Combustíveis e lubrificantes

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Combustíveis
e
Lubrificantes
Otoniel G. L. Ferreira
DER – FAEM – UFPel
Combustíveis
• DEFINIÇÃO:
Substâncias, na forma líquida, sólida ou 
gasosa, cuja reação de oxidação (com O2) é
altamente exotérmica 
LIBERA GRANDE QUANTIDADE DE CALOR
Combustíveis
• CONSTITUIÇÃO:
Átomos de carbono e de hidrogênio 
(hidrocarbonetos) formando cadeias curtas ou longas
A reação completa do combustível com o O2
desprende calor energia a ser aproveitada
e os subprodutos gás carbônico (CO2)e água
Obs.: Comb. incompleta monóxido de carbono (CO)
Combustíveis
• CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ORIGEM:
VEGETAL: madeira, resíduos vegetais, carvão vegetal e 
metanol;
MINERAL: carvão mineral, petróleo e seus derivados;
BIOQUÍMICA: obtidos por fermentação de substratos 
de origem orgânica (ex. álcool etílico, gás metano).
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Combustíveis
• DERIVADOS DO PETRÓLEO
O petróleo dito cru (na forma em que é extraído da jazida) 
é um composto de hidrocarbonetos e impurezas 
(compostos de enxofre, nitrogênio, água e areia).
O processo de separação das diversas partes do 
petróleo é conhecido como REFINAÇÃO.
DERIVADOS DO 
PETRÓLEO
_GLP
_querosene
_óleos combustíveis
_gasolina
_diesel
_óleos lubrificantes
_asfalto
_etc...
TORRES DE FRACIONAMENTO DE PETRÓLEO
A destilação fracionada baseia-se na diferença de 
volatilidade entre os vários componentes do petróleo
FRAÇÕES DO PETRÓLEO
20 a 60 °C
Solventes em lavagens a seco. O 
nome éter vem da alta volatilidade
5 a 6 
carbonos
Éter de 
petróleo
-42 a 20 °C
Combustível, gás de cozinha e 
matéria-prima de compostos 
orgânicos e na fabricação de borracha
3 a 4 
carbonosGLP
-162 a -75 °C
Combustível e matéria-prima de 
compostos orgânicos e fabricação de 
plásticos
1 a 2Gás 
natural
Ponto de ebulição e 
utilização principal
Composição 
aproximadaFrações
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250 a 350 °C
Combustível
15 a 18 
carbonos
Óleo diesel
150 a 300 °C
Iluminação, solvente, combustível
10 a 16 
carbonos
Querosene
40 a 200 °C
Combustível de motores de 
explosão
6 a 10 
carbonos
Gasolina
90 a 120 °C
Solvente e matéria-prima na 
industria petroquímica.
8 a 9 carbonos
Nafta ou 
ligroína
60 a 90 °C
Solvente orgânico
7 a 8 carbonosBenzina
• GASOLINA:
Principal característica :
- Índice de octano (IO): mede a tendência de uma 
gasolina a resistir à detonação;
- IO da gasolina tipo C brasileira especificado pela 
ANP 80 - 82 octanos
- Gasolina Premium Petrobras IO de 95, menor 
teor de enxofre e composição que evita o acúmulo de 
resíduos no motor
• GASOLINA:
Determinação do Índice de Octano (IO) 
- n-heptano IO = 0 (zero)
- Iso-octano IO = 100
• GASOLINA:
Outras características 
- Estabilidade de armazenamento
- Volatilidade
- Poder calorífico
- Teor de enxofre
- Queima
- Impurezas
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• ÓLEO DIESEL:
Principal característica do óleo diesel:
- Índice de cetano (IC): expressa a maior ou menor 
facilidade do óleo diesel entrar em ignição;
> IC mais fácil será a ignição do óleo diesel, 
facilitando a partida do motor.
O índice de cetano do óleo diesel é especificado pelo 
ANP em no mínimo 45 cetanos (IC adequado: 40 – 60)
• GASOLINA:
Determinação do Índice de Octano (IO) 
- n-heptano IO = 0 (zero)
- Iso-octano IO = 100
• ÓLEO DIESEL:
Determinação do Índice de Cetano (IC) 
- α-metilnaftaleno IC = 0 (zero)
- Cetano ou n-hexadecano IC = 100
• GASOLINA:
Determinação do Índice de Octano (IO) 
- n-heptano IO = 0 (zero)
- Iso-octano IO = 100
• ÓLEO DIESEL:
Determinação do Índice de Cetano (IC) 
- α-metilnaftaleno IC = 0 (zero)
- Cetano ou n-hexadecano IC = 100
• ÓLEO DIESEL:
Outras características importantes 
- Ponto de névoa: temperatura na qual as substâncias 
sólidas presentes no combustível começam a 
cristalizar-se, formando uma mistura não homogênea, 
influindo na partida do motor.
Diesel de inverno Petrobras: 
_partida rápida e dispensa aditivos ou misturas 
_comercializado no RS de maio a setembro
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-Viscosidade: deve ser tal que garanta um bom 
funcionamento do sistema de injeção dos motores.
-Teor de enxofre:
_Causa corrosão 
_Formação de óxidos de enxofre compostos 
altamente poluentes 
_Em contato com a umidade do ar ácido 
sulfúrico chuvas ácidas
- Teor de impurezas: água, sedimentos e cinzas
COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS
_Diminuição dos custos de produção
_Apelo ambiental 
_combustíveis menos poluentes
_fontes renováveis
premissas a considerar:
_Balanço energético positivo;
_Inalteração dos motores e,
_Utilização da atual infra-estrutura estocagem e 
distribuição
ÁLCOOL ETÍLICO
Obtido por fermentação alcoólica de um substrato 
vegetal (cana-de-açúcar no Brasil) e posterior destilação.
- Difícil ignição
- Alto consumo
- Necessidade de transformar o motor
para ciclo Otto pela adição de velas 
de ignição e carburador
GÁS NATURAL
- Extraido junto com o petróleo
- Encontrado acumulado em rochas porosas no subsolo
- Necessidade de transformar o motor para ciclo Otto 
pela adição de velas de ignição
- Necessidade de instalação de tanques para o 
armazenamento do combustível
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BIODIESEL
_Combustível biodegradável derivado de 
fontes renováveis que estimulados por um 
catalisador reagem quimicamente com 
etanol ou metanol transesterificação
_Sub-produto glicerina
_Fontes vegetais oleaginosas como 
mamona, dendê, giralssol, babaçu, soja e 
algodão
Utilização 
_Inicialmente em misturas com óleo mineral 
definidas pela ANP
_Mesclas são identificadas pela letra B, seguida do 
percentual de biodiesel na mistura
B5 = 5% de biodiesel e 95% de diesel mineral
Bn = ...
B100 = biodiesel puro
_Permitido atualmente: 2% 
_Em 2008 2% obrigatório e 5% permitido
_A partir de 2013 obrigatório 5%
Não são biodiesel óleos vegetais puros (soja, 
mamona, girassol) e óleos reutilizados (frituras)
Podem ser utilizados mas não são biodiesel
Podem servir de matéria-prima para biodiesel
Não passaram pelo processo de transesterificação
Problemas de características físico-químicas 
(viscosidade, densidade e formação de depósitos 
carbonosos)
ARMAZENAMENTO E MANIPULAÇÃO
Prejuízos decorrentes do uso de óleo diesel contaminado:
- Desgaste do sistema de alimentação;
- Aumento do consumo de combustível;
- Perda de potência e,
- Aumento do custo de manutenção do motor.
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NA PROPRIEDADE RURAL O ÓLEO DIESEL PODE SER 
ARMAZENADO DAS SEGUINTES FORMAS:
Em grandes reservatórios
(acima ou abaixo do solo)
Geralmente cilíndricos
Instalados com declividades na 
direção de sua maior dimensão 
Em reservatórios móveis que 
além de armazenarem podem 
transportar o combustível
Esquema de um reservatório acima do nível do solo
Tampa
Bomba
Filtro
Dreno
Respiro
Em tambores
Tomar cuidados adicionais:
- não utilizar tambores feitos de chapas galvanizadas;
- jamais jogar os tambores de caminhões ou carretas;
- não deixar os tambores ao relento;
- não mover o tambor antes do abastecimento
Forma correta de armazenamento de combustíveis 
em tambores dispostos horizontalmente e 
verticalmente
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RECEBIMENTO DE NOVAS REMESSAS DE 
COMBUSTÍVEL
Deixar em repouso por, no mínimo, 36 horas antes de 
utilizá-lo permitir a decantação das impurezas
Abastecer o trator ao final da jornada de trabalho e 
com o motor ainda quente devido a condensação de 
água junto às paredes internas do tanque de combustível
MEDIDAS DE SEGURANÇA REFERENTE AO 
LOCAL DE ARMAZENAMENTO
Armazenar em local de pouco 
movimento, distante das demais 
instalações da propriedade e de fontes de 
calor
Instalar placas de advertência: 
“Não Fume”, “Perigo”, “Inflamável”
Instalar extintores de incêndio em 
locais visíveis e de fácil acesso
MEDIDAS DE SEGURANÇA REFERENTE AO 
LOCAL DE ARMAZENAMENTO
Manter as instalações elétricas do depósito em bom 
estado de conservação;
Instalar pára-raios nas imediações do depósito;
Aterrar tanques metálicos - acima do nível do solo;
O pessoal envolvido no abastecimento deve ser 
instruído no combate de incêndios no local.
Lubrificantes & Lubrificação
DEFINIÇÃO:
Interposição deuma substância (fluida ou sólida), 
de propriedades adequadas, entre duas superfícies que 
apresentem movimento relativo entre si, visando à
redução de atrito entre essas partes.
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•Tipos de Lubrificação:
- Lubrificação sólida:
Quando se emprega uma substância sólida 
grafita 
- Lubrificação fluida:
Quando se introduz líquido entre as superfícies em 
movimento 
óleos minerais, derivados do petróleo
ATRITO
Força que se opõe ao movimento, ou à tendência de 
movimento, de um corpo, oferecendo uma resistência ao 
seu deslocamento.
O atrito dos fluidos carga; > Fa);
a força de atrito não depende, sensivelmente, da 
velocidade relativa entre as superfícies;
a lubrificação e o polimento das superfícies diminuem 
o atrito;
a força de atrito praticamente não depende da área 
de contato entre as superfícies;
i.e: Um caixote é arrastado pela mesma força, não 
importando se encontra-se sobre sua face de maior ou 
menor área.
a força de atrito de rolamento é inversamente 
proporcional ao ∅ da esfera ou do cilindro em questão;
i.e: Duas esferas de mesma massa e mesmo 
material, aquela com maior ∅ deslocada mais 
facilmente
LEIS DO DESGASTE
a quantidade de desgaste é diretamente proporcional 
à carga;
a quantidade de desgaste é diretamente proporcional 
à distância deslizante;
a quantidade de desgaste é inversamente 
proporcional à dureza da superfície.
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• Tipos de lubrificantes:
a) Gasosos;
b) Sólidos;
c) Líquidos;
d) Pastosos;
• Tipos de lubrificantes:
a) Lubrificantes gasosos:
De uso restrito, geralmente em locais de difícil 
penetração.
Ex.: ar, nitrogênio e gases halogenados
Problemas com as elevadas pressões requeridas para 
mantê-lo entre as superfícies e de vedação
NÃO SÃO UTILIZADOS EM MÁQUINAS AGRÍCOLAS
b) Lubrificantes sólidos:
Geralmente apresentam grande resistência à
pressão e a temperaturas elevadas.
Os lubrificantes mais utilizados são:
Grafita Bissulfeto talco mica
de molibdênio
c) Lubrificantes líquidos:
Dentre os lubrificantes líquidos, os óleos 
lubrificantes são os mais importantes.
Óleos lubrificantes industriais:
Se destinam à lubrificação de máquinas industriais 
como compressores, turbinas, bombas, etc...
Óleos lubrificantes automotivos:
Destinados à lubrificação de motores de combustão 
interna e sistemas de transmissão de potência
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Podem ainda ser subdivididos de acordo com a sua 
origem e formulação
Óleos minerais puros:
Obtidos a partir dos processos de refinação do 
petróleo São a base da maioria dos óleo comerciais
Óleos aditivados:
São óleos minerais aos quais se adicionam 
substâncias para reforçar ou acrescentar determinadas 
características do óleo base
Óleos graxos:
Óleos orgânicos de origem animal (lanolina, banha de 
porco, óleo de mocotó) ou vegetal (babaçu, mamona)
Óleos compostos:
Mistura de óleos minerais e óleos graxos visam 
aumentar a oleosidade dos óleos minerais
Óleos sintéticos:
Produzidos pela indústria petroquímica por síntese 
química atende as especificações mais severas 
(altas temperaturas, alto índice de viscosidade, etc.). 
Custo elevado 
Classificação da lubrificação
Lubrificação Hidrostática:
O fluido é introduzido sob pressão, de modo a separar as 
partes, fazendo com que as saliências microscópicas em 
uma e em outra superfície sejam separadas.
Não deve existir movimento entre as partes até que o 
lubrificante seja introduzido
Lubrificação Hidrodinâmica:
O filme de lubrificação entre as superfícies é formado 
pelo próprio movimento relativo destas cunha de óleo
Lubrificação Total:
A espessura da camada lubrificante é superior à soma 
das alturas das rugosidades.
- o atrito gerado é pequeno;
- o desgaste insignificante
C -espessura da película; A e B -altura das saliências (vistas ao microscópio
CORPO MÓVEL
CORPO FIXO
C
A
B
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Lubrificação Limite:
A espessura da película é apenas igual a soma das 
alturas das saliências Há desgaste
C -espessura da película; A e B-altura das saliências (vistas ao microscópio)
CORPO MÓVEL
CORPO FIXO
C
A
B
Lubrificação Mista:
Até que se inicie o movimento a camada de lubrificante 
não tem espessura suficiente para separar totalmente as 
superfícies lubrificação limite
Quando se inicia o movimento, há a formação da cunha 
de óleo lubrificação total
LIMITE TOTAL
CARGA
CARGA
PARTE FIXA
INÍCIO DO
MOVIMENTO
O CORPO
ADQUIRE
VELOCIDADE
PRESSÃO HIDRODINÂMICA
VISCOSIDADE
Expressa a facilidade com que um óleo escoa 
resistência interna oferecida pelas moléculas de um 
fluido quando se tenta movimentá-lo
A B
Viscosímetro Saybolt Viscosímetro cinemático
A viscosidade é expressa em tempo (s) para 
determinada quantidade de óleo fluir através de um 
orifício calibrado a uma determinada temperatura.
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CLASSIFICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES 
LÍQUIDOS
Numeração SAE:
Agrupa os óleos lubrificantes segundo a sua 
viscosidade em determinadas temperaturas.
Não considera fatores de qualidade ou desempenho
Quanto > o numero SAE > a viscosidade do óleo 
Não importando se o número é seguido ou não por letra
Óleo SAE 40 é mais viscoso que um óleo SAE 20
Viscosidade medida a temperaturas próximas ou 
inferiores a 0°C óleos de inverno (série W)
0 w, 5 w, 10 w, 15 w, 20 w e 25 w
Visam a lubrificação adequada durante a partida
Viscosidade medida a 100°C óleos de Verão.
20, 30, 40, 50 e 60
Evita que as altas temperaturas de funcionamento 
causem um aumento no consumo e desgaste do motor
VISCOSIDADE versus TEMPERATURA
A variação da viscosidade é inversamente 
proporcional à variação da temperatura
ÍNDICE DE VISCOSIDADE (IV)
Indica a variação da viscosidade de um óleo em função 
da variação da temperatura
> IVnatural, operando 
em condições suaves ou moderadas, 
utilizando combustível de baixo teor de 
enxofre.
CA
Motores quatro tempos de alta rotação. 
Supera a categoria CE quanto ao 
consumo de lubrificante e formação de 
depósitos nos pistões.
CF.4
Motores de aspiração natural, operando 
em condições suaves ou moderadas, 
utilizando combustível de alto teor de 
enxofre (1%).
CB
AplicaçãoCategoria
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Aditivos
Produtos usados em concentrações baixas com a 
finalidade de realçar algumas qualidades dos 
lubrificantes, ceder-lhes novas ou eliminar as 
indesejáveis
antioxidantes anticorrosivos
detergentes dispersantes 
agentes extrema pressão antiespumantes
melhoradores de IV inibidores de ferrugem
agentes antidesgaste
Óleos para Transmissões
Numeração SAE: 70W, 75W, 80W, 85W, 90, 140 e 250
Classificação de serviço API:
GL3 = Indicada para engrenagens cônicas helicoidais 
sob condições de carga e velocidade moderadas.
GL4 = Indicada para todo tipo de engrenagens 
operando sob condições alta velocidade e baixo torque 
ou vice-versa.
GL5 = Idêntica a categoria GL- 4, mas possui aditivação
necessária para resistir também às cargas de choque.
d) Lubrificantes pastosos:
representados pelas GRAXAS
Pastas homogêneas de consistência semifluida à
sólida, formadas pela combinação de um fluido (óleo 
lubrificante) e um espessante (sabões metálicos, argila), 
com características lubrificantes.
Utilização lubrificação de locais onde o emprego de 
óleos não seja adequado, devido à sua fluidez natural, 
razões construtivas ou de manutenção
Desvantagens das graxas em relação aos óleos:
Dissipam menos calor
Não lubrificam tão bem em altas velocidades
Resistem menos à oxidação
Muitas vezes para relubrificar é necessário abrir o 
mancal para retirar a graxa usada
Vantagens das graxas em relação aos óleos:
Promovem melhor vedação contra a água e impurezas
Maior economia nos locais onde o óleo escorre
Possuem maior adesividade
Não necessitam de controle de nível
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Principais características das graxas:
Consistência (mole/dura) padronizada pela NLGI
Bombeabilidade facilidade ou dificuldade em fluir 
quando bombeada
Ponto de gota Tº em que começa a haver separação 
entre o sabão e o óleo
Aditivos para graxas:
EP = Mancais que suportam carga elevada
Adesividade = para locais que com vibrações ou 
sujeitos a força centrífuga
Anticorrosivo= neutralizam ácidos da oxidação
Antiferrugem= inibem a ação corrosiva da água
Principais espessantes utilizados na formulação das 
graxas:
- Sabão de cálcio:
resistente ao ataque da umidade (insolúveis 
em água)
baixo custo
não devem ser utilizadas em locais em que 
a temperatura exceda 60°C
recomendado para a lubrificação de 
mancais de buchas, chassis de veículos e bombas d’água.
- Sabão de sódio:
resistentes às altas temperaturas (90 a 120°C)
solúvel em água
indicadas para a lubrificação de mancais de 
rolamentos e juntas universais
- Sabão de lítio:
insolúveis em água
utilizadas em locais com altas temperaturas (até
150°C)
muito utilizada em máquinas agrícola
Classificação de Consistência NLGI para graxas
Mole2
Semifluida0
Muito Mole1
Extra Dura6
Muito Dura5
Dura4
Média3
Semifluida000
Tipo de GraxaGrau NLGI*
*NLGI: National Lubricating Grease Institute – Instituto 
Nacional de Graxas Lubrificantes dos EUA
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LUBRIFICAÇÃO DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOS
Transmissão por correntes:
correntes de roletes de dentes
corrente comum ou cadeia de elos de elos livres
LUBRIFICAÇÃO DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOS
Transmissão por correntes:
Recomenda-se aplicação de óleo de média 
viscosidade com boas características de adesividade e 
antigotejamento
almotolia
Eixos e árvores: Engrenagens:
Normalmente lubrificadas com lubrificantes 
líquidos por banho de óleo
ÓLEO
BUJÃO DE
ESCAPE
BUJÃO DE
PREENCHIMENTO
BUJÃO DE
ESVAZIAMENTO
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Mancais: Mancais:
Mancais de rolamento 
Mancais de atrito 
Como engraxar? Equipamento para engraxar
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MUITO OBRIGADO