na concretização deste trabalho. Sem o respaldo, estímulo e direção oferecidos por eles, esta monografia não teria se concretizado. Em primeiro lugar, desejo manifestar meu reconhecimento à Deus e em seguida ao meu mentor/professor Gabriel Luís Victorino, pela dedicação e orientação prestadas durante todo o percurso de investigação e redação. As valiosas perceções, a paciência demonstrada e a prontidão em auxiliar fizeram uma diferença notável na qualidade deste trabalho. Além disso, gostaria de estender minha gratidão aos meus colegas de curso e amigos, que sempre estiveram ao meu lado, compartilhando saberes, conceitos e apoio emocional. As discussões estimulantes e o encorajamento constante exerceram um papel fundamental em meu desenvolvimento tanto acadêmico quanto pessoal. Minha família merece um agradecimento especial por seu apoio inabalável. Agradeço por compreenderem minhas ausências, por me incentivarem a persistir nos momentos difíceis e por confiarem em mim incondicionalmente. Por último, mas não menos importante, manifesto minha gratidão a todos os educadores e profissionais que, de forma indireta, contribuíram para o desenvolvimento deste trabalho, por meio de suas publicações, artigos. Este estudo comparativo dos óleos lubrificantes é uma celebração do esforço conjunto de muitos indivíduos, e, por essa razão, minha gratidão se estende a todos aqueles que, de uma maneira ou de outra, estiveram presentes ao longo desta jornada. Sinceramente agradecido a todos! António Norberto 5 EPÍGRAFE “Se você está em uma profissão que trabalha com pessoas, é imperativo que compreenda o poder das palavras de causar impacto em todos ao seu redor.” Anthony Robbins 6 RESUMO O estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 visa determinar o óleo adequado para ser usado no território nacional. O óleo lubrificante tais como Óleo NGOL & CASTROL são amplamente utilizados em diversas situações nas quais é necessária a redução de atrito em peças de veículos ou equipamentos em geral com o intuito de evitar o desgaste prematuro. Muitas vezes associa-se o mau funcionamento de um equipamento ao combustível utilizado, principalmente por conta de opiniões negativas amplamente difundidas por parte da população, no entanto, em diversos casos a utilização de lubrificantes de má qualidade pode causar sérios problemas ao veículo, principalmente quando se verifica ausência ou insuficiência na aditivação do óleo. Outros vícios de qualidade relativamente frequentes são: viscosidade cinemática a 100°C e dinâmica a baixa temperatura fora das especificações, perda por evaporação elevada e fraude na constituição dos óleos básicos. O estudo em questão visa identificar parâmetros que podem ser utilizadas para determinar fraudes na composição de lubrificantes acabados com relação aos óleos básicos. Foi realizada ampla caracterização físico-química de diversas amostras de óleo básico, óleos formulados em laboratório e óleos lubrificantes comerciais. Ensaios como viscosidade cinemática a 40°C e 100°C, índice de viscosidade, viscosidade dinâmica à baixa temperatura e teor de elementos (Ca, Zn, P, Mg, S) foram realizados de acordo com as respetivas normas da ASTM - American Society for Testing and Materials. Adicionalmente, foi desenvolvida uma metodologia para a quantificação de n-parafinas nas amostras analisadas utilizando cromatografia gasosa com detetor de ionização em chama. Através dos dados obtidos, foram realizados cruzamentos de dados entre a caracterização físico-química e estrutural. Verificou-se que baixos índices de viscosidade e resultados não conformes de viscosidade dinâmica à baixa temperatura estão relacionados com maiores teores de n-parafinas em amostras de lubrificantes acabados, indicando a possibilidade de fraude em óleos comercializados como sintéticos ao consumidor, mas que na verdade podem ser minerais, que possuem menor valor agregado, aumentando a margem do lucro do produtor e enganando o consumidor final. Palavras-chaves: Óleo, Viscosidade, Densidade, Lubrificante. 7 ABSTRACT The comparative study of NGOL and CASTROL 10W-40 lubricating oil aims to determine the appropriate oil to be used in the national territory. lubricating oils such as Oil NGOL & CASTROL are widely used to reduce friction in parts of vehicles and equipment’s to avoid premature wear. Often the equipment malfunctions are associated with the fuel used, mainly due to negative opinions widely spread by the population, however, in several cases the use of low-quality lubricants can cause serious problems to the vehicle, especially when there is an absence or insufficiency in additvation of oil. Other quality problems are relatively frequent, such as kinematic viscosity at 100°C and cold-cranking simulator outside specifications, high evaporation loss and fraud in the constitution of base oils. This study aims to identify which parameters can be used to determine fraud in the composition of commercial lubricants in relation to base oils. Extensive physicchemical characterization of several samples of base oil, formulated oils in the laboratory and commercial lubricating oils was carried out. Tests such as kinematic viscosity at 40°C and 100°C, viscosity index, dynamic viscosityat low temperature and element content (Ca, Zn, P, Mg, S) were carried out in accordance with the respective standards of the ASTM - American Society for Testing and Materials. Additionally, a methodology was developed for the quantification of n-paraffins in the analyzed samples using gas chromatography with flame ionization detector. Through the data obtained, it was crossed between the physical-chemical and structural characterization. It was found that low viscosity indexes and dynamic low temperature viscosity results are related to higher levels of nparaffins in finished lubricant samples, indicating the possibility of fraud in oils marketed as synthetic to the consumer, but that in fact they are minerals, which have lower value, increasing the profit margin of the producer and harming the final consumer. Key-word: Oil, Viscosity, density, Lubricant. 8 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ACEA-Associação dos Fabricantes Europeus de Automóveis), ANP – Agência Nacional de Petróleo API- Instituto Americano do Petróleo ASTM – American society for testing and matérias BP – Brithish Petroleum (Petróleo Britânico) cSt - centiStoke DPF-ausência de filtro de partículas de diesel EGR-sistemas de redução catalítica seletiva ENI – Ente Nazionale Idrocarburi (Conselho Nacional de Hidrocarbonetos) ISO- International Standards Organization MCI – Motores de Combustão Interna mm²/s- milímetros quadrados por segundo mg KOH – miligrama hidróxido de potássio SAE- Sociedade de Engenheiros Automotivos SSU - Saybolt TAN – Total acid number TNB-Total Nitrogen Base Number %WT – Percentage by Weight (Percentage por peso) 9 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 DESASFALTAÇÃO DE RESÍDUO DE VÁCUO NA PRODUÇÃO DE ÓLEO LUBRIFICANTE NGOL E CASTROL. ................................................................................................................................ 18 FIGURA 2 PROCESSO DE EXTRAÇÃO.................................................................................................. 18 FIGURA 3 PROCESSO DE DEWAX ....................................................................................................... 19 FIGURA 4 PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÓLEO LUBRIFICANTE ............................................................ 21 FIGURA 5 MOVIMENTO DE SUPERFÍCIE PARALELAS VISCOSIDADE ...................................................... 27 FIGURA 6 CRONOGRAMA DA CROMATOGRAFIA, FORMA FÍSICA DO SISTEMA CROMATOGRÁFICA ........... 36 FIGURA 7 QUANTO A SUA FASE MOVEL ............................................................................................. 36 FIGURA 8 MICROLAB – SPECTRO SCIENTIFIC..................................................................................... 41 FIGURA 9 RESULTADO DO LABORATÓRIO DA VISCOSIDADE CINEMÁTICA VERSUS TEMPERATURA NOS MCI (ANALISE FÍSICA) ..................................................................................................................... 47 FIGURA 10 RESULTADO DO LABORATÓRIO DA TNB VERSUS TEMPO DE USO DO LUBRIFICANTE NOS MCI (ANALISE QUÍMICA) ................................................................................................................. 49 FIGURA 11 VANTAGENS E DESVANTAGENS DE ÓLEO LUBRIFICANTE NGOL & CASTROL 10W-40 PARA MCI EM ANGOLA NA ESCALA DE 0 A 10 ............................................................................................. 51 FIGURA 12 ESTUDO COMPARATIVO DO ÓLEO LUBRIFICANTE NGOL E CASTROL 10W-40 ...................... 54 FIGURA 13 ILUSTRAÇÃO DE UM MOTOR A QUATRO TEMPO AONDE PODE SER APLICADO O ÓLEO LUBRIFICANTE 10W-40 ............................................................................................................ 56 10 LISTA DE TABELAS TABELA 1 PRINCIPAL CARACTERÍSTICA DE UM LUBRIFICANTE PARAFÍNICO E UM NAFTÉNICO ............................... 25 TABELA 2 CLASSIFICAÇÃO DA VISCOSIDADE SEGUNDO A NORMA ISO 3400 ................................................... 30 TABELA 3 AS PROPRIEDADES FÍSICAS DE ÓLEO LUBRIFICANTE CASTROL, NGOL 10W-40 E PADRÃO NACIONAL .. 42 TABELA 4 AS PROPRIEDADES QUÍMICAS DE ÓLEO LUBRIFICANTE CASTROL, NGOL 10W-40 E PADRÃO NACIONAL ............................................................................................................................................... 42 TABELA 5 CARACTERÍSTICAS VANTAJOSA DO ÓLEO LUBRIFICANTE NGOL & CASTROL 10W-40 PARA MCI EM ANGOLA ................................................................................................................................... 43 TABELA 6 CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DO ÓLEO CASTROL 10W-40 ................................................................ 44 TABELA 7 CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DO ÓLEO NGOL 10W-40................................................................... 44 TABELA 8 CRONOGRAMA DO ESTUDO COMPARATIVO DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES CASTROL 10W-40 E NGOL 10W- 40 .......................................................................................................................................... 45 11 SUMÁRIO DEDICATÓRIA ................................................................................................................. 3 AGRADECIMENTOS ........................................................................................................ 4 EPÍGRAFE .......................................................................................................................... 5 RESUMO ............................................................................................................................ 6 ABSTRACT ........................................................................................................................ 7 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ......................................................................... 8 LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................... 9 LISTA DE TABELAS ...................................................................................................... 10 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 15 Problemática ................................................................................................................. 16 Justificativa ................................................................................................................... 16 Objectivo geral .......................................................................................................... 16 I. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................. 17 1.1. Processo de Fabricação dos óleos lubrificantes NGOL e CASTROL 10W-40 ..... 17 1.1.1. Desasfaltação ............................................................................................... 17 1.1.2 Extração de aromáticos .................................................................................... 18 1.1.3. Dewax ............................................................................................................. 19 1.1.4. Formulação e Mistura: ........................................................................................ 19 1.1.5. Aditivação: .......................................................................................................... 20 1.1.6. Processo de Mistura e Homogeneização: ........................................................... 20 1.1.7. Testes e Controlo de Qualidade: ......................................................................... 20 1.1.8. Refinamento do Óleo Base: ................................................................................20 1.2. Lubrificação e lubrificantes ................................................................................... 21 12 1.3. Tipos de óleos lubrificantes ................................................................................... 22 1.3.1. Lubrificantes de Viscosidade Constante: ............................................................ 22 1.3.1.1. Lubrificantes Mono-graduados .................................................................... 22 1.3.2 Lubrificantes de Viscosidade Múltipla: ........................................................... 22 1.3.2.1 Lubrificantes Multi-graduados...................................................................... 22 1.4 Classificação de óleo lubrificante consoante sua viscosidade e carga de aditivos . 23 1.4.1. Óleos Mineral.................................................................................................. 23 1.4.2. Óleo semi-sintéticos ........................................................................................ 23 1.4.3. Óleo sintéticos ................................................................................................. 24 1.5. Lubrificantes dos Motores de combustão interna .................................................. 24 1.5.1. Propriedades dos óleos lubrificantes nos Motores de combustão interna ........... 25 1.5.2. Viscosidade absoluta e dinâmica do lubrificante ................................................ 26 1.5.2.1. Viscosidade absoluta e cinemática ............................................................... 26 1.6. Classificação dos Óleos lubrificantes nos MCI ..................................................... 27 1.6.1. Classificação SAE ........................................................................................... 28 1.6.2. Classificação API ............................................................................................ 28 1.6.3. Classificação quanto a norma ISO .................................................................. 29 1.7. Analise dos lubrificantes ........................................................................................ 31 1.7.1. Analise da ferrografia ......................................................................................... 31 1.7.2. TNB e TAN......................................................................................................... 32 1.7.3. Análise de aditivos .............................................................................................. 33 1.7.4. Analise da contaminação .................................................................................... 33 1.7.5. Analise da viscosidade ........................................................................................ 34 1.7.6. Analise de acidez do óleo ................................................................................... 34 1.7.7. Analise da cromatografia .................................................................................... 35 13 1.8. Eluição e Eluente ................................................................................................... 35 1.8.1. Quanto a sua forma física do sistema cromatográfico ........................................ 36 Fonte: Autor .................................................................................................................. 36 1.8.2. Quanto a Fase movel Empregada ....................................................................... 36 1.9. Nitratos ................................................................................................................... 37 1.10. Combustível ......................................................................................................... 37 1.11. Aditivos para Lubrificantes.................................................................................. 37 1.12. Detergentes ...................................................................................................... 38 1.12.1. Detergentes Alcalinos ................................................................................... 38 1.12.2. Antioxidantes ................................................................................................ 38 1.12.3. Agentes Anti-desgaste .................................................................................. 38 1.12.4. Aditiva antifricção ........................................................................................ 39 1.12.5. Aditivos melhoradores de índice de viscosidade. ......................................... 39 1.12.6. Inibidores de espuma .................................................................................... 39 II - METODOLOGIA ....................................................................................................... 40 2.1. Tipo de pesquisa .................................................................................................... 40 2.2. Recolha de dados via experimento controlado ...................................................... 40 2.3. Tratamento de dados .............................................................................................. 40 2.4. Apresentação e descrição do local de estudo ......................................................... 41 2.5. Analise química e física do óleo adequado (NGOL & CASTROL) para os MCI em Angola. ...................................................................................................................................... 42 2.6. Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola. ....................................................................................................................... 43 2.7. Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 ............... 43 2.8. Cronograma............................................................................................................ 45 III. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................ 46 14 3.1. Resultado da análise química e física do óleo adequado (NGOL & CASTROL 10W- 40) para os MCI em Angola...................................................................................................... 46 3.1.1. A viscosidade cinemática do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 .. 46 3.1.2. A densidade a 15°C ............................................................................................. 48 3.1.3. O ponto de escoamento ....................................................................................... 48 3.1.4. TNB (Total Nitrogen Base Number) .................................................................. 49 3.1.5. O ponto de inflamação COC ............................................................................... 50 3.1.6 A "Cinza Sulfatada (%wt)" .................................................................................. 50 3.2. Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola. ....................................................................................................................... 51 3.2.1. Vantagens do óleo CASTROL 10W-40 ............................................................. 51 3.2.2. Desvantagens do óleo CASTROL 10W-40 .................................................... 52 3.2.3. Vantagens do óleo NGOL 10W-40 ..................................................................... 53 3.2.4. Desvantagem do óleo NGOL .......................................................................... 53 3.3. Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 ............... 54 3.3.1. Características típica do Óleo CASTROL 10W40 ............................................. 55 3.3.2. Características típica do Óleo NGOL 10W-40 ................................................... 55 3.4. Aplicação do óleo lubrificante CASTROL & NGOL noMCI. ............................. 56 3.4.1 Aplicações do óleo Castrol 10W-40 .................................................................... 56 3.4.2 Aplicações do óleo NGOL 10W-40 ..................................................................... 56 CONCLUSÕES ................................................................................................................ 57 SUGESTÕES DO TRABALHO....................................................................................... 58 REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA .................................................................................. 59 ANEXOS .......................................................................................................................... 62 15 INTRODUÇÃO O estudo comparativo do lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 para veículos que circulam no território nacional transcende as características especificas e classificações padronizadas. Ele aprofunda nas complexidades dos óleos lubrificantes, investigando aspetos como a composição química, viscosidade cinemática a 100ºC, densidade a 15ºC, a percentagem em massa da cinza sulfatada e habilidade de resistência ao desgaste e a variações extremas de temperatura, entre outras propriedades. Por meio de métodos científicos e experimentos meticulosos, os pesquisadores e utentes têm a capacidade de discernir as discrepâncias e semelhanças entre os lubrificantes, compreendendo como cada um se adapta a circunstâncias específicas. O clima de Angola é caracterizado por duas estações (seca e chuvosa) com temperaturas médias anuais acima dos 23 °C, o estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 ira demonstrar as vantagens e desvantagens para os veículos ou MCI que circulam no território nacional, através das colheitas feita do laboratório. No cenário dinâmico da engenharia e tecnologia, a investigação comparativa de óleos lubrificantes NGOL e CASTROL 10W-40 surge como um campo de extrema importância para aprimorar a eficácia e confiabilidade dos sistemas mecânicos. À medida que as exigências sobre máquinas e motores se tornam mais complexas e diversas, a seleção adequada de lubrificantes se torna uma determinação crucial para assegurar a eficiência, longevidade e segurança desses equipamentos. Nesse contexto, a análise comparativa de óleos lubrificantes se apresenta como uma abordagem que viabiliza a avaliação e contraposição de distintas formulações e características dessas substâncias fundamentais. Esse campo de estudo ira não apenas beneficiar os setores industriais e da engenharia, mas também contribuíra para questões relacionadas ao meio ambiente e sustentabilidade. Analisando os lubrificantes, é possível avaliar o impacto ambiental e a habilidade de prolongar a vida útil dos equipamentos, resultando em uma redução do consumo de recursos e na geração de resíduos. Nesta exploração do estudo comparativo de óleos lubrificantes, examinaremos de que maneira essa análise detalhada está influenciando a paisagem da engenharia contemporânea. Observaremos como ela estimula a inovação na formulação de lubrificantes, promove a eficiência energética e molda as estratégias de manutenção preventiva, contribuindo para uma tomada de decisão embasada que otimiza o desempenho mecânico em um cenário sempre mutável. https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Clima_de_Angola&action=edit&redlink=1 16 Problemática Devido as constantes paralisações de diversos MCI por conta da variedade de lubrificante contendo no mercado nacional, especula-se por cada utente da melhor qualidade de lubrificante entre NGOL e CASTROL 10W-40, aflorando mesmo por uns da melhor qualidade do NGOL em detrimento do CASTROL. Para melhor elucidar os utentes surgiu a seguinte pergunta de partida, como escolher o óleo lubrificante entre o CASTROL e o óleo NGOL 10W-40 para melhor desempenho e eficiência dos motores? Justificativa A primeira razão que levou a realizar a pesquisa deste tema, deu-se ao facto do desgaste prematuro de grande parte dos motores de combustão interna (MCI) devido a falha na escolha do óleo lubrificante. A nível nacional, essa literatura irá proporcionar um rico conteúdo, que funcionará como um manual de orientação prática de gestão da lubrificação (melhor escolha entre óleo NGOL 10W-40 & CASTROL 10W-40), trazendo um aspecto bastante detalhado das boas práticas de manutenção. Porém, sua linguagem intuitiva levará o leitor a aplicar sua contextualização de forma fácil e rápida. Objectivo geral Comparar o óleo NGOL 10W40 em detrimento do CASTROL 10W40 adequado nos motores de combustão interna (MCI) para Angola. Objectivos específicos • Analisar as propriedades físicas e químicas do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 adequado para os MCI em Angola; • Apresentar as vantagens e desvantagens do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40; • Apresentar os resultados obtidos do estudo comparativo entre NGOL & CASTROL 10W-40 para os MCI em Angola. 17 I. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Está secção aborda sobre alguns autores que deram contribuição sobre o tema em destaque, bem como as teorias de diversos autores. É bem sabido que o processo de lubrificação está presente na vida dos seres humanos desde muitos séculos, pois dados históricos confirmam que desde A.C o homem primitivo já utilizava a lubrificação para redução do atrito, mesmo não ter o conhecimento solidificado sobre a lubrificação, para Stoeterau (2014). A lubrificação é indispensável porque desempenha um papel muito importante para a vida útil dos equipamentos como por exemplo: MCI, transformadores, motores eléctricos e máquinas de lavar. De um modo geral a lubrificação não é visível porque está no interior entre o espaço e as engrenagens, assim sendo uma das características mais importantes da lubrificação em qualquer equipamento está direitamente relacionada ao óleo. Os óleos lubrificantes apresentam uma vasta gama de aplicação a todos níveis, por serem utilizados nas diversas indústrias para lubrificação de peças como na indústria automotiva, em sistemas hidráulicos em motores estacionários, em ferramentas de cortes. Actualmente os lubrificantes derivados da indústria petrolífera são os mais empregados na indústria e em MCI, devido a sua produção equivalente. 1.1. Processo de Fabricação dos óleos lubrificantes NGOL e CASTROL 10W-40 Para a produção de óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 é notório a presença de torres muito bem estruturadas, essas torres que fazem parte do processo de fabricação de óleo são chamadas de torres de destilação a vácuo, uma unidade de desasfaltação, uma unidade de aromáticos, uma unidade dewax e bem como uma unidade de hidrotratamento, pois a principal finalidade é a retirada as impurezas do óleo lubrificante e por fim melhorar a qualidade do produto final que é o óleo lubrificante. 1.1.1. Desasfaltação Para Carreteiro, (2006) a desasfaltação é dado como o processo de extrair líquido-líquido, para recuperação fracções oleosas de resíduos extremamente ricos em asfaltenos, por intermedio deste processo segue-se a produção do asfalto e de lubrificantes resíduas. Uso propano ou butano para agir na precipitação dos asfaltenos e na dissolução dos óleos lubrificantes contidos na carga. 18 Figura 1 Desasfaltação de resíduo de vácuo na produção de óleo lubrificante NGOL e CASTROL. Fonte: portaldopetroleiro 1.1.2 Extração de aromáticos Esse processo de extração de aromáticos segundo Abadie, (1992), Baseia-se na utilização de solventes que consiste em dissolver e remover aromáticos de correntes óleos lubrificantes, geralmente esse processo aumenta gradualmente a viscosidade e a sua resistência a oxidação. Os solventes mais empregados nestes processos são o furfurol e o fenol. Após a extração, o solvente é regenerado através de destilação e a corrente extraída do solventesegue para uma unidade de hidrocraqueamento. Figura 2 Processo de extração Fonte: portaldopetroleiro https://portaldopetroleiro/ 19 1.1.3. Dewax A Dewax para Silva, (2000) este processo tem como principal função, melhorar a viscosidade do óleo lubrificante, que é muito utilizado em cargas ricas em parafinas, geralmente baseia-se na remoção de parafinas por intermedio de solventes como o tolueno e após deste processo de remoção, o mesmo é seco até a cristalização da denominada cera para posteriormente ser filtrado Fonte: sciencedirect 1.1.4. Formulação e Mistura: Inicia-se com a seleção dos constituintes fundamentais, nomeadamente óleos base e aditivos. Os óleos base podem ser minerais, semi-sintético, sintéticos ou de origem vegetal, influenciando diretamente as propriedades do lubrificante. Os aditivos são integrados para otimizar traços específicos, como viscosidade, propriedades de extrema pressão, estabilidade térmica e resistência à corrosão. Os elementos são misturados em proporções precisas, a fim de alcançar a fórmula desejada. Figura 3 Processo de Dewax https://www.sciencedirect/ 20 1.1.5. Aditivação: Aditivos são incorporados na mistura para conferir propriedades especiais nos lubrificantes, estes aditivos podem abranger antioxidantes, agentes antiespumantes, melhoradores de índice de viscosidade, aditivos de extrema pressão e outros, consoante a aplicação pretendida. 1.1.6. Processo de Mistura e Homogeneização: A mistura de óleo base e aditivos é homogeneizada de modo a garantir a uniformidade de dispersão dos elementos. 1.1.7. Testes e Controlo de Qualidade: São recolhidas amostras do lubrificante para realizar testes que avaliam propriedades físicas, químicas e de desempenho. Estes testes têm por objetivo assegurar que o produto final cumpre os padrões de qualidade e desempenho estabelecidos. 1.1.8. Refinamento do Óleo Base: No caso de óleos base minerais, estes são sujeitos a processos de refinação com vista a eliminar impurezas e ajustar propriedades físicas e químicas. Óleos base sintéticos podem ser produzidos através de processos químicos controlados, visando adquirir propriedades específicas. Para Quelhas, (2014) o óleo lubrificante é produzido a partir do petróleo bruto, para a obtenção do óleo lubrificante, a matéria-prima deve passar por diversos processos como ilustra a Figura 4, essa imagem mostra o processo de produção simplificado de óleos básicos dos quais alguns elementos indesejáveis, tais como nitrogénio foram removidos, enxofre e parafina. O processo de produção dos óleos lubrificantes compreende diversas etapas destinadas a criar produtos de elevada qualidade, adequados às necessidades específicas de lubrificação em variadas aplicações. Embora os pormenores possam divergir consoante o tipo de lubrificante e a empresa fabricante, apresento um resumo genérico das etapas típicas inerentes ao processo de fabrico de lubrificantes. 21 Figura 4 Processo de produção de óleo lubrificante Fonte: lubes.com.br Para obtenção dos óleos básicos, o petróleo bruto passa por uma etapa de separação, através do processo de destilação sob pressão reduzida, que pode ser dividida em diversos tipos de acordo com a faixa de viscosidade em fracção, a organização internacional de padronização (ISO 3448:1992) dita os graus de viscosidade cinemática de lubrificantes indústrias que variam em mais ou menos de 10%. 1.2. Lubrificação e lubrificantes A lubrificação para Murta (2009), envolve a aplicação de um agente lubrificante para mitigar o atrito e o desgaste que ocorrem entre as superfícies que estão em movimento relativo. Essa ação desempenha um papel crucial na preservação e no eficiente funcionamento de máquinas e dispositivos. A lubrificação pode ser categorizada em diversas modalidades tais como: lubrificação baseada em película líquida, lubrificação sólida e lubrificação elasto-hidrodinâmica, entre outras variações. A seleção do método de lubrificação é determinada pelas condições operacionais e pelas particularidades das superfícies que estão em contato. Para Franco (2008), lubrificante é uma substância que é utilizada para reduzir o atrito e o desgaste entre duas superfícies em contato que estão em movimento relativo Visto que os óleos lubrificantes têm sido uma grande fonte de ganho que proporciona melhoria no desempenho dos equipamentos e na redução dos custos de manutenção. Os lubrificantes são substâncias que criam uma pelicula muito fina e resistente como já foi mencionado no paragrafo anterior, que cobrem as superfícies que se movimentam em um http://ww.lubes.com.br/edicoes/edicao05/index.html 22 determinado equipamento. Pois quanto a natureza dos lubrificantes geralmente eles podem ser apresentados nas seguintes formas: • Forma gasosa; • Forma líquida; • Forma pastosa; • Forma semi-sólida e sólida. 1.3. Tipos de óleos lubrificantes De acordo com Carvalho (2015) resíduo insolúvel, carbono é obtido durante a queima do combustível. Todo motor gera fuligem por processo natural. Porém, por ser muito abrasiva, o seu exagero acelera o desgaste e causa muitos danos às peças do motor. A “mistura rica” é a principal fonte geradora quando se tem o excesso de fuligem, que no caso seria muito combustível e pouco ar. Os lubrificantes podem ser encontrados em viscosidade constante e multiplica. 1.3.1. Lubrificantes de Viscosidade Constante: 1.3.1.1. Lubrificantes Mono-graduados Mantêm viscosidade uniforme em um intervalo limitado de temperaturas. Identificados por um único valor (ex.: SAE 30 ou SAE 40) que representa a viscosidade em condições específicas. a) Indicados para uso em ambientes com variações térmicas mínimas; b) Aplicados em máquinas e motores operando em ambientes de temperatura constante; c) Exemplos: equipamentos industriais fixos e motosserras. 1.3.2 Lubrificantes de Viscosidade Múltipla: 1.3.2.1 Lubrificantes Multi-graduados Mantêm viscosidade adequada em uma ampla faixa de temperaturas. a) Caracterizados por dois valores separados por "W" (ex.: SAE 10W-40), indicando viscosidade em temperaturas baixas e altas; b) Usados em motores automotivos e máquinas sujeitas a variações térmicas significativas; c) Oferecem proteção em climas frios e estabilidade em altas temperaturas. Exemplos: motores automotivos e equipamentos sujeitos a mudanças térmicas. 23 1.4 Classificação de óleo lubrificante consoante sua viscosidade e carga de aditivos Segundo Mariano (2005) os óleos lubrificantes são fluidos utilizados para redução de atritos e desgaste entre as peças mecânicas nas suas partes moveis de motores de veículos automóveis ou equipamentos que necessitam de constante lubrificação. Os óleos lubrificantes são conhecidos por sua viscosidade padrão e carga de aditivos, variando em diversas escalas e podem ser classificados como: • óleo mineral; • óleo semi-sintético; • óleo sintético. 1.4.1. Óleos Mineral Os óleos minerais são feitos de óleos básicos refinados que contêm um grande número de aditivos e produtos de baixo custo, produzidos em massa, são usados principalmente por veículos com motor de combustão interna e equipamentos industriais, como rolamentos de rolos e rolamentos redução. O óleo mineral é derivado do petróleo e tem como principais constituintes químicos carbono, hidrogênio e hidrocarbonetos. Para Szklo, (2008), o óleo mineral é um lubrificante derivado do petróleo bruto, aprimorado em refinarias, feito de misturas de hidrocarbonetos, amplamente distribuído como um lubrificante com boa viscosidade. Composição de hidrocarbonetos do óleo mineral segundo Petrobras 2019 Podem ser principalmente parafinas, naftenos ou mistos. O óleo de parafina oxida lentamente e tem uma vida útil longa, por isso é usado um ambiente com uma temperaturarelativa alta. Além disso, não há muito deste material além de indicar densidade, também é sensível a mudanças de viscosidade e temperatura relativamente baixo. Portanto, não é recomendado usá-lo em um ambiente ruim. Temperatura pode eventualmente levar à precipitação. (Os gatos de Osso,1992). 1.4.2. Óleo semi-sintéticos Sanchez, (2012) os lubrificantes semi-sintéticos são formulados a partir de uma combinação de ingredientes sintéticos e minerais, sendo altamente recomendados para motores de alta potência que operam em rotações acima da média. Isso se deve à sua composição que contém uma proporção menor de compostos minerais de carbono, resultando em uma redução significativa da carbonização nas câmaras de combustão. Essa característica desempenha um papel fundamental 24 ao facilitar a entrada e saída dos gases de admissão e escape, minimizando problemas como a batida de pino. Além disso, um aspecto notável desses lubrificantes é a sua capacidade de criar uma película protetora nas superfícies internas dos cilindros. Essa película tem o efeito benéfico de diminuir o atrito entre as partes móveis do motor durante o processo de partida. 1.4.3. Óleo sintéticos Já Ferreira, ( 2017) contribuiu que os óleos lubrificantes sintéticos têm uma ampla aplicação em veículos de alto desempenho, independentemente de estarem envolvidos em competições ou não. Se o veículo estiver equipado com um motor turbo, é essencial utilizar óleos sintéticos. Esses lubrificantes demonstram uma curva de viscosidade que permanece estável, não importando a temperatura na qual o motor está operando, além de não induzirem a formação de depósitos de carbono. 1.5. Lubrificantes dos Motores de combustão interna Falar sobre a lubrificação em MCI parece ser um problema bastante complexo devido as temperaturas que ocorrem no interior dos MCI. Devido a vasta gama de temperatura que o lubrificante deve atender no interior do equipamento durante o seu ciclo de funcionamento, valores baixos na partida, o motor está frio , até valores muitíssimos altos, atingidos na camara de combustão . Pois com a vasta gama de lubrificantes pretende -se: • Reduzir o desgaste dos pistões, cilindros, anéis e superfícies dos mancais diminuindo o atrito entre as peças moveis e as superfícies; • Resfriamento das superfícies dos mancais com a retirada do calor gerado por atrito; • Auxiliar a vedação, como por exemplo camara de combustão e o cárter; • Evitar a corrosão dos componentes do motor. 25 1.5.1. Propriedades dos óleos lubrificantes nos Motores de combustão interna Para Yue Et Al , (2000), visto que uma das principais caracteristicas dos óleos lubrificantes é a sua viscosidade, ela deve variar minimamente em altas temperaturas, já na tabela 1 abaixo pode-se verificar algumas das principais características entre um óleo lubrificante parafínico e nafténico. Tabela 1 Principal característica de um lubrificante parafínico e um nafténico Características Parafínicos Nafténicos Ponto de Fluidez Alto Baixo Índice de viscosidade Alto Baixo Resistência à oxidação Grande Pequeno Oleosidade Pequena Grande Resíduo de carbono Grande Pequeno Emulsibilidade Pequena Grande Fonte: Yue Et Al , (2000) Como qualquer outra substância existente na natureza contém as propriedades que as constituem, os óleos lubrificantes não estão foram dessa realidade pela sua composição química, para que se possa perceber as suas finalidades, os óleos lubrificantes para os motores de combustão interna possuem um conjunto de propriedades que segundo Murta (2009), essas propriedades são: • Viscosidade absoluta e cinemática do lubrificante • Medida da viscosidade • Índice da viscosidade • Ponto de Fluidez • Oleosidade • Corrosão • Espuma • Emulação • Detergência • Estabilidade • Resistência a extrema pressão 26 1.5.2. Viscosidade absoluta e dinâmica do lubrificante A viscosidade de um lubrificante é a propriedade física que caracteriza a resistência de um lubrificante ao escoamento que pode ser analisada duma forma cinemática e dinâmica. 1.5.2.1. Viscosidade absoluta e cinemática A viscosidade dinâmica é representada como a força tangencial sobre a área unitária de dois pontos normalmente paralelos separados por distâncias unitária quando esse espaço é repleto de um fluído e um dos planos move-se em relação ao outro com a velocidade unitária no seu próprio plano como ilustra a figura 5 abaixo. Já a viscosidade Cinemática é representada como o cociente da viscosidade absoluto dividido pela densidade do fluido. Para Murta (2007) a viscosidade de um óleo lubrificante é força por unidade de área que será necessária para produzir um gradiente de velocidade unitária, é também a maior ou menor facilidade que o óleo tem de escoar. Segundo Murta (2007) a viscosidade é a força que o fluido apresenta ao escoamento por uma determinada temperatura. Com duas superfícies paralelas como ilustra a Figura 5 e entre as essas superfícies encontrada uma camada de óleo lubrificante a força F será necessária para manter uma dessas placas a velocidade constante será directamente proporcional à velocidade, à área é inversamente proporcional a espessura da pelicula lubrificante. Para Carreteiro (2019), as peliculas de óleos lubrificantes pode ser estruturada de diversas camadas com viscosidades relativas entre si, desde a inferior que esta aderida à placa inferior e, com a velocidade nula, até a superfície com velocidade v. 27 Figura 5 Movimento de superfície paralelas viscosidade Fonte: Autoria própria Para a espessura da pelicula do óleo h, a relação v/h será o gradiente de viscosidade 𝐹𝐹 = 𝐴𝐴 �µ 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕ℎ � Aonde h: espessura de pelicula v: velocidade A: área em contacto µ: viscosidade absoluta O coeficiente de simultaneidade µ é, por definição, a viscosidade dinâmica ou absoluta do lubrificante. Ela tem um valor definido para cada lubrificante em determinada temperatura. Aumenta em baixas temperaturas e diminui com o aumento da temperatura. 1.6. Classificação dos Óleos lubrificantes nos MCI Segundo Murta, (2009) uma das características dos óleos lubrificantes automotivos é a sua típica classificação criada a fim de mostrar melhoria e informar ao consumidor final as suas características na hora de sua escolha, pois os lubrificantes são classificados em SAE e API. API e SAE classificam óleos lubrificantes com base em critérios específicos. Manuais de proprietários e fabricantes fornecem orientações detalhadas sobre a escolha adequada de lubrificantes. 28 Empresas fabricantes de lubrificantes, como MOBIL, CASTROL e VALVOLINE, oferecem informações sobre seleção de lubrificantes. Profissionais de manutenção e mecânicos podem aconselhar na escolha correta de lubrificantes com base nas condições de operação. Lembre-se de que as recomendações de lubrificantes podem variar conforme marca, modelo e situações específicas. Seguir as orientações do fabricante é sempre a melhor prática para garantir desempenho e proteção ideais. 1.6.1. Classificação SAE Esta classificação é estabelecida pela sociedade dos Engenheiros dos estados unidos, esta sociedade classifica os óleos lubrificantes de acordo a sua viscosidade, que é mostrada por um número, pois quanto maior for este número mais viscoso é o óleo lubrificante e categoricamente são divididos em três categorias que são: Óleos de Verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60 Óleos de Inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W Óleos multiviscosos (inverno e verão): SAE 20W-40, 20W-50, 15W-50 Onde a letra "W" vem do inglês "winter" que significa inverno. 1.6.2. Classificação API Esta classificação também foi desenvolvida pelo instituto Norte Americano de petróleo que tem como principal base em níveis de desempenho dos óleo de lubrificantes, isto é, no tipode serviço a que a máquina estará sujeita. São classificados por duas letras, a primeira indica o tipo de combustível do motor e a segunda o tipo de serviço. Os óleos lubrificantes para motores a gasolina e álcool e GNV (Gás natural veicular) de 4 tempos atualmente no mercado são: óleo SJ, SH, SG, dentre outros Óleo SJ é superior ao SH, isto é, o SJ passa em todos os testes que o óleo SH passa, e em outros que o SH não passa. O Óleo SH por sua vez é superior ao SG, assim sucessivamente. 29 1.6.3. Classificação quanto a norma ISO A categorização dos lubrificantes conforme as diretrizes da ISO é frequentemente conduzida por meio das séries de padrões ISO 3448 e ISO 6743. A ISO 3440 lida com a classificação dos óleos industriais, enquanto a ISO 6743 trata da codificação de identificação de produtos lubrificantes. No contexto da ISO 3448, os óleos industriais são agrupados em cinco categorias principais de acordo com sua viscosidade cinemática a 40°C: a) Grupo L - Óleos de baixa viscosidade. b) Grupo M - Óleos de viscosidade média. c) Grupo H - Óleos de alta viscosidade. d) Grupo R - Óleos de viscosidade intermediária. e) Grupo T - Óleos de transmissão. Adicionalmente, a ISO 6743 institui um sistema de códigos que delineiam as propriedades e aplicações dos lubrificantes. Esses códigos são uma combinação de letras e números, os quais fornecem informações sobre viscosidade, aditivos, desempenho e utilização do lubrificante. Por exemplo, um código ISO 6743-5 pode ser interpretado da seguinte maneira: L - Lubrificante. T - Transmissão. D - Óleo de engrenagem. Este é apenas um exemplo simplificado, e a codificação completa pode englobar mais detalhes sobre as características específicas do lubrificante. Importa ressaltar que as normas ISO são revisadas periodicamente para incorporar avanços tecnológicos e atender às demandas do mercado. Por conseguinte, é recomendável consultar como ilustra a tabela 2 classificação segundo a norma ISO 3440. 30 Tabela 2 Classificação da viscosidade segundo a norma ISO 3400 Limites de Viscosidade cinemática Grau de viscosidade ( ISO -VG) Viscosidade Media (cSt a 40 C) Mínimo Máximo 2 2.2 1,98 2,42 3 3,2 2,88 3,52 5 4.6 4,14 5,06 7 6,8 6,12 7,48 10 10 9,00 11,0 15 15 13,5 16,5 22 22 19,5 24,2 32 32 28,8 35,2 46 46 41,4 50,6 68 68 61,2 74,8 100 100 90,0 110 150 150 135 165 220 220 198 242 320 320 288 352 460 460 414 506 680 680 612 748 1000 1000 900 1100 1500 1500 1350 1650 Fonte: prolab.com.br 31 1.7. Analise dos lubrificantes Para se efectuar o devido monitoramento das condições dos lubrificantes é necessário analisar sistematicamente o óleo lubrificante. Este procedimento permite diagnosticar as falhas que são prematuras que ocorre no interior dos equipamentos mecânicos que precisam dos lubrificantes como substância de extrema importância para reduzir o atrito. Pois quando se efectua essa análise tem como principal objectivo aumentar o tempo de vida útil dos equipamentos. Para ter uma referência na indústria, MCI ou veículos que circulam num determinado local é necessário recorrer norma ISO 4406:2017, que estabelece os padrões de limpeza dos lubrificantes, De um modo geral a comparação dos lubrificantes é bastante complexa, pois é necessário levar em consideração diversos factores para se atingir a condição ideal do lubrificante. Esses factores que permitem analisar os lubrificantes são devidamente reunidos em um relatório de maneira visível e organizada. Para se ter uma análise correta dos lubrificantes, tem se levado em conta outros factores de extrema importância, para se identificar as condições do óleo lubrificante é necessário efectuar analise ferrografica, aditivo, contaminação, viscosidade, partículas, acidez e a presença de água. 1.7.1. Analise da ferrografia Para Haines, (1994). análise ferrográfica é um método utilizado para examinar partículas presentes em óleos lubrificantes e fluidos hidráulicos, frequentemente aplicado para monitorar a condição de dispositivos mecânicos, como motores e sistemas de transmissão. Essa técnica proporciona insights valiosos acerca do desgaste e da integridade das peças internas, viabilizando a detecção antecipada de problemas e a aplicação de medidas corretivas antes que ocorram falhas graves. O procedimento de ferrografia engloba a coleta de amostras de óleo lubrificante, seguida de uma análise detalhada por meio de microscopio. Segundo Totten, (2017), análise visa identificar e quantificar partículas de desgaste, as quais podem ter diversas origens tais como desgaste habitual, contaminação externa ou defeitos internos no equipamento. A avaliação das características morfológicas e da composição química dessas partículas auxilia na determinação do tipo de desgaste ocorrido e na identificação das peças afetadas pelo processo. Segundo Wiktorowicz, (2005), diversas abordagens analíticas são empregadas na ferrografia, como microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e 32 espectroscopia de emissão atômica. Cada uma dessas técnicas oferece informações específicas acerca das dimensões, formatos e composições das partículas presentes na amostra. O contributo de Barini & Gomes, (2019) tem como conceito de ferrografia como o procedimento que é utlizado para monitorar e diagnosticar o estado e situação das máquinas feita a partir da qualificação e analise morfologica das partículas de desgaste “limalhas”, que são geralmente encontradas nas amostras dos lubrificantes. Já para Kardec, (2002) a ferrografia tem representado o padrão e o rigor, padrão e tipo de desgaste da máquina Para Baroni (20019), existem dois níveis de análise da ferrografia, uma ( quantitativa; e técnica analítica), pois a quantitativa é a técnica que constitui um conjunto de avaliações das condições do desgaste das peças de maquinas por meio da quantificação das partículas em suspensão nos lubrificantes, já a técnica analítica é aqui utiliza a observação das partículas nos óleos lubrificantes, Baroni, (2019) descreve que a analise da ferrografia tem sido desenvolvida para diagnosticar os tipos de desgastes das maquinas, desde contaminação e a aplicabilidade dos lubrificantes. 1.7.2. TNB e TAN O TNB (Total Nitrogen Base Number) e o TAN (Total Acid Number) são dois importantes indicadores utilizados na análise e avaliação de óleos lubrificantes e fluídos. Eles oferecem informações sobre a condição do óleo, sua habilidade de neutralizar ácidos e sua deterioração ao longo do tempo. O Total Nitrogen Base Number (TNB) corresponde à capacidade de um óleo lubrificante de neutralizar ácidos. Ele sinaliza a presença de uma reserva alcalina no óleo, empregada para neutralizar ácidos gerados durante a oxidação e outras reações químicas ocorrentes durante o uso do lubrificante. O TNB é quantificado em miligramas de hidróxido de potássio (mg KOH) necessários para neutralizar os ácidos presentes em um grama de óleo. Um valor mais elevado de TNB indica uma maior capacidade do óleo em combater a formação de ácidos. O Total Acid Number (TAN) é a medida da quantidade global de ácidos presentes em um óleo lubrificante ou fluído. Ele é expresso da mesma maneira que o TNB, ou seja, em miligramas de hidróxido de potássio (mg KOH) necessários para neutralizar os ácidos em um grama de óleo. Um aumento no valor de TAN indica um incremento na acidez do óleo, geralmente proveniente de degradação térmica ou oxidativa. 33 Desse modo tanto o TNB quanto o TAN são parâmetros fundamentais para avaliar a qualidade e condição de óleos lubrificantes e fluídos. Eles auxiliam na monitorização da capacidade de neutralização ácida do óleo e na detecção de produtos resultantes de degradação ácida, possibilitando a manutenção apropriada de sistemas mecânicos e adeterminação de intervalos adequados para a troca de óleo. 1.7.3. Análise de aditivos Os principais componentes dos óleos lubrificantes é o óleo base que equivale em torno de 95% do volume total do produto final. Como pode ser de origem animal, sintético ou vegetal. O óleo base por si não atende os requisitos de alto desempenho das máquinas modernas que existem hoje, isso porque a estabilidade dos lubrificantes é afectada pelas condições externas (ambientais), como temperatura e pressão em que opera a máquina, por essa razão se adiciona outras substâncias que permitem alterar as condições externas. Essas substâncias que alteram as condições dos lubrificantes permitem de um modo geral responder o funcionamento normal das máquinas que são conhecidos como aditivos químicos, esses aditivos químicos têm a grande responsabilidade de melhorar o produto final e também as suas características. Para Mang & Dresel, (2007), os aditivos químicos são substâncias sintéticas. Se forem adicionadas em pequenas proporções (geralmente 1% a 5% por volume), o óleo ganha propriedades bem definidas, esses aditivos tem o papel fundamental na vida útil do produto para melhorar o desempenho da lubrificação. 1.7.4. Analise da contaminação A analise de contaminação de lubrificante é um factor de extrema importância, é indispensável nas operações quotidianas nas indústrias, para motores ou até mesmo para os MCI. Neste processo são verificadas maioritariamente as propriedades químicas tanto como as físicas dos óleos lubrificantes. Analise da contaminação ou espectrométrica nos lubrificantes verifica as propriedades químicas e físicas e pode determinar se o óleo lubrificante utilizado é de classificação alimentícia, Para garantir a melhor qualidade de seu desempenho como lubrificar se utiliza a especificação da norma padrão: ABNT NBR (2008). 34 1.7.5. Analise da viscosidade A capacidade que um determinado fluido tem de lubrificar, esta direitamente ligado com a viscosidade. Para Fox (1998), definiu a viscosidade como uma propriedade do fluido, que se refere a transmissão do movimento através da difusão molecular. Pois quanto maior for a viscosidade de um fluido, menor será a velocidade do movimento. A viscosidade de um determinado fluido é a resistência de um líquido em fluir, as moléculas maiores são atraídas pelas moléculas vizinhas, pois quanto maior for a força intermolecular, mais viscoso é o fluído. Por essa razão, os fluidos são classificada em dois tipos: • Newtonianos • Não Newtonianos Os primeiros são aqueles em uma ampla faixa de taxas de cisalhamento neste caso, a viscosidade é constante. Os Não Newtonianos são fluidos cuja viscosidade não é constante e não pode ser descrita por um único valor. Os viscosímetros são utilizados para fluidos newtonianos e reómetros são usados para fluidos não newtonianos. 1.7.6. Analise de acidez do óleo Conforme descrito por Cabral (2006), uma das áreas que também, aos poucos, vem ganhando seu espaço no ramo eletromecânica é a área de melhoria contínua, que tem como foco melhorar e suprimir várias necessidades com o objetivo de prolongar a vida útil dos activos, baixar o custo de manutenção, aumentar a confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos para veículos devido melhor análise do óleo lubrificante. Além disso, outro foco muito importante desenvolvido por essa área é melhorar as condições de funcionamento, de operação e minimizar os riscos de acidentes com seus colaboradores. O teste de infravermelho é o responsável pelas percentagens de nitração, fuligem, Oxidação sulfatação, combustível, glicol e Água. 35 1.7.7. Analise da cromatografia A cromatografia é um método analítico usado para separar, detectar e quantificar os elementos de uma mistura. Pode ser aplicada em química, biologia, farmacologia, alimentos e meio ambiente. Existem tipos como cromatografia gasosa, líquida e em camada fina, cada um com variações e usos específicos. O processo envolve a interação dos componentes da amostra com uma fase estacionária e móvel. A fase estacionária é fixa numa coluna (cromatografia líquida) ou revestida num suporte (cromatografia em camada fina). A fase móvel é um solvente líquido ou gás que transporta a amostra. Os componentes interagem de formas distintas com as fases, levando a diferentes velocidades de migração e separação. A análise cromatográfica revela informações sobre a composição qualitativa e quantitativa da amostra. Os tempos de retenção dos picos cromatográficos, representando elementos da mistura, fornecem dados. As áreas sob os picos indicam as proporções relativas dos componentes. Ela também identifica elementos desconhecidos comparando tempos de retenção com padrões conhecidos. A espectrometria de massa e detecção ultravioleta podem ser usadas para aumentar a precisão. A análise cromatográfica é poderosa para separar e avaliar componentes em misturas, sendo aplicada em diversas áreas. A interpretação requer compreensão dos princípios, parâmetros experimentais e propriedades químicas das substâncias. Para se ter uma visão bem ampla sobre a cromatografia é preciso compreender dois conceitos básicos que são Eluição e Eleunte. 1.8. Eluição e Eluente Na cromatografia, uma fase estacionária é colocada em uma placa e uma fase móvel é passada por uma coluna. Assim, a diferença de afinidade entre as duas fases separa os componentes da mistura. Cada componente da mistura é retido seletivamente pela fase estacionária, resultando na migração diferencial desses componentes. Uma cromatografia é usada para identificar substâncias, purificar compostos e separar componentes de misturas. Devido esse todo processo a cromatografia esta representada nas seguintes formas: 36 1.8.1. Quanto a sua forma física do sistema cromatográfico Quanto a forma já mencionada anteriormente podemos encontrar como ilustra a figura 6 abaixo. Figura 6 Cronograma da cromatografia, Forma física do sistema cromatográfica Fonte: Autoria propiá 1.8.2. Quanto a Fase movel Empregada Pois quanto a sua fase movel a cromatografia pode ser apresentada como nos ilustra a figura 7 abaixo. Figura 7 Quanto a sua fase movel Fonte: Autoria propiá 37 1.9. Nitratos Segundo Murta, (2009) a nitratação surge à mistura de Oxigênio ar e do nitrogénio com elevadas temperaturas de qualquer equipamento, pois para muitos casos a incidência ocorre em motores alimentados a gás natural. 1.10. Combustível Principal objetivo é verificar a percentagem de combustível presente na amostra de óleo. Segundo Carvalho (2015) combustível é um dos elementos presente no motor e que mais contamina e prejudica o lubrificante, pois causa a perda de sua viscosidade ao diminuir a espessura do filme lubrificante, deixando acontecer o contato metal com metal, e com isso trazendo sérios danos ao motor (S.O.S service, 2016). 1.11. Aditivos para Lubrificantes Os aditivos de lubrificação para Andrade (2015), são compostos químicos que são adicionados nos óleos lubrificantes, exemplo como graxas e fluidos, a fim de melhorar as suas propriedades e seu desempenho. Os aditivos nos lubrificantes podem melhorar a resistência ao desgaste, reduzir o atrito, proteger os equipamentos ou máquinas contra corrosão, melhorar a estabilidade térmica e outras características que são de extrema importância nos lubrificantes. A estabilidade é um dos elementos de extrema importância na lubrificação, pois essa estabilidade de lubrificação é afectada pelo ambiente na qual o mesmo ira funcionar. Esses factores externos afectam direitamente o desempenho dos óleos lubrificantes, tais como a temperatura, promotores de oxidação. Os óleos lubrificantes apresentam uma vasta gama de aditivo. Segundo Murta (2009), aditivos são compostos químicos que, que quando adicionados aos óleos lubrificantesbásicos, reforçam algumas de suas qualidades ou que sedem novas ou eliminam propriedades indesejáveis, também os aditivos podem ser classificados em dois grandes grupos que são: a) Aqueles que modificam certas características físicas; b) Aqueles cujo efeito final é de natureza química. Abaixo veremos alguns tipos de aditivos usados em diversas formulações lubrificantes: 38 1.12. Detergentes Esses aditivos têm a função de preservar as partículas e resíduos em suspensão, evitando o acúmulo e a criação de depósitos nos elementos do motor. Isso se mostra especialmente significativo para os motores de combustão interna. 1.12.1. Detergentes Alcalinos São os mesmos compostos químicos dos aditivos produzidos através da utilização de excesso da base metálica sobre as quantidades estequiométricas requeridas para a formulação dos produtos. São também chamados de overbased. 1.12.2. Antioxidantes Os aditivos antioxidantes representam uma categoria crucial de aditivos usados na área da lubrificação. Eles desempenham um papel essencial na proteção dos lubrificantes e dos sistemas nos quais são empregados, contra os efeitos negativos provenientes do processo de oxidação. A oxidação é um fenômeno químico em que os constituintes do lubrificante reagem com o oxigênio do ar. Isso resulta no aumento da espessura do lubrificante, na formação de depósitos indesejados, em ácidos corrosivos e outras substâncias prejudiciais, que podem comprometer tanto a eficácia do lubrificante quanto a longevidade dos componentes do sistema. Os antioxidantes desempenham um papel crucial ao prevenir ou desacelerar o processo de oxidação do lubrificante. Eles conseguem manter as propriedades físicas e químicas do lubrificante estáveis ao longo do tempo. Essas substâncias têm a capacidade de interromper as reações em cadeia associadas à oxidação, neutralizar os radicais livres envolvidos ou impedir a formação de compostos prejudiciais. 1.12.3. Agentes Anti-desgaste Este aditivo tem como principal papel formar uma película protetora nas superfícies metálicas, geralmente para reduzir o desgaste, Exemplos incluem os compostos à base de fósforo, zinco, enxofre e molibdênio. 39 1.12.4. Aditiva antifricção Para os aditivos antifricção ele tem como função geral reduzir o atrito entre as peças que se movem num equipamento ou máquina, esse aditivo melhora a eficiência energética e prolonga o tempo de vida útil dos componentes. Os modificadores de atrito de polímeros são um exemplo desse tipo de aditivo. 1.12.5. Aditivos melhoradores de índice de viscosidade. Como seu excelente nome já diz melhorador de índice de viscosidade esse aditivo melhora o índice de viscosidade e ajudam também a manter a viscosidade do óleo lubrificante dentro dos padrões ou seja eles matem estável em uma variedade de temperatura garantindo o melhor desempenho consistente em diferentes condições de operabilidade do equipamento. 1.12.6. Inibidores de espuma Previnem o surgimento excessivo de bolhas de ar, o que tem o potencial de afetar negativamente o rendimento do lubrificante. É fundamental ressaltar que os aditivos são criados com base nas exigências particulares do gênero de lubrificante e da situação de uso. As quantidades e misturas de aditivos podem diferir consideravelmente entre diversas composições de lubrificantes. 40 II - METODOLOGIA Neste capítulo são abordados os métodos de pesquisas que foram usados no estudo comparativo dos óleos lubrificantes NGOL e CASTROL 10W-40 para MCI que circulam no território nacional. 2.1. Tipo de pesquisa Método de pesquisa bibliográfico, serviu para recorrer diversos artigos científico com fontes credíveis. Essas fontes serão usadas nas contribuições académicas para o estudo comparativo dos lubrificantes em estudo. Método de pesquisa descritiva, para descrever as principais características dos óleos lubrificantes e compreender o seu desempenho dos lubrificantes. Quanto ao tipo de abordagem, utilizou-se uma pesquisa quantitativa e qualitativa porque serviu para obter dados estatísticos e conduziu o estudo de campo que sustentou os resultados almejados. 2.2. Recolha de dados via experimento controlado Os dados e resultados medio obtidos através do laboratório da CATOCA, SONANGOL E AZULE-ENERGY são ilustrados na Tabela 3 e 4. Os dados recolhidos sobre os testes de lubrificação foram comparados para se ter uma visão geral qual dos lubrificantes apresenta maior índice de viscosidade (ANEXOS A & B). 2.3. Tratamento de dados Foi utilizado planilhas eletrônicas e programas como Microsoft Excel que permitiram a organização, manipulação e análise de dados de forma eficiente e também Softwares estatísticos da Série Microlab - Spectro Scientific como ilustra a figura 8, que permitiu fazer análise estatística, possibilitando a realização de testes, cálculos e visualizações de dados mais complexos do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40. (ANEXOS C & D). 41 Figura 8 Microlab – Spectro Scientific Fonte: Azule-Energy laboratório. 2.4. Apresentação e descrição do local de estudo Os dados comparativos deste trabalho foram recolhidos em 3 (três) empresas como são definidas abaixo: AZULE-ENERGY – Ao combinar os activos e a força de trabalho da BP e ENI Angola, AZULE-ENERGY é uma nova companhia de energia integrada e autónoma. Azule-Energy é um interveniente importante no upstream, com actividades de pesquisa e produção em 16 blocos. CATOCA – é uma empresa angolana de prospeção, exploração, recuperação e comercialização de diamantes. Constituída pela Endiama (Angola), Alrosa (Rússia) e Endiama Mining (Angola), CATOCA é a quarta maior mina do Mundo explorado a céu aberto e a maior empresa no subsector diamantífero em Angola, sendo responsável pela extracção de mais de 75% dos diamantes angolanos. SONANGOL - é uma empresa de exploração de hidrocarbonetos líquidos e gasosos no subsolo e na plataforma continental de Angola. As suas actividades, desempenhadas de forma autónoma, ou em associação com empresas nacionais e estrangeiras, abrangem a prospecção, pesquisa, desenvolvimento, produção, armazenagem, comercialização, transporte e refinação dos hidrocarbonetos e seus derivados. 42 2.5. Analise química e física do óleo adequado (NGOL & CASTROL) para os MCI em Angola. Através da análise obtida no laboratório da AZULE-ENERGY, CATOCA e SONANGOL utilizando Microlab - Spectro, podemos encontrar através da Tabela 3 e Tabela 4 as propriedades físicas e química ideais de cada óleo lubrificante. Tabela 3 As propriedades físicas de óleo lubrificante CASTROL, NGOL 10W-40 e Padrão Nacional CASTROL 10W-40 NGOL 10W-40 OLEO ADEQUADO PARA ANGOLA Viscosidade cinemática a 40°C 87,2 mm2/s 100,7 mm2/s 100 mm2/s Densidade a 15ºC 0,876 kg/l 0,855 kg/l 0,85 kg/l Viscosidade cinemática a 100°C 14,9 mm2/s 13,4 mm2/s 13,5 mm2/s Fonte: Autoria própria Tabela 4 As propriedades químicas de óleo lubrificante CASTROL, NGOL 10W-40 e Padrão Nacional CASTROL 10W-40 NGOL 10W-40 OLEO ADEQUADO PARA ANGOLA TBN 16,1 KOH/g 10,5 KOH/g 10 – 17 KOH/g Cinzas Sulfatadas 1,89 %wt 1,5 %wt 1 – 2 %wt Fonte: Autoria própria 43 2.6. Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola. As características vantajosas do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 para MCI em Angola foram descritas de forma Alto-Baixo e Pequeno-Grande através da Tabela 5. Tabela 5 Características vantajosa do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola Características CASTROL NGOL Ponto de Fluidez Baixo Alto Viscosidade Baixo Alto Resistência à oxidação Pequeno Grande Oleosidade Grande Pequena Resíduo de carbono Pequeno Grande Emulsibilidade Grande Pequena Fonte: Autoria própria2.7. Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 Através do estudo comparativo laboratoriais do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40, a Tabela 6 e Tabela 7 demostram os resultado medio do teste do óleo lubrificante CASTROL em relação ao NGOL 10W-40 para MCI em Angola. 44 Tabela 6 Características típicas do óleo Castrol 10W-40 Descrição teste Método Unidades Castrol 10w-40 Grau de viscosidade SAE 10W40 Densidade a 15ºC ASTM D4052 kg/ml 0,876 Viscosidade cinemática a 100ºC ASTM D445 mm2/s 14,9 Viscosidade CCS - 25ºC ASTM D5293 mPa.s (cP) 6500 viscosidade cinemática a 40ºC ASTM 445 mm2/s 87,2 Índice de viscosidade ASTM D2270 None 155 Cinzas Sulfatadas ASTM D874 % wt 1,89 Alcalinidade total TBN ASTM D2896 KOH/g 16,1 Ponto de Flexão ASTM D97 ºC -42 Ponto de inflamação ASTM D92 ºC 232 Fonte: Microlab – Spectro Tabela 7 Características típicas do óleo NGOL 10W-40 Descrição teste Método Unidades NGOL 10W40 Grau de viscosidade SAE 10W-40 Densidade a 15 °C ASTM D4052 kg/l 0,855 Viscosidade cinemática a 40°C, ASTM D445 mm2/s 100,7 Viscosidade cinemática a 100°C ASTM 445 mm2/s 13,4 Índice de viscosidade ASTM D2270 155 Ponto de escoamento ASTM D5950 °C -43 Ponto de inflamação COC ASTM D92 °C 224 Número de base total ASTM D2896 KOH/g 10,5 Cinza sulfatada ASTM D874 %wt 1,5 Fonte: Microlab – Spectro 45 2.8. Cronograma Para apresentar as etapas de execução do TCC de forma organizada e clara foi necessário recorrer ao uso de cronograma, onde estão expressas as fases desde a escolha do tema até a entrega do projecto. Tabela 8 Cronograma do estudo comparativo dos óleos lubrificantes Castrol 10W-40 e NGOL 10W-40 Etapas da pesquisa Fer 2023 Mar 2023 Abri 2023 Mai 2023 Jun 2023 Julh 2023 Ago 2023 Set 2023 Out 2023 Nov 2023 Escolha do tema X Revisão de literatura X X X X X X Recolha de dados X X X X X Análise de dados X X X Tratamento de dados X X X Discussão de resultados X X Revisão do texto X X Entrega do estudo comparativo X Fonte: Autoria própria. 46 III. RESULTADOS E DISCUSSÃO Nesta secção são abordados todos pontos importantes que têm maior relevância no estudo comparativo dos óleos lubrificantes (NGOL 10W-40 e CASTROL 10W-40), e ter uma visão qual dos lubrificantes apresenta maior propriedade em função os dados laboratoriais obtidos da CATOCA, AZULE-ENERGY E SONANGOL ao longo do processo de indagação foi também retirado duas amostras nos MCI de dois veículos diferente (FIAT 500x modelo 2015 e Ford Explorer modelo 2021) para ser analisado no Microlab – Spectro Scientific. 3.1. Resultado da análise química e física do óleo adequado (NGOL & CASTROL 10W-40) para os MCI em Angola. 3.1.1. A viscosidade cinemática do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 A viscosidade cinemática, expressa em (mm²/s), é uma característica fundamental dos dois fluidos NGOL 10W-40 e Castrol 10W-40, com ênfase especial em óleos e lubrificantes. Essa medição representa a habilidade de um fluido em se mover ou escoar em situações de elevada temperatura, como aquelas em torno de 100 graus Celsius. Essa informação assume importância crítica para compreender o comportamento do óleo lubrificante quando submetido a condições de alta temperatura, como as que se fazem presentes em motores e equipamentos industriais. A viscosidade cinemática a 100°C é uma medida crítica para avaliar a capacidade de um óleo lubrificante fluir eficazmente em condições de alta temperatura, o que é fundamental para o desempenho de motores e máquinas. Os valores mais altos indicam maior viscosidade a essa temperatura, a figura 9 descreve a variação da viscosidade cinemática do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 versus temperatura de 40ºC a 100ºC. 47 Fonte: Azule-Energy laboratório. A viscosidade cinemática a 100ºC para o óleo NGOL 10W-40 é 13,4 mm²/s, isso indica que o líquido em questão tem uma viscosidade relativamente baixa a 100ºC, o que significa que ele é mais fino e flui mais facilmente do que líquidos com viscosidade mais alta a essa temperatura nesse caso específico do óleo CASTROL 10W-40 é 14,9 mm²/s indica que o líquido em questão tem uma viscosidade moderada a 100°C. A medição da viscosidade cinemática a 40°C é realizada nessa faixa de temperatura devido à sua relevância para o funcionamento eficaz de lubrificantes em muitos motores e máquinas, cujas temperaturas operacionais típicas se encontram nessa faixa. Assegurar a viscosidade apropriada a essa temperatura é essencial para garantir que o óleo lubrifique de maneira eficaz as partes móveis e minimize o desgaste, como o clima de Angola é caracterizado com temperaturas médias anuais acima dos 23 °C, o óleo NGOL 10W-40 em 40ºC apresenta uma viscosidade cinemática de 100,7 mm²/s que se aproxima acerca de 98,9% a viscosidade cinemática padrão ao nível nacional comparando ao óleo CASTROL que é 87,2 mm²/s e isso significa que ele não é muito fino nem muito espesso, em comparação com NGOL 10W-40. Figura 9 Resultado do laboratório da viscosidade cinemática versus temperatura nos MCI (Analise física) 48 3.1.2. A densidade a 15°C A densidade a 15°C de um óleo lubrificante representa a quantidade de massa desse óleo contida em uma unidade de volume, especificamente a 15°C. A unidade típica de medida da densidade é quilogramas por litro (kg/L). A designação "10W-40" está relacionada à viscosidade desse óleo e indica como ele flui em diferentes faixas de temperatura. O "10W" descreve a viscosidade do óleo em temperaturas mais baixas, enquanto o "40" se refere à viscosidade em temperaturas mais elevadas. Essa classificação segue os padrões estabelecidos pela SAE para categorizar óleos lubrificantes com base em suas propriedades de viscosidade. Quando deparamos com "Densidade a 15°C, kg/L 10W-40", isso indica que a densidade desse óleo lubrificante específico foi avaliada a 15°C e é apresentada em quilogramas por litro (kg/L). A referência "10W-40" representa a faixa de viscosidade desse óleo em diferentes temperaturas, com "10W" indicando sua viscosidade em condições de baixa temperatura e "40" correspondendo à viscosidade em situações de alta temperatura. Em comparação com óleo Castrol 10W-40 e o óleo NGOL 10W-40, o óleo Castrol 10W-40 (0,876) é mais denso em relação o NGOL (0,855). 3.1.3. O ponto de escoamento O ponto de escoamento é uma característica crítica de óleos e outros líquidos, e é medido em graus Celsius (°C). Este ponto denota a temperatura mínima na qual um líquido mantém sua capacidade de fluir sob circunstâncias específicas. A temperatura em que o líquido deixa de fluir devido ao aumento significativo de sua viscosidade, transformando-o praticamente em um estado sólido. A medição do ponto de escoamento é em graus Celsius (°C) e é fundamental para garantir o desempenho eficaz de óleos lubrificantes e outros fluidos em várias aplicações, especialmente quando confrontados com condições de temperatura desafiadoras. O óleo lubrificante NGOL por apresentar uma viscosidade cinemática ligeiramente superior ao padrão, o seu ponto de flexão ou escoamento atinge um valor de -43ºC enquanto CASTROL por ser menos denso apresenta ponto de flexão de -42ºC adequado para veículos ligeiros em curta distância que circulam no território nacional. 49 3.1.4. TNB (Total Nitrogen Base Number) O Total Nitrogen Base Number (TNB) corresponde à capacidade de um óleo lubrificante de neutralizar ácidos. Ele sinaliza a presença de uma reserva alcalina no óleo, empregada para neutralizar ácidos gerados durante a oxidação e outras reações químicas ocorrentes durante o uso do lubrificante.O TNB é quantificado em miligramas de hidróxido de potássio (mg KOH) necessários para neutralizar os ácidos presentes em um grama de óleo. Um valor mais elevado de TNB indica uma maior capacidade do óleo em combater a formação de ácidos. Através da figura 10 podemos averiguar a variação do TNB do óleo lubrificante NGOL e CASTROL em relação a padrão nacional até 96 horas. Figura 10 Resultado do laboratório da TNB versus Tempo de uso do lubrificante nos MCI (Analise Química) Fonte: Azule-Energy laboratório O óleo CASTROL 10W-40 apresenta uma capacidade eficaz a de neutralização (16,1 mg KOH/g) para veículos que circulam no território nacional, enquanto ao óleo NGOL 10W-40 apesar de estar dentro dos padrões, demonstra número de base total de 10,5 mg KOH/g, nesse caso um veículo em funcionamento até 96 horas com óleo NGOL 10W-40 possui uma capacidade lenta de neutralizar ácidos gerados durante a oxidação. 50 3.1.5. O ponto de inflamação COC O ponto de inflamação COC, cuja medição é expressa em graus Celsius (°C), se refere ao "Ponto de Inflamação de Copo Aberto" (ou "COC - Cleveland Open Cup Flash Point"). Essa é uma característica de significância crucial, pois determina a temperatura mínima na qual os vapores de um líquido inflamável podem ser atingidos por uma chama exposta, seguindo critérios específicos de teste. A avaliação do ponto de inflamação COC é uma prática comum para aferir a segurança de substâncias inflamáveis, como óleos, solventes e combustíveis. Isso é fundamental para compreender o grau de facilidade com que um líquido pode entrar em combustão, tornando-se, assim, de relevância especial em locais onde a prevenção de incêndios e explosões é de suma importância, como em ambientes industriais, transporte de produtos químicos e armazenamento de materiais inflamáveis. O resultado obtido através do laboratório nos indica que o óleo lubrificante NGOL 10W- 40 contem um ponto de inflamação de 224ºC comparativamente ao óleo lubrificante CASTROL 10W-40 que é 232ºC, nesse caso os MCI contendo óleo lubrificante NGOL 10W-40 tendem a consumir mais óleo em relação ao utente com óleo lubrificante CASROL 10W-40. 3.1.6 A "Cinza Sulfatada (%wt)" A "Cinza Sulfatada (%wt)" representa a medida da fração de resíduos minerais existente após a queima de uma amostra de óleo lubrificante ou de outro combustível. Geralmente, essa medida é expressa em forma de uma percentagem em peso (%wt), indicando a proporção das cinzas sulfatadas em relação ao peso total da amostra. A presença de cinzas sulfatadas em óleos lubrificantes não é desejada, uma vez que pode acarretar na formação de depósitos e incrustações prejudiciais nos motores e equipamentos. A análise da cinza sulfatada é crucial para a avaliação da qualidade de um óleo e para a previsão de seu comportamento em condições específicas, particularmente em motores de combustão interna. A cinza sulfatada do óleo lubrificante CASTROL da percentagem em peso é de 1,89% apesar de estar dentro dos padrões para veículos que circula no território nacional, o resultado obtido apresenta resultado superior do óleo lubrificante NGOL 10W-40 que é de 1,5%. 51 3.2. Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola. No decorrer da investigação obtivemos as vantagens e as desvantagens dos dois tipos de lubrificantes em estudo (NGOL e CASTROL 10W-40) para MCI que circulam em Angola, como ilustrado na figura 11 numa escala de 0 a 10. Fonte: Autoria própria 3.2.1. Vantagens do óleo CASTROL 10W-40 O óleo CASTROL 10W-40 tem uma principal vantagem porque apresenta uma tecnologia muito avançada que visa proporcionar uma excelentíssima proteção dos motores a combustão interna e efectuar os intervalos máximos de muda, mesmo que este esteja exposto a condições severas de trabalho, (operação). A utilização do óleo CASTROL 10W-40 tem grandes benefícios para o utilizador que podem ser destacados tais como o máximo intervalo de muda, pois mantem o MCI ou veículos em longos períodos. O sistema de aditivação extraforte usado no óleo CASTROL 10W-40 irá continuar a proteger o equipamento, mesmo este estando em condições mais severas. Por essa razão vários construtores ou utentes aprovam o óleo CASTROL 10W-40 devido as suas boas características químicas. O lubrificante CASTROL 10W-40 apresenta a proteção, mesmo que o equipamento esteja sobe presença de fuligem de outros contaminantes. como a principal função de qualquer óleo Figura 11 Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola na escala de 0 a 10 52 lubrificante é proteger o motor sobre atrito e desgaste das partes internas dos motores ou outros componentes. a) Proteção contra o Desgaste. b) Manutenção e Limpeza do Motor: Óleos como o Castrol 10W-40 frequentemente contêm aditivos detergentes e dispersantes que auxiliam na manutenção da limpeza do motor, minimizando a formação de depósitos de sujeira e verniz nas partes internas. c) Eficiência de Combustível Aprimorada: Alguns óleos 10W-40 são formulados para reduzir o atrito interno no motor, o que pode resultar em uma melhoria na eficiência de combustível consequentemente a economia de combustível. d) Ampla Compatibilidade: O óleo Castrol 10W-40 geralmente é compatível com uma variedade abrangente de motores a gasolina e diesel, tornando-o uma opção versátil para diversos tipos de veículos. e) Desempenho Consistente em Diversas Condições: Ele demonstra eficácia tanto em situações de condução urbana quanto em rodovias (off-road), bem como em ambientes de direção mais desafiadores. f) Reputação de Confiança da Marca: A Castrol é uma marca amplamente reconhecida e respeitada, com um histórico sólido de fornecimento de produtos de alta qualidade para a indústria automotiva. 3.2.2. Desvantagens do óleo CASTROL 10W-40 Por ser um lubrificante com patente internacional apresenta algumas desvantagens para o mercado nacional. Através do impacto ambiental alguns óleos lubrificantes convencionais incluindo o CASTROL10W-40, podem não ser tão amigáveis ao meio ambiente quanto óleos sintéticos ou de origem biológica devido aos possíveis impactos adversos em sua produção e no processo de descarte. Em determinadas situações, o óleo CASTROL 10W-40 pode apresentar um custo superior em comparação com óleos lubrificantes convencionais de viscosidade mais reduzida. É crucial salientar que as desvantagens específicas podem variar com base no tipo de veículo, nas condições de condução e nas diretrizes do fabricante. É recomendável consultar o manual do proprietário do veículo e seguir as recomendações do fabricante ao escolher um óleo lubrificante para assegurar o melhor desempenho e durabilidade do motor. 53 3.2.3. Vantagens do óleo NGOL 10W-40 A primeira vantagem do óleo lubrificante NGOL 10W-40 é que este lubrificante tem patente Nacional (Angola) que tem como possibilidade disputar com outras marcas multinacionais. Formulado com o propósito de oferecer proteção em temperaturas baixas, prevenindo a formação de lodo, resistindo à oxidação em temperaturas elevadas e evitando o acúmulo de resíduos nos pistões. As suas propriedades de limpeza e controle de acidez contribuem para manter a confiabilidade do motor e prevenir a corrosão em componentes como rolamentos. Este produto também visa prolongar a vida útil do motor, protegendo-o contra o desgaste das superfícies internas dos cilindros. Além disso, oferece salvaguarda contra o desgaste e a acumulação de resíduos decorrentes da fuligem, evitando o aumento excessivo da viscosidade e a obstrução dos filtros, o que, por sua vez, otimiza o tempo de operação do motor. 3.2.4. Desvantagem do óleo NGOL A principais desvantagens do óleo NGOL é a sua aceitação no mercado internacional, e em comparação comóleo CASTROL 10W-40 apresenta uma viscosidade cinemática superior que é muito limitado para locais com clima muito baixo. Devido o baixo valor de TBN (10,5 mg KOH), o óleo lubrificante NGOL 10W-40 num veículo com combustível de baixa qualidade poderá criar danos sérios no motor tais como: aquecimento e condições pesadas de direção, que podem levar a borra que encurta potencialmente a vida útil do motor. 54 3.3. Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 A execução de estudo comparativo entre o óleo lubrificantes NGOL e CASTROL 10W-40 serviu para apresentar as características, similaridades, diferenças e as propriedades físicas - químicas tais como: viscosidade, densidade, TBN e cinzas sulfatadas. A figura 12 serve para demonstrar as características do óleo lubrificante CASTROL e NGOL em relação padrão de Angola. Fonte: Autoria própria Figura 12 Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 55 3.3.1. Características típica do Óleo CASTROL 10W40 O óleo Castrol 10W-40 é um tipo de óleo de motor de múltipla-viscosidade projetado para uso em uma variedade de veículos e condições de condução. As especificações exatas podem variar dependendo da formulação específica do produto e do ano de fabricação. Os óleos CASTROL 10W-40 atendem a várias especificações da indústria e de fabricantes de veículos como as especificações API. O óleo CASTROL apesar de apresentar uma boa qualidade de TBN e cinzas sulfatada, porem não é suficiente para MCI que circulam no território nacional devido as suas propriedades físicas ser muito baixas tais como: viscosidade cinemática e densidade. A figura 12 ilustra as típicas do óleo Castrol 10W-40 em relação ao padrão. 3.3.2. Características típica do Óleo NGOL 10W-40 As especificações de um óleo lubrificante NGOL 10W-40 se referem às características e propriedades desse tipo de óleo de motor. O óleo NGOL 10W-40 é um lubrificante de alto desempenho para motores de serviço pesado, comprovado em termos de seu desempenho. Foi desenvolvido para manter sua viscosidade estável em motores a diesel garantindo um funcionamento confiável. Este produto NGOL 10W-40 utiliza tecnologia muito boa, que consiste em uma combinação de aditivos e óleos de base premium projetado para proporcionar uma proteção otimizada para motores a diesel. Foi especialmente formulado para permitir intervalos de troca prolongados e oferece proteção confiável contra fuligem, depósitos e desgaste mesmo em condições de operação extremamente desafiadoras. O óleo lubrificante NGOL 10W-40 foi projetado para atender às necessidades de muitos motores equipados com tecnologias como recirculação dos gases de escape EGR e DPF. A figura 12 ilustra as características do óleo NGOL. O óleo NGOL10W-40 é um lubrificante empregado em motores de veículos automotores, como automóveis e motocicletas. Sua finalidade fundamental reside em executar diversas tarefas cruciais dentro do motor, abrangendo a minimização do atrito entre as partes móveis, a dissipação do calor excessivo, a eliminação de resíduos e a garantia de proteção contra o desgaste. 56 3.4. Aplicação do óleo lubrificante CASTROL & NGOL no MCI. 3.4.1. Aplicações do óleo Castrol 10W-40 De um modo geral o óleo CASTROL 10W-40 tem a sua principal aplicação nos motores recentes, esses motores podem ser destacados como motores de combustão interna os MCI, e pode também ter aplicações amplas em equipamentos de construção que requeiram o nível de performance desse tipo de óleo. 3.4.2. Aplicações do óleo NGOL 10W-40 Consequentemente o óleo NGOL 10W-40 tem as mesmas aplicações que óleo lubrificante CASTROL 10W-40, este lubrificante é aplicado para os MCI à quatro tempo e motores a dois tempos. É fundamental destacar que ao selecionar o óleo de lubrificação apropriado para um motor específico, é importante considerar as diretrizes fornecidas pelo fabricante do veículo ou equipamento. Embora o óleo lubrificante NGOL 10W-40 seja amplamente utilizado devido à sua capacidade de operar em uma variedade de temperaturas, porem não se trata necessariamente da opção mais adequada para todos os motores. É sempre aconselhável seguir as recomendações do fabricante para assegurar o desempenho ideal e a longevidade do motor, A Figura 13, ilustra um motor a quatro tempo em que pode ser aplicado esse tipo de lubrificante. Figura 13 Ilustração de um motor a quatro tempo aonde pode ser aplicado o óleo lubrificante 10W-40 Fonte: Motor a quatro tempo, 2023(https://www.bing.com/ ) https://www.bing.com/ 57 CONCLUSÕES Conclui-se que o estudo comparativo entre óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 evidencia as propriedades físicas - químicas tais como as vantagens e desvantagens de ambos óleo lubrificante, visto que para MCI que circulam no território nacional devem apresentar a viscosidade cinemática a 100ºC padronizada de 100 mm2/s e densidade a 15ºC de 0,85 kg/l e que se aproximam muito do óleo lubrificante NGOL 10W-40 que é 100,7 mm2/s e 0,855 kg/l e chega de ser o óleo lubrificante mais eficaz e adequado para veiculo que circulam no território nacional. Ficou evidente que as análises meticulosas do TNB, aditivos e desempenho sob várias condições ambientais em Angola, ilustraram que os óleos lubrificantes NGOL e CASTROL 10W- 40 transcendem a mera redução de atrito, eles desempenham um papel vital na durabilidade e eficiência de motores e máquinas, nesse mesmo analise química viu-se que o óleo lubrificante CASTROL 10W-40 apresentou TNB de 16,1 KOH/g devido aditivação extraforte comparativamente ao óleo lubrificante NGOL 10,5 KOH/g. Dessa forma, o óleo lubrificante CASTROL 10W-40 ira continuar a proteger o equipamento mesmo este estando em condições mais severas e por essa razão o óleo lubrificante CASTROL 10W-40 apresentam um custo superior em comparação com óleos lubrificante NGOL 10W-40. O clima de Angola é caracterizado por temperatura superior de 23ºC e consoante as condições ambientais a cinza Sulfatada (%wt) deve ser inferior a 2%. Baseado no mesmo pode se concluir que óleo NGOL 10W-40 apresentou características físicas e químicas adequado e eficaz comparando ao óleo lubrificante CASTROL 10W-40 para os MCI que circulam no território nacionais. Por fim, completamos que, para prolongar a vida útil dos MCI ou veículos que circulam no território nacionais e aumentar a confiabilidade, é necessário primeiramente que os utentes consultam os manuais de manutenção preditiva e optar sempre uso de óleo lubrificante dentro dos padrões. 58 SUGESTÕES DO TRABALHO O clima de Angola é caracterizado por temperaturas médias anuais acima dos 23 °C e Consoante as condições ambientais para os MCI que circulam no território nacional, o trabalho indagação sugere: • Utilizar óleo lubrificante NGOL 10W-40 entremete ao CASTROL devido as suas propriedades físico-química que se aproximam muito do padrão nacional e forte enfase na qualidade. • Utentes devem consultar os manuais de manutenção preditiva e optar sempre uso de óleo lubrificante dentro dos padrões. • Para a substituição do óleo lubrificante NGOL ou CASTROL 10W-40, deve-se seguir as especificações do fabricante do veículo, os prazos máximos entre trocas e as condições de utilização do veículo. Deve-se levar em consideração que óleos sintéticos são mais estáveis e formam menos borra que os do tipo mineral. • Não adicionar aditivos no óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 pois ambos óleo contém aditivos necessários para o melhor funcionamento e desempenho dos motores de automóveis. 59 REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA Abadie, E. (1987) petróleo e seus derivados, Curso de Formação de engenheiros de equipamentos Abadie, E. (1992). Processos de refinação. Corso serec CEN -SUDAbadie, E. (1992). Processos de refinação. Curso SEREC CEN-SUD, PETROBRAS: ABNT NBR, (2008) 14066 (ASTM D4628). Determinação de Cálcio, Magnésio e Zinco em óleos lubrificantes novos por Espectrometria de Absorção Atômica, Brasil Andrade, E.(2015). Programa do proálcool e o etanol no brasil. Carreteiro, R. P. & Belmiro, P. N. A. (2006). Lubrificantes & lubrificação industrial interciencia Carreteiro, R. P. (2006). Lubrificantes e lubrificação Industrial, interciência Carvalho, A. I. C. (2004). 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Testes e Controlo de Qualidade: 1.1.8. Refinamento do Óleo Base: 1.2. Lubrificação e lubrificantes 1.3. Tipos de óleos lubrificantes 1.3.1. Lubrificantes de Viscosidade Constante: 1.3.1.1. Lubrificantes Mono-graduados 1.3.2 Lubrificantes de Viscosidade Múltipla: 1.3.2.1 Lubrificantes Multi-graduados 1.4 Classificação de óleo lubrificante consoante sua viscosidade e carga de aditivos 1.4.1. Óleos Mineral 1.4.2. Óleo semi-sintéticos 1.4.3. Óleo sintéticos 1.5. Lubrificantes dos Motores de combustão interna 1.5.1. Propriedades dos óleos lubrificantes nos Motores de combustão interna 1.5.2. Viscosidade absoluta e dinâmica do lubrificante 1.5.2.1. Viscosidade absoluta e cinemática 1.6. Classificação dos Óleos lubrificantes nos MCI 1.6.1. Classificação SAE 1.6.2. Classificação API 1.6.3. Classificação quanto a norma ISO 1.7. Analise dos lubrificantes 1.7.1. Analise da ferrografia 1.7.2. TNB e TAN 1.7.3. Análise de aditivos 1.7.4. Analise da contaminação 1.7.5. Analise da viscosidade 1.7.6. Analise de acidez do óleo 1.7.7. Analise da cromatografia 1.8. Eluição e Eluente 1.8.1. Quanto a sua forma física do sistema cromatográfico Fonte: Autoria propiá 1.8.2. Quanto a Fase movel Empregada 1.9. Nitratos 1.10. Combustível 1.11. Aditivos para Lubrificantes 1.12. Detergentes 1.12.1. Detergentes Alcalinos 1.12.2. Antioxidantes 1.12.3. Agentes Anti-desgaste 1.12.4. Aditiva antifricção 1.12.5. Aditivos melhoradores de índice de viscosidade. 1.12.6. Inibidores de espuma II - METODOLOGIA 2.1. Tipo de pesquisa 2.2. Recolha de dados via experimento controlado 2.3. Tratamento de dados 2.4. Apresentação e descrição do local de estudo 2.5. Analise química e física do óleo adequado (NGOL & CASTROL) para os MCI em Angola. 2.6. Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola. 2.7. Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 2.8. Cronograma III. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1. Resultadoda análise química e física do óleo adequado (NGOL & CASTROL 10W-40) para os MCI em Angola. 3.1.1. A viscosidade cinemática do óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 3.1.2. A densidade a 15 C 3.1.3. O ponto de escoamento 3.1.4. TNB (Total Nitrogen Base Number) 3.1.5. O ponto de inflamação COC 3.1.6 A "Cinza Sulfatada (%wt)" 3.2. Vantagens e desvantagens de óleo lubrificante NGOL & CASTROL 10W-40 para MCI em Angola. 3.2.1. Vantagens do óleo CASTROL 10W-40 3.2.2. Desvantagens do óleo CASTROL 10W-40 3.2.3. Vantagens do óleo NGOL 10W-40 3.2.4. Desvantagem do óleo NGOL 3.3. Estudo comparativo do óleo lubrificante NGOL e CASTROL 10W-40 3.3.1. Características típica do Óleo CASTROL 10W40 3.3.2. Características típica do Óleo NGOL 10W-40 3.4. Aplicação do óleo lubrificante CASTROL & NGOL no MCI. 3.4.1. Aplicações do óleo Castrol 10W-40 3.4.2. Aplicações do óleo NGOL 10W-40 CONCLUSÕES SUGESTÕES DO TRABALHO REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA ANEXOS