Aula 01 Lubrificantes Produção e Mecatrônica 2019

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25/02/2019
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Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
ICET 
LUBRIFICANTES
Profa. Dra. Silvia Carla Haither Goós
Necessidade de descobrir um meio de MINIMIZAR o ATRITO
F
Estático
Móvel
Carga Aplicada
Película 
Lubrificant
e
Superfícies de Contacto
Móvel
Estático
Carga Aplicada
POR QUE LUBRIFICAR ? 
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LUBRIFICAÇÃO 
• É um dos mais importantes processos de 
conservação de energia utilizados no mundo 
atual.
• É a aplicação de uma substância 
(lubrificante) entre duas superfícies em 
movimento relativo para evitar o contato 
direto.
• Evita-se as perdas de energia pela 
diminuição:
- do atrito 
- do desgaste 
- da geração de calor 
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ATRITO
Atrito sólido: quando há o
contato de duas superfícies
sólidas entre si.
- Rolamento
- Deslizamento
Atrito fluído: Quando existir,
separando as superfícies
em movimento, uma camada
fluida (líquida ou gasosa). O
fluido que forma esta
camada, chama-se
lubrificante.
Quando um corpo qualquer, sólido, líquido ou gasoso,
move-se sobre a superfície de um outro corpo origina-se
uma resistência a este movimento.
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A película fluida lubrificante colocada entre duas superfícies
em movimento relativo se movimenta. Se o módulo da
velocidade relativa é pequeno, o movimento é dito laminar
(sem turbulência).
O movimento relativo entre camadas vizinhas com
velocidades diferentes faz surgir uma força de
cisalhamento entre as mesmas.
Essa força tenta frear a camada mais rápida e acelerar a
camada mais lenta e é chamada de resistência de
cisalhamento. A soma de tais resistências constitui o
atrito fluido.
ATRITO FLUIDO 
➢ CONTROLE DO ATRITO - transformando o atrito sólido em atrito
fluido, evitando assim a perda de energia.
➢ CONTROLE DO DESGASTE - reduzindo ao mínimo o contato
entre as superfícies, origem do desgaste.
➢ CONTROLE DA TEMPERATURA - absorvendo o calor gerado pelo
contato das superfícies (motores, operações de corte etc.).
➢ CONTROLE DA CORROSÃO - evitando que ação de ácidos destrua
os metais.
➢ AMORTECIMENTO DE CHOQUES - funcionando como meio hidráulico,
transferindo energia mecânica para energia fluida (como nos
amortecedores dos automóveis) e amortecendo o choque dos dentes
de engrenagens.
➢ REDUÇÃO DE RUÍDO.
➢ VEDAÇÃO - impedindo a saída de lubrificantes e a entrada de partículas
estranhas.
➢ REMOÇÃO DE CONTAMINANTES - evitando a formação de borras,
lacas e vernizes.
FUNÇÕES dos LUBRIFICANTES
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LUBRIFICAÇÃO TOTAL ou PLENA
A espessura da película é superior à soma das espessuras das 
camadas de rugosidade de cada superfície , separando-as 
totalmente.
A película contínua de lubrificante 
apresenta espessura variável entre 
0,025 mm e 0,25 mm.
É o caso mais comum e encontra aplicação em quase todas as 
situações em que há ação contínua de deslizamento. 
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A espessura da película é 
mínima, podendo ser 
“monomolecular” (~10 µm) 
Muitas vezes requer o uso de aditivos específicos como agentes 
de oleosidade, antidesgaste e de extrema pressão. 
É aplicada quando a velocidade relativa entre as superfícies é
muito baixa, ou a pressão entre as superfícies é muito alta ou
ainda se o óleo não tem viscosidade suficiente para evitar o
atrito sólido.
Esse tipo de lubrificação ocorre devido à dificuldade em se
manter uma película contínua de espessura adequada entre as
superfícies por diversos motivos, tais como: baixa velocidade de
uma superfície em relação a outra e alta pressão entre as
superfícies.
LUBRIFICAÇÃO LIMITE
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Descreve uma combinação de filme lubrificante parcial com algumas
asperezas de contato entre as superfícies.
Quando as pressões entre as duas superfícies moveis são muito
elevadas, há ruptura da película em alguns pontos. Há nestas condições
uma combinação de atritos sólidos e fluidos.
LUBRIFICAÇÃO MISTA
Basicamente, todos 
os fluidos são 
lubrificantes, alguns 
melhores que os 
outros. 
Até a água é um
lubrificante, mas a
sua oleosidade é 
baixa
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PRINCÍPIOS da LUBRIFICAÇÃO
Eficiência do lubrificante = f (adesividade, coesividade) 
OLEOSIDADE = adesividade + coesividade
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LUBRIFICANTES GASOSOS
• São usados em casos especiais, onde não é
possível o emprego dos lubrificantes convencionais.
Exemplos: Ar, nitrogênio, etc.
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LUBRIFICANTES SÓLIDOS
• Formam uma película sólida entre os elementos em
atrito. Além de lubrificar resistem a elevadas
temperatura e altas pressões. Exemplos: grafite, o talco,
o dissulfeto de molibdênio e a mica.
GRAFITE
• Vantagem – formação de filmes, proporcionando assim baixos coeficientes
de atrito.
• Baixas temperaturas→ não é atacado por ácidos, álcalis e halogênios.
• Baixa reatividade com o oxigênio até temperaturas de ordem de 593ºC
• É usado em pó ou misturado com graxas ou óleos ou como dispersão em
água.
• Resiste a pressões extremas: assegura a lubrificação em pressões
superiores a 28.000 kg/cm² (acima do limite elástico de qualquer metal).
• Baixo coeficientes de atrito: menor do que o grafite, a temperaturas abaixo
de 900ºC.
• Baixo coeficiente de atrito.
• Resiste a vários agentes químicos e a oxidação.
• Vantagens: aumento a vida útil das peças, diminuição do custo de
manutenção, facilidade de limpeza, lubrificação mais eficiente (mais
duradoura e de melhor qualidade).
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BISSULFETO DE MOLIBDÊNIO
TEFLON
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LUBRIFICANTES PASTOSOS
• São considerados lubrificantes pastosos as graxas e seus
derivados, bem como as composições Betuminosas.
LUBRIFICANTES PASTOSOS
G R A X A S
Define-se graxa como sendo um produto
lubrificante obtido pela dispersão de um agente
engrossador em um fluido lubrificante. Sua
consistência pode variar desde o estado semi
fluido ao sólido.
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PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS GRAXAS
✓ Consistência (mole/dura) → padronizada pela NLGI
(National Lubricating Grease Institute).
✓ Bombeabilidade → facilidade ou dificuldade em fluir
quando bombeada.
✓ Ponto de gota → temperatura em que começa a
haver separação entre o sabão e o óleo.
Tipo de Resistência à Resistência à Bombeabilidade Custo 
Espessante ação da água ação do calor
Cálcio Alta Baixa Média Baixo
Sódio Baixa Alta Ruim Baixo
Lítio Alta Alta Ótima Médio
Bentonita Média Alta Média Alto
Complexos Alta Alta Ótimo Alto
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ADITIVOS da GRAXA
– INIBIDOR DE OXIDAÇÃO: É um produto químico da classe das
aminas e dos fenóis. Sua presença é indispensável em graxas para
rolamentos e em outras graxas onde o período de serviço é longo.
– INIBIDOR DE CORROSÃO: São compostos químicos denominados
cromato, dicromato, sulfonato orgânicos ou sabão de chumbo. A água
praticamente não consegue remover esses compostos das superfícies
metálicas.
– AGENTE DE UNTOSIDADE: São gorduras e óleos vegetais com a
função de melhorar o poder lubrificante das graxas. O agente de
untuosidade é necessário em um pequeno número de graxas.
– AGENTE ADESIVIDADE: Quando a necessidade requer uma graxa
mais pegajosa são adicionados polímeros orgânicos viscosos ou látex
em solução aquosa.
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LUBRIFICANTES LÍQUIDOS
Os líquidos são em geral preferidos como
lubrificantes. Eles possuem excelente
penetração entre as partes móveis e atuam,
também, como removedores de calor.
Os lubrificantes líquidos classificam-se em:
. Óleos não minerais
• Óleos graxos
• Compostos;
• Sintéticos.
Óleos minerais
• Derivados do petróleo
Vegetais
Animais
TIPOS de ÓLEO CRU
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PROPRIEDADES dos ÓLEOS
LUBRIFICANTES LÍQUIDOS
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13• OXIDAÇÃO: A quantidade e a natureza dos depósitos formados nos
motores e em outros mecanismos submetidos a condições de
trabalho em alta temperatura se relacionam com a estabilidade ou
resistência à oxidação do óleo lubrificante.
• EXTREMA PRESSÃO: Dá-se esse nome à propriedade que alguns
lubrificantes possuem de proteger as superfícies em contato sob
pressões tão elevadas que provocam o rompimento mais ou menos
completo da película normal de óleo.
• NÚMERO DE EMULSÃO: Indica o grau de facilidade da água em
separar-se do óleo.
CARACTERÍSTICAS dos ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
FUNÇÕES dos ADITIVOS em alguns COMPONENTES
Componentes Problemas Típicos Funções Aditivos
Sistema 
Hidráulico
Temperatura
Contaminação Ar
Condensação Água
Resistência à Oxidação
Anti-Espuma
Demulsibilidade
Engrenagens
Cargas Elevadas
Temperatura
Contaminação por Água
Anti-Desgaste & Prop. E.P.
Resistência à Oxidação
Anti-Ferrugem
Motores
Cargas Elevadas
Formação de Depósitos
Arranque a Frio
Viscosidade a Alta Tempª
Anti-Desgaste & Prop. E.P.
Prop. Dispersantes/Detergentes
Abaixadores Ponto Fluxão
Melhoradores Ind.Viscosidade
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AUMENTADORES do ÍNDICE deVISCOSIDADE
Baixa Temperatura Alta Temperatura
 Consistência: Forma uma
camada protetora sobre a peça
lubrificada, podendo ser usada
em locais onde o óleo escorre.
 Maior adesividade em peças
deslizantes ou oscilantes.
Operação de rolamentos em
várias posições.
 Lubrificação instantânea na
partida
 Melhor vedação contra água e
impurezas.
GRAXAS
 Maior dissipação de calor
 Maior resistência à oxidação. 
 Menor atrito fluido em altas 
rotações
 Facilidade de aplicação 
ÓLEOS
Quais as vantagens das graxas e quais 
as vantagens dos óleos lubrificantes?
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• Adequado ao equipamento
• Aplicado no local correto
• Usado em quantidade exata
• Usado em intervalos corretos
Cabe ao responsável pelo setor de manutenção 
assegurar-se de que o lubrificador aplique o lubrificante 
adequado no local correto.
APLICAÇÃO dos LUBRIFICANTES
Para que se tenha uma lubrificação correta é necessário 
que simultaneamente o lubrificante seja:
Por fim, uma lubrificação organizada 
apresenta as seguintes vantagens:
• aumenta a vida útil dos equipamentos em até 
dez vezes ou mais;
• reduz o consumo de energia em até 20%;
• reduz custos de manutenção em até 35%;
• reduz o consumo de lubrificantes em até 50%.
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ENSAIOS 
em GRAXAS
e ÓLEOS
• Consistência
• Cor
• Ponto de Gota
• Teor de óleo mineral (lubrificante líquido)
• Teor de sabão (espessante)
• Teor de água
ENSAIOS em GRAXAS
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ENSAIOS 
em 
ÓLEOS
A maior parte dos produtos líquidos do petróleo são manipulados e
vendidos na base de volume; porém, em alguns casos, é necessário conhecer o
peso do produto.
O petróleo e seus derivados expandem-se quando aquecidos, isto é, o volume
aumenta e o peso não se modifica. Por esta razão, a densidade é medida a
uma temperatura padrão ou, então, convertida para esta temperatura por meio
de tabelas.
DENSIDADE
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Os óleos lubrificantes variam de cor, desde transparentes (incolores) até pretos
(opacos). A cor pode ser observada por transparência, isto é, contra luz, ou por
luz refletida.
A amostra é comparada com várias cores padronizadas e numeradas de 0,5 a
8. A cor padronizada que mais se assemelhar a cor da amostra indicará o
número de cor ASTM (D 1500).
Os óleos parafinicos apresentam, por
luz refletida, uma fluorescência verde,
enquanto os naftênicos dão reflexos
azulados.
Entretanto, a cor é facilmente mudada
pela adição de corantes.
Colorímetro ASTM D1500
COR
Ponto de fulgor é a temperatura mínima à qual um líquido é
suficientemente vaporizado para criar uma mistura vapor-ar que se
inflamará se houver ignição.
Ponto de inflamação é a mínima temperatura em que o vapor é gerado em
quantidade suficiente para sustentar a combustão.
→Uma mistura de vapor e ar demasiadamente pobre ou demasiadamente rica
não queimará.
→Para os produtos comerciais comuns, o ponto de inflamação encontra-se 50ºF
(28ºC) acima do ponto de fulgor.
→Os pontos de inflamação e de fulgor não devem ser confundidos com a
temperatura de combustão espontânea.
PONTO de FULGOR e de INFLAMAÇÃO
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Aplicação
Ponto 
de 
Fulgor
Motor diesel 
marítimo
240ºC
Engrenagens 220ºC
Motor a 
gasolina
205ºC
Sistemas 
hidráulicos
200ºC
Compressores 
de refrigeração
218ºC
Usinagem de 
metais
165ºC
TESTE (vaso de CLEVELAND)
Consiste em mergulhar uma lâmina de cobre bem polida numa certa quantidade
de amostra e aquecê-la a uma temperatura durante um certo tempo. No fim
deste período, a lâmina é removida, lavada e comparada com os padrões
estabelecidos pela norma.
O resultado é expresso pelos números de classificação de 1 a 4 . A menor
corrosão é expressa pela classificação 1 e a maior pela 4.
Classificação de lâmina de cobre
Classificação Designação
1 Levemente corroída
2 Moderadamente corroída
3 Escurecida
4 Corroída
CORROSÃO em LÂMINA de COBRE
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Diz-se que um lubrificante apresenta características de extrema pressão,
quando ele possui a propriedade de evitar que as superfícies em movimento
entrem em contato, mesmo quando as pressões são de tal maneira elevadas,
que provocam o rompimento da película de óleo.
EXTREMA PRESSÃO
É a principal propriedade física dos óleos lubrificantes.
A viscosidade está relacionada com o atrito entre as moléculas do fluido,
podendo ser definida como a resistência ao escoamento que os
fluidos apresentam.
VISCOSIDADE
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Viscosidade superior à adequada
Dificulta o arranque a frio
Aumenta a temperatura do motor
Reduz a potência disponível
Aumenta o desgaste interno do motor
Aumenta o consumo de combustível
Viscosidade inferior à adequada
Aumenta o desgaste interno do motor
Aumenta o consumo de lubrificante
Aumenta as fugas pelos vedantes
Aumenta o ruído de funcionamento
ESCOLHA ERRADA do LUBRIFICANTE
PRESSÃO → quanto maior for a carga, maior deverá ser a viscosidade
para suportá-la e evitar o rompimento da película.
TEMPERATURA → como a viscosidade diminui com o aumento da
temperatura, para manter uma película lubrificante, quanto maior for a
temperatura, maior deverá ser a viscosidade.
FOLGAS → quanto menores forem as folgas, menor deverá ser a
viscosidade para que o óleo possa penetrar nelas.
ACABAMENTO → quanto melhor o grau de acabamento das peças,
menor poderá ser a viscosidade.
VELOCIDADE → maior a velocidade, menor deve ser a viscosidade,
pois a formação da película lubrificante é mais fácil. Os óleos de
maior viscosidade possuem maiores coeficientes de atrito interno,
aumentando a perda de potência.
FATORES que INFLUENCIAM A VISCOSIDADE
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EnglerSaubol t
CinemáticoRedwood
VISCOSÍMETROS
No método Saybolt, a passagem de óleo de um recipiente no aparelho é
feita através de um orifício calibrado, para um frasco de 60 ml, verificando-se
o tempo decorrido para seu enchimento até o traço de referência.
VISCOSÍMETRO de SAYBOLT
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Como a viscosidade varia com a temperatura, isto é, quanto mais aquecido
estiver o óleo, menor será a sua viscosidade, seu valor deve vir acompanhado
da temperatura em que foi determinada. Assim sendo, este método utiliza as
temperaturas padrões de 100 oF (37,8 oC) e 210 oF (98,9 oC).
VISCOSÍMETRO de SAYBOLT
CLASSIFICAÇÃO dos ÓLEOS
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CLASSIFICAÇÃO SAE
ÓLEOS LUBRIFICANTESDE MOTOR
Viscosidade
SAE
Viscosidade
SSU a 0ºF (  40oC ) SSU a 210ºF (  100oC )
Mínimo Máximo Mínimo Máximo
5W - 4.000 - -
10W 6.000 < 12.000 - -
20W 12.000 48.000 - -
20 - - 45 < 58
30 - - 58 < 70
40 - - 70 < 85
50 - - 85 < 110
60 110 < 125
70 125 < 150
CLASSIFICAÇÃO SAE
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Existem óleos que, ao mesmo tempo, atendem a estas duas
exigências, é o caso dos Óleos Multiviscosos, cuja
classificação reúne graus de óleos de inverno e de verão.
Por exemplo: Um óleo SAE 20W/50 mantém a viscosidade
adequada, tanto em baixas temperaturas (se comportando como
um óleo SAE 20W), facilitando a partida a frio, quanto em altas
temperaturas (se comportando como um óleo SAE 50), garantindo
uma perfeita lubrificação.
ÓLEOS 
MULTIVISCOSOS
CLASSIFICAÇÃO SAE
A Internacional Standardisation Organization (ISO) estabeleceu um 
sistema de classificação aplicável aos óleos industriais. Nesse 
Sistema, a única característica considerada é a VISCOSIDADE.
A classificação ISO de viscosidade expressa seus valores em 
graus de viscosidade cinemática a 40ºC dos óleos.
A nomenclatura usada nas especificações por esse sistema é:
ISO VG 15
Viscosidade cinemática
Grau de Viscosidade
CLASSIFICAÇÃO ISO
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CONVERSÃO de VISCOSIDADE
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Índice de viscosidade é um valor numérico que indica a variação da viscosidade
em relação à variação da temperatura.
MAIOR O ÍNDICE DE VISCOSIDADE MENOR SERÁ A VARIAÇÃO DA
VISCOSIDADE COM A TEMPERATURA.
Por exemplo, se dois óleos, a uma determinada temperatura, possuírem a
mesma viscosidade, quando resfriados ficará mais espesso aquele que possuir
menor índice de viscosidade.
ÍNDICE de VISCOSIDADE (IV)
O mais sensível recebeu o índice O (IV = 0)
O menos sensível recebeu índice 100 (IV = 100)
• Com o desenvolvimento técnico dos
óleos lubrificantes: produção de óleos
com índice de viscosidade maior do
que 100. Foi criado o Índice de
Viscosidade Estendido expresso
como IV E .
• Atualmente óleos lubrificantes podem
atingir valores próximos de IVE 400.
ÍNDICE de VISCOSIDADE (IV)
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Temperatura (0C)
50 60 80 100
Tempo 7min 7s 6 min 18s 2 min 53 s 2 min 22 s
18 . Considere que os dados abaixo foram obtidos na aula 
prática da medida de viscosidade de um óleo no aparelho de 
Saybolt
Dados Experimentais
Calcule o IV deste óleo, dê sua classificação ISO e SAE.
SIMULADO da AULA PRÁTICA
1. Com estes dados podemos transformar o valor de tempo em segundos e, 
consequentemente, teremos a viscosidade em unidades de SSU: 
 
 Temperatura (
0
C) 
 50 60 80 100 
Tempo 
 
 7min 7s 6 min 18s 2 min 53 s 2 min 22 s 
Tempo (s) 427 378 173 142 
Viscosidade (SSU) 427 378 173 142 
 
CONVERSÃO dos DADOS para SSU
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2. Usando os dados de viscosidade em SSU e as fórmulas abaixo, 
podemos obter os dados de viscosidade cinemática em cS. 
CONVERSÃO dos DADOS para VCC (Cs)
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Viscosidade X Temperatura y = -1,2183x + 150,27
R2 = 0,8622
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120 140
Temperatura ( oC )
VCC (cS)
VCC 40 = (-1,3471 x 40) + 157, 88 VCC 100 = (-1,3471 x 100) + 157,88
VCC 40 = 103,996 cS VCC 100 = 23,17 cS
VCC = -1,3471xT + 157,88 
GRÁFICO VCC (Cs) versus TEMPERATURA
VCC = - mT + L
EQUAÇÃO da RETA
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Viscosidade X Temperatura y = -1,2183x + 150,27
R2 = 0,8622
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120 140
Temperatura ( oC )
VCC (cS)
VCC 40 = (-1,3471 x 40) + 157, 88 VCC 100 = (-1,3471 x 100) + 157,88
VCC 40 = 103,996 cS VCC 100 = 23,17 cS
VCC = -1,3471xT + 157,88 
GRÁFICO VCC (Cs) versus TEMPERATURA
Usando agora o valor de VCC 100 = 23,17 cS e a tabela abaixo, temos os valores de L 
e H. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Usando agora o valor de VCC 100 = 23,17 cS temos que: L = 641,93 e H = 286,62 
286,8 
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Atualmente  possibilidade de produzir óleos com índice de
viscosidade maior do que 100.
A escala original de 0 a 100 não permite acomodar satisfatoriamente 
estas extensões. Foi criado o Índice de Viscosidade Estendido 
expresso como IV E .
Atualmente óleos lubrificantes podem atingir valores próximos de IVE
400.
Sabendo que:
IV = L – U x 100
L – H
IV = 641,93 – 103,996 x 100
641,93 – 286,62
IV = 151,40
CÁLCULO do IV 
VCC 40 = 103,996 cS. Logo, pela tabela acima temos:
ISO VG 100.
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