fluidez e viscosidade de um óleo

O índice de viscosidade é uma das características mais importantes dos lubrificantes industriais. Isso porque a resistência de um fluido ao escoamento, ou viscosidade, é uma das principais características a serem avaliadas quando de sua escolha, assim como a sua variação com a temperatura.

Aliás, a escolha de um lubrificante, seja para usinagem ou outras finalidades, é grandemente baseada na viscosidade.

No entanto, viscosidade e índice de viscosidade são duas propriedades diferentes que não podemos confundir. Neste artigo, resumiremos brevemente o que é, para que serve e quais são as principais normas que regem a determinação do índice de viscosidade no óleo. Vamos lá?

O que é viscosidade do óleo?

A viscosidade pode ser definida como a resistência de um líquido ao escoamento a uma dada temperatura. No nível molecular, a viscosidade é a resistência de um fluxo de moléculas de um líquido ao deslizarem umas sobre as outras. Assim, a viscosidade é inversamente proporcional à fluidez de um óleo.

Portanto, para lubrificantes, se fala em viscosidade cinemática. Esta medida, dada em Stokes (cm². s-1). é a velocidade de escoamento do líquido através de um capilar. Para que tal velocidade possa ser medida, são realizados procedimentos padrão de medição. Nesses padrões, as temperaturas são controladas, uma vez que a viscosidade varia em função da temperatura (em geral, quanto mais quente, mais fluido).

O que é o índice de viscosidade do óleo?

O Índice de viscosidade é um número empírico adimensional que ilustra a variação da viscosidade em função da temperatura. O procedimento para o seu cálculo é oferecido por normas específicas, que descreveremos a seguir. Entretanto, o resultado desse cálculo deve ser comparado com óleos de referência, seguindo uma escala de 0 a 100.

Para ter validade, o índice de viscosidade deve ser calculado a partir da comparação da viscosidade para o mesmo óleo a diferentes temperaturas. Uma vez realizado o cálculo, ele deve ser classificado conforme a norma utilizada para realizar seu cálculo. De modo geral, quanto mais alto o índice de viscosidade, menor é a variação dessa medida às oscilações de temperatura.

Em outras palavras, quanto maior o índice de viscosidade, mais estável é o comportamento do fluido. Isso é uma característica muito desejável, inclusive em fluidos de usinagem, que trabalham sob condições extremas de temperatura.

Também, é possível identificar a natureza dos óleos básicos usados na formulação do lubrificante industrial a partir do valor do índice de viscosidade. Isso é possível graças à padronização das medições desse número.

Qual a importância do indicie de viscosidade para a lubrificação industrial?

O índice de viscosidade é tão importante quanto a própria operação de lubrificação industrial. Esta atividade consiste na inserção de substâncias entre as partes móveis de uma máquina com o objetivo de reduzir o atrito sólido.

Dessa forma, passa a ocorrer um atrito fluido, que reduz muito o desgaste das peças. Além disso, o lubrificante tem as funções de:

  • Minimizar vibrações e ruídos;
  • Regular as trocas de calor;
  • Diminuir a corrosão.

Portanto, uma vez que o índice de viscosidade informa quanto ao desempenho do produto sob determinadas temperaturas, esse valor orienta a sua escolha correta. Além disso, em análise de óleo, o índice de viscosidade é frequentemente utilizado para avaliar a presença de contaminações.

De maneira geral, a redução no índice de viscosidade pode indicar degradação natural ou contaminação cruzada por fluidos combustíveis ou de menor índice de viscosidade, óleos de lavagem ou solventes.

Dessa forma, o valor do índice de viscosidade é uma informação que deve ser fornecida pelo fabricante na embalagem. A forma de representar depende do método adotado pela fábrica para determinar seu valor.

Como é medido o índice de viscosidade?

Os métodos para a medição da viscosidade são oferecidos pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) nas seguintes normas:

  • NBR 10441:2014, que explica sobre a medição da viscosidade cinemática do óleo lubrificante tanto a 40ºC como a 100ºC;
  • NBR 14358:2012 para realizar-se o cálculo do índice de viscosidade propriamente dito.

Alguns laboratórios podem utilizar, também, a ASTM D 445. A propósito, a NBR 14358 é baseada no método ASTM 2270. Nela, constam as tabelas padronizadas com os parâmetros adotados para a realização do ensaio.

Especificamente para produtos derivados de petróleo, é utilizada, ainda, a ISO 2909:2002. Já os padrões de qualidade do óleo a partir de seu índice de viscosidade são tabelados pela SAE (Society of Automotive Engineers) e pela ISO (International Organization for Standardization), da seguinte forma:

Norma SAE J 300

Essa norma classifica o grau de viscosidade para cada lubrificante automotivo em duas medidas, uma a baixa temperatura, que pode ser identificada pela letra W na classificação final, e outra a quente.

Figura 1 – Classificação SAE para viscosidade do óleo lubrificante automotivo em relação à temperatura

norma sae

 

Para a SAE, os óleos podem ser multigrau (multiviscosos) ou monograu (monoviscosos).

Assim, por exemplo, se estiver indicado na embalagem do óleo lubrificante automotivo SAE 10W 30, significa que ele foi classificado conforme a norma SAE J 300 e se trata de um óleo multifuncional. O mesmo óleo tem a classificação de API GL-4 no sistema API.

ISO 3448:1992 para classificação de viscosidade do óleo industrial

A classificação ISO define 18 graus de viscosidade a 40ºC, que é a temperatura usual da aplicação dos óleos e lubrificantes líquidos industriais.

TABELA 1 – Classificação ISO 3448 para viscosidade

ISO GRAU DE VISCOSIDADE

LIMITES DA VISCOSIDADE CINEMÁTICA

ISO GRAU DE VISCOSIDADE

LIMITES DA VISCOSIDADE CINEMÁTICA

 

MÍN.

MÉDIA

MÁX

 

MÍN.

MÉDIA

MÁX

ISO VG 2

1,98

2,2

2,42

ISO VG 68

61,2

68

74,8

ISO VG 3

2,88

3,2

3,52

ISO VG 100

90

100

110

ISO VG 5

4,14

4,6

5,06

ISO VG 150

135

150

165

ISO VG 7

6,12

6,8

7,48

ISO VG 220

198

220

242

ISO VG 10

10

10

11

ISO VG 320

288

320

352

ISO VG 15

13,5

15

16,5

ISO VG 460

414

460

506

ISO VG 22

19,8

22

24,2

ISO VG 680

612

680

748

ISO VG 32

28,8

32

35,2

ISO VG 1000

900

1000

1000

ISO VG 46

41,4

46

50,6

ISO VG 1500

1350

1500

1650

Ou seja, tanto a viscosidade como o índice de viscosidade ideal depende da máquina e da operação em questão. Essa informação costuma estar disponível no manual de instruções do equipamento.

Portanto, o índice de viscosidade é um número fundamental para avaliar tanto a qualidade quanto à adequação de um lubrificante a dada função. Quer saber mais sobre fluidos lubrificantes? Então leia o artigo 7 fatores na compra de óleo lubrificante industrial que você deve analisar