Trabalho de lubrificantes

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  • Olá Natália, poderia me dizer o título desse trabalho e o autor, pf, pois eu gostaria de usá-lo como referência no meu trabalho de tutroria. Obg
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Trabalho de lubrificantes

  1. 1. 7 1- INTRODUÇÃO......................................................................................................9 1.1- Historia dos Óleos e Lubrificantes..................................................................9 1.3- Função do lubrificante..................................................................................11 1.4- PROCESSO DE PRODUÇÃO DE LUBRIFICANTES ..................................12 1.5- TIPOS DE LUBRIFICATES..........................................................................14 1.5.1- Óleos Minerais..........................................................................................14 1.5.1.1- Óleo mineral de base parafinico.........................................................15 1.5.1.2- Óleo mineral de base naftenico:.........................................................15 1.5.1.3- Óleo mineral de base misto:...............................................................15 1.5.2- Óleos Sintéticos:.......................................................................................15 1.5.2.1- Hidrocarbonetos sintéticos:................................................................ 15 1.5.2.2- Poliolesteres.......................................................................................16 1.5.2.3- Diesteres ............................................................................................16 1.5.2.4- Oleos de silicone ................................................................................16 1.5.2.5- Perfluorados.......................................................................................16 1.5.3- Óleos semissintéticos...............................................................................16 1.5.4- Os oleos hidráulicos .................................................................................17 1.6- ADITIVOS ....................................................................................................17 1.6.1- Antioxidantes ............................................................................................17 1.6.2- Detergentes e Dispersantes .....................................................................17 1.6.3- Anticorrosivos ...........................................................................................17 1.6.4- Antiespumantes........................................................................................18 1.6.5- Rebaixadores de ponto de fluidez ............................................................18 1.6.6- Melhoradores de índice de viscosidade....................................................18 1.7- Classificação dos óleos lubrificantes .............................................................18 1.7.1- Classificação dos óleos quanto à viscosidade..........................................19 1.7.2- Desempenho dos óleos – Classificação API ............................................20 1.8- OLEO LUBRIFICANTE USADOS OU CONTAMINADOS (OLUC) ..............22 1.9- Logística da produção e da comercialização dos óleos lubrificantes no Brasil 22 1.9.1- LOGÍSTICA REVERSA ............................................................................24 1.9.1.1- Cadeia reversa ...................................................................................24 1.9.1.2- Gestão da qualidade e fluxo reverso..................................................25
  2. 2. 8 1.10- LEGISLAÇÃO........................................................................................26 1.10.1- Legislação referente à rerrefino..............................................................29 2- PORQUE ANALISAR ÓLEOS LUBRIFICANTES USADOS............................30 3- CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES31 3.1- A Viscosidade .................................................................................................32 3.1.1- Importância da Viscosidade......................................................................33 3.1.2- Velocidade................................................................................................34 3.1.3- Pressão ....................................................................................................34 3.1.4- Temperatura .............................................................................................35 3.1.5- Folgas.......................................................................................................35 3.1.6- Acabamento .............................................................................................35 3.1.7- Índice de Viscosidade...............................................................................36 3.2- PONTOS DE FULGOR E PONTO DE COMBUSTÃO....................................38 3.3- ÁGUAS POR DESTILAÇÃO...........................................................................40 3.4- NÚMEROS DE NEUTRALIZAÇÃO.................................................................41 3.5- Colorimétrico – ASTM D-974 ..........................................................................41 3.6- Potenciométrico – ASTM D-664, D-2896 e D-4739. .......................................42 3.7- RESÍDUOS DE CARBONO ............................................................................44 3.8- ANÁLISE ESPECTROGRÁFICA ...................................................................45 4- RERREFINO.......................................................................................................46 4.1- Processo do Rerrefino ...................................................................................48 4.1.1- Processo Ácido – Argila com ―Termocraqueamento‖ ...............................49 4.1.2- Processo Evaporador de Filme (Wiped film evaporator) ..........................53 4.1.2.1- Desidratação .....................................................................................53 4.1.2.2- Destilação..........................................................................................53 4.1.2.3- O que é a destilação flash?................................................................54 4.1.2.4- Desasfaltamento ................................................................................56 4.1.2.5- Sulfonação .........................................................................................56 4.1.2.6- Neutralização e Clarificação...............................................................57 4.1.2.7- Filtração..............................................................................................58 4.1.3- Rerrefino com Desasfaltação a Propano ..................................................59 5- CONCLUSÃO.....................................................................................................64 6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................66
  3. 3. 9 1- INTRODUÇÃO 1.1- Historia dos Óleos e Lubrificantes Cedo na sua história o homem descobriu a importância da lubrificação, ao perceber que o uso de gordura animal ou azeites vegetais facilitava o carregamento de grandes pesos ou reduzia o atrito dos eixos das charretes. Após séculos sem grandes avanços, isto finalmente começou a mudar com o primeiro poço furado, em 1859, em Oil Creek – Pennysilvania, por Edwin L. Drake, que deu início à história moderna da Indústria do Petróleo. Apesar de o petróleo já ser conhecido e utilizado em diversos lugares do planeta, foi a partir dessa perfuração que começou um grande período de desenvolvimento tecnológico e um grande boom de petróleo na região e no mundo, primeiro usando- se o petróleo para iluminação e aquecimento e, posteriormente, desenvolvendo-se novas aplicações para o produto. Após este descobrimento, outros centros também aproveitaram seus recursos, dando início a uma nova indústria, a Indústria do Petróleo. Com o desenvolvimento da indústria automotiva, novas necessidades surgiram. Os primeiros carros utilizavam subprodutos lubrificantes, resultado de um refino primário, obtidos do petróleo cru refinado para fabricar o combustível, para lubrificar as partes metálicas deslizantes e rotativas dos primeiros motores de combustão interna. Inicialmente cada projetista tinha sua própria especificação, tanto para o combustível quanto para o lubrificante; porém, à medida que aumentou o número de automóveis, ficou evidente a necessidade de padronizar alguns componentes, nascendo assim a Indústria de Autopeças e os Fabricantes de Combustíveis e Lubrificantes, em particular, que logo tiveram uma demanda global dos seus produtos.
  4. 4. 10 No início da década de 1930, as montadoras identificaram a necessidade de determinar padrões de desempenho de lubrificantes e combustíveis, de forma a poder comercializar seus veículos em qualquer lugar do mundo, sem grandes modificações ou ajustes. Partindo daqueles primeiros lubrificantes à base de petróleo, um longo caminho foi percorrido até os dias de hoje, em que processos altamente sofisticados melhoraram os atributos dos lubrificantes para satisfazer as severas exigências ambientais dos dias de hoje. O futuro com certeza pode afirmar que depara com lubrificantes com maior grau de pureza, baixa volatilidade e uma maior vida úteis. Neste cenário, e frente aos novos requisitos ambientais, é provável que a tecnologia GTL ocupe uma posição de grande importância na fabricação de óleos básicos, nos próximos anos, fornecendo produtos de altíssima pureza, excelente desempenho e de reduzido impacto ambiental. Entretanto a disponibilidade de gás natural é que vai determinar o futuro dessa tecnologia. Assim a qualidade dos óleos básicos continuará a evoluir para satisfazer cada dia mais as necessidades do exigente consumidor do século XXI. 1.2- O QUE É LUBRIFICANTE São derivados de petróleo que constituem a matéria-prima principal utilizada para a fabricação de óleos lubrificantes acabados, utilizados em veículos e máquinas industriais com o objetivo principal de evitar a danificação da parte mecânica destes equipamentos ocasionada por atritos, corrosões e mudanças bruscas nas temperaturas internas e externas, além de desgastes causados por elementos naturais como o oxigênio. Os métodos de refino de petróleo não permitem a obtenção direta de todos os tipos de óleos lubrificantes que o mercado necessita, mas apenas poucas funções
  5. 5. 11 básicas. Estes, misturados entre si em diversas proporções e outras substâncias chamadas aditivas fornecem uma grande variedade de produtos para atender diversas aplicações. Com a evolução dos lubrificantes, estes passaram a acumular novas funções como proteção contra erosão, auxílio às vedações, transferência de calor, retirada de produtos indesejáveis do sistema, etc... 1.3- Função do lubrificante Sua função é a formação de uma película que impede o contato direto entre duas superfícies que se movem relativamente entre si, reduzindo o atrito e evitando o desgaste dos corpos, prolongando a vida útil dos mesmos. Com a evolução dos lubrificantes, estes passaram a acumular novas funções como: - Proteção contra a corrosão: A corrosão e o desgaste podem resultar na remoção de metais do motor, por isso a importância dos aditivos anti-corrosivo e anti- desgaste. - Vedação: O lubrificante ao mesmo tempo em que lubrifica e refrigera, também age como agente de vedação, impedindo a saída de lubrificante e a entrada de contaminantes externos ao compartimento. - Limpar e manter limpo: Em motores de combustão interna especialmente, uma das principais funções do lubrificante é retirar as partículas resultantes do processo de combustão e manter estas partículas em suspensão no óleo, evitando que se depositem no fundo do cárter e provoquem incrustações. - Refrigeração: O lubrificante representa um meio de transferência de calor, "roubando" calor gerado por contato entre superfícies em movimento relativo. Nos
  6. 6. 12 motores de combustão interna, o calor é transferido para o óleo através de contatos com vários componentes, e então, para o sistema de arrefecimento de óleo. Somando a essas funções, os lubrificantes também auxiliam nas partidas em baixas temperaturas dos motores, amortece choques e impactos, auxiliam na economia de combustível, além de possuir ação higroscópica, ou seja, tem a capacidade de incorporar a água que por ventura apareça nos componentes, evitando assim a oxidação. Os óleos lubrificantes veem ao longo do tempo sofrendo diversas modificações quanto sua composição, procurando atender as especificações dos motores e caixas de transmissão automotivos que evoluíram nas últimas décadas. Com isso, a adição de elementos que melhorem suas características, além da matéria-prima utilizada, é de extrema importância para garantir a qualidade dos lubrificantes. 1.4- PROCESSO DE PRODUÇÃO DE LUBRIFICANTES A matéria-prima do óleo básico mineral é o petróleo cru. Este passa por vários processos de refino, nos quais componentes indesejáveis como parafina, enxofre ou nitrogênio são retirados. Nesse processo, moléculas de hidrocarbonetos não saturadas são eliminadas ou convertidas em moléculas mais estáveis.
  7. 7. 13 Figura 1: Processo Simplificado de Produção de Óleos Básicos. Fonte: http://www.lubes.com.br/revista/ed05n03.html O óleo cru é primeiro separado através de um processo de destilação a vácuo, em que diversas frações são separadas por faixa de viscosidade. As frações que são destinadas à produção de óleos básicos são processadas usando diferentes combinações dos procedimentos que seguem: Rota solvente: Este processo tem como objetivo separar os hidrocarbonetos saturados dos não saturados, e é usado pela maior parte dos produtores de básicos parafínicos, obtendo-se, como resultado, básicos do Grupo I. O processo tem duas etapas: a remoção dos aromáticos pela extração solvente, com o objetivo de melhorar o índice de viscosidade, e a desparafinização por solvente, que procura evitar a cristalização do produto, a baixa temperatura reduzindo o ponto de congelamento. Hidrotratamento: Converte parte dos hidrocarbonetos não saturados para saturados com o objetivo de melhorar o rendimento antes da extração por solvente. Esse processo retira grande quantidade de compostos de enxofre e de nitrogênio. Consiste na adição de hidrogênio ao óleo básico em
  8. 8. 14 condições de alta pressão e temperatura na presença de um catalisador. Como resultado, o procedimento elimina impurezas, geram moléculas estáveis, melhora a cor e aumenta a vida útil do óleo básico. Hidrocraqueamento: É um processo sofisticado no qual as moléculas da matéria-prima reagem para formar novos compostos de hidrocarbonetos saturados. O rendimento das moléculas saturadas e muito maior que o alcançado com hidrotratamento e extração por solvente. O processo consiste na passagem da base por um leito com catalisador em condições de alta pressão e temperatura. Dessa forma, as moléculas são quebradas e reagrupadas em compostos mais estáveis. Simultaneamente o enxofre e o nitrogênio são removidos quase na sua totalidade. Parte dos compostos aromáticos formados tem alto índice de viscosidade e baixo ponto de fluidez. Hidroisomerização: Quando usado em conjunto com hidrocraqueamento, transforma as moléculas da matéria-prima em moléculas de hidrocarboneto altamente estáveis. Esse processo acontece em condições de alta pressão e temperatura na presença de um catalisador adequado. Como resultado, se obtém um óleo básico de altíssima qualidade. Hidroacabamento: É um processo que elimina compostos de nitrogênio e enxofre, melhora a cor da base e sua estabilidade térmica e à oxidação. Ë usada nas mais modernas plantas de produção de óleos básicos como a fase final do processo. Utilizando catalisadores especiais e altíssimas pressões, converte impurezas remanescentes em compostos estáveis e retira os restos de nitrogênio e enxofre. 1.5- TIPOS DE LUBRIFICATES 1.5.1- Óleos Minerais: São usados como lubrificantes com uma adequada viscosidade, originados de petróleos crus e beneficiados através de refinação. As propriedades e qualidades destes lubrificantes dependem da proveniência e da viscosidade do petróleo cru.
  9. 9. 15 Quando falamos em óleos minerais temos de distinguir três tipos: 1.5.1.1- Óleo mineral de base parafinico: O nome ―Parafina‖, de origem Latim, indica que estas ligas químicas são relativamente estáveis e resistentes e não podem ser modificadas facilmente com influencias químicas. Sendo assim as parafinas tende a não oxidar em temperaturas ambientes ou levemente elevadas. Nos lubrificantes eles são parte preciosos e resistentes, que não ―envelhecem‖ ou somente oxidam de forma lenta. Contem em sua composição química hidrocarbonetos de parafina em maior proporção, demonstra uma densidade menor e menos sensível a alteração de viscosidade/temperatura. A grande desvantagem e seu comportamento em temperaturas baixas: as parafinas tendem a sedimentar-se. 1.5.1.2- Óleo mineral de base naftenico: Enquanto os hidrocarbonetos parafinico formam em sua estrutura molecular, correntes, os naftenicos formam em sua maioria ciclos. Os naftenicos em geral são usados, quando necessitamos produzir lubrificantes para baixas temperaturas. Desvantagem dos naftenicos e sua incompatibilidade com materiais sintéticos e elastômeros. 1.5.1.3- Óleo mineral de base misto: Para atender as características de lubrificantes conforme necessidade e campo de aplicação a maioria dos óleos minerais e misturada com base naftenico ou parafinico em quantidades variados. 1.5.2- Óleos Sintéticos: São, ao contrario dos óleos minerais, produzidos artificialmente. Eles possuem, na maioria das vezes, um bom comportamento de viscosidade-temperatura com pouca tendência de coqueificacao em temperaturas elevadas, baixo ponto de solidificação em baixas temperaturas, alta resistência contra temperatura e influencias químicas. Quando falamos em óleos sintéticos temos de distinguir cinco tipos diferentes: 1.5.2.1- Hidrocarbonetos sintéticos: Entre os hidrocarbonetos sintéticos destacam- se hoje com maior importância de um lado os polialfaoleofinas (PAO) e os óleos hidro- craqueados. Estes óleos são fabricados a partir de oleos minerais, porem leva um processo de sinterização, o qual elimina os radicais livres e impurezas, deixando-os assim mais estável a oxidação. Também se consegue através desde processo um comportamento excelente em relação à viscosidade-temperatura. Estes hidrocarbonetos semissintéticos atingem IV (Índices de Viscosidade) ate 150.
  10. 10. 16 1.5.2.2- Poliolesteres: Para a fabricação de lubrificantes especiais, fluidos de freios, oleos hidráulicos e fluidos de corte, os poli-alquileno-glicois, miscível ou nao-miscivel em água tem hoje cada vez mais importância. 1.5.2.3- Diesteres: São ligações entre ácidos e alcoóis através da perda de água. Certos grupos formam oleos de Ester que são usados para a lubrificação e, também, fabricação de graxas lubrificantes. Os diesteres estão hoje aplicados em grande escala em todas as turbinas da aviação civil por resistir melhor a altas e baixas temperaturas e rotações elevadíssimas. Eles têm o maior consumo mundial. 1.5.2.4- Oleos de silicone: Os silicones destacam-se pela altíssima resistência contra temperaturas baixas, altas e envelhecimento, como também pelo seu comportamento favorável quanto ao índice de viscosidade. Para a produção de lubrificantes destacam-se os Fenil- polisiloxanes e Methilpolisiloxanes. Grande importância tem os Fluorsilicones na elaboração de lubrificantes resistentes a influencia de produtos químicos, tais como solventes ácidos etc. Poliésteres. 1.5.2.5- Perfluorados: Oleos de flúor- e fluorclorocarbonos tem uma estabilidade extraordinária contra influencia química. Eles são quimicamente inertes, porem em temperaturas acima de 260°C eles tende a craquear e liberar vapores tóxicos. 1.5.3- Óleos semissintéticos: Os oleos semissintéticos ou de base sintética, empregam mistura em proporções variáveis de básicos minerais e sintéticos, buscando reunir as melhores propriedades de cada tipo, associando a otimização de custo, uma vez que as matérias-primas sintéticas possuem custo muito elevado. Esse tipo e recomendado para motores mais potentes que trabalham em altas rotações. Mas, nada impede seu uso em motores menos potentes. Provoca menos carbonização interna e contribui para amenizar o atrito entre as pecas internas do motor, principalmente durante a partida, quando a maior parte do óleo encontra-se em repouso no Carter – reservatório do óleo. Ele também e do tipo multiviscoso.
  11. 11. 17 1.5.4- Os oleos hidráulicos: onde sua principal função na indústria e de movimentar equipamentos ou ferramentas em linhas de processos. Em geral são sistemas centralizados ou individuais que movem ou transportam produtos na fabrica. Nas indústrias alimentícias, sistemas hidráulicos levantam, empurram, espremem ou dão forma aos ingredientes ou produtos. Os sistemas com óleo hidráulico muitas vezes estão sendo usados em casos de alta carga. A função do fluido hidráulico e a transmissão de forca e a lubrificação das pecas internas do sistema como, por exemplo, bombas de engrenagens ou cilindros. A maior parte dos oleos hidráulicos e produzida com oleos minerais devido ao custo. 1.6- ADITIVOS A utilização de aditivos nos óleos lubrificantes melhora suas características e contribuem para que estes atinjam as exigências de trabalho, proporcionando bom funcionamento dos equipamentos e longa vida. Melhoras no ponto de fulgor, congelamento, viscosidade, fluidez, etc, são essenciais para aguentar os esforços e condições severas dos motores automotivos cada vez mais potentes, transmissões mecânicas e automáticas. Entre os principais aditivos estão: 1.6.1- Antioxidantes: retardar a oxidação dos óleos lubrificantes, que tendem a sofrer esse tipo de deterioração quando em contato com o ar, mesmo dentro do motor. 1.6.2- Detergentes e Dispersantes: impedir a formação de depósitos de produtos de combustão e oxidação, mantendo-os em suspensão no próprio óleo e permitindo que sejam retirados pelos filtros ou na troca do lubrificante. 1.6.3- Anticorrosivos: neutralizar os ácidos que se formam durante a oxidação e que provocam a corrosão de superfícies metálicas
  12. 12. 18 1.6.4- Antiespumantes: minimizar a formação de espumas que tendem a se formar devido à agitação dos óleos lubrificantes e prejudicam a eficiência do produto. 1.6.5- Rebaixadores de ponto de fluidez: impedir que os óleos ―engrossem‖ ou congelem, mantendo sua fluidez sob-baixas temperaturas. 1.6.6- Melhoradores de índice de viscosidade: reduzir a tendência de variação da viscosidade com a variação de temperatura. 1.7- Classificação dos óleos lubrificantes Os lubrificantes foram classificados por órgãos internacionais e montadoras de acordo com sua viscosidade e com sua aplicabilidade. As três entidades, SAE (Society of Automotive Engineers), API (American Petroleum Institute) e ASTM (American Society for Testing and Materials), constituíram um grupo de trabalho para desenvolverem em conjunto, em função das necessidades da indústria automobilística, novas especificações, acompanhamento do desempenho, atualização e criação de novos métodos de análises (Figura 2). Figura 2: Distribuição de tarefas de cada unidade. Ilustra a relação entre a SAE, API, e ASTM no desenvolvimento de novos produtos. Fonte:www.peamb.eng.uerj.br/trabalhosconclusao/2006/JairoGuimaraespeamb2006
  13. 13. 19 1.7.1- Classificação dos óleos quanto à viscosidade Os óleos para motores de combustão interna seguem a classificação de viscosidade SAE J300 (Tabela 1) Baseia-se única e exclusivamente na viscosidade, não levando em consideração quaisquer outros pré-requisitos que o lubrificante deva desempenhar. Na classificação SAE são estipuladas várias faixas de viscosidade, seguido ou não da letra W, inicial de winter (inverno), nesses casos a viscosidade é realizada à baixa temperatura. Um óleo muiltigrau é todo lubrificante cuja viscosidade se encaixa em três faixas de temperatura. Exemplo: um óleo 20W/40. Significa que a -15o C a viscosidade é no máximo 9500 cP , a100o C varia de 12,5 cSt a <16,3 cSt e em alto grau de cisalhamento ( 106 s-1 ) e a 150o C é 3,7 cP mínimo. Comparando os óleos multigrau aos óleos monograu, há alguns pontos favoráveis no uso dos primeiros, tanto em motores do ciclo Otto como no ciclo Diesel. O uso dos óleos classificados como multigrau resulta em economia de combustível, menor consumo de lubrificantes e durabilidade maior dos motores. Estudos de campo realizados em frota de veículos indicam economias de combustível de 1% a 8% envolvendo ônibus urbano, automóveis e caminhões, usando óleos SAE 30 e SAE 40 em relação a óleos SAE 10W/30, 15W/30, 20W/40. No mesmo estudo, foram demonstradas reduções de consumo de óleo de 10% a 37%, além de redução de desgaste, em media 30%, dos mancais, cilindros e dos anéis, aumentando a vida útil do motor. Estas vantagens dos óleos multigrau em relação aos monograu são explicadas pelo alto índice de viscosidade dos primeiros, onde a variação de viscosidade com a temperatura é bem menor, mantendo dessa maneira, uma viscosidade adequada do óleo tanto em baixas temperaturas como em altas.
  14. 14. 20 TABELA 1 Classificação de viscosidade SAE para óleo de motor. Fonte: http://pt.scribd.com/doc/9866894/Apostila-de-Fundamentos-de-Lubrificacao. 1.7.2- Desempenho dos óleos – Classificação API O American Petroleum Institute (API) regulamentou em 1947, uma classificação dos óleos para motores, baseada não na viscosidade, mas nas condições operacionais. O desempenho é medido nos testes de bancada, denominados sequencia de teste, em motores padrões operando sob condições que simulam a realidade da operação, seguidos por testes de campo. Foram estabelecidos os tipos: - Regular – sem qualquer aditivo. - Premium – com pequenas quantidades de aditivos antioxidantes e antidesgaste.
  15. 15. 21 -Heavy Duty (HD) – com aditivo dispersante-detergente, indicado para motores a gasolina e diesel. Com a evolução na construção dos motores, o API desenvolveu vários sistemas, até que em l969, chegou à conclusão de que eram necessários meios mais efetivos para comunicar aos fabricantes de motores, de veículos e aos usuários, o nível de desempenho do óleo e a classificação de serviço. Daí em diante, passou a classificar o desempenho dos óleos para motor conforme os serviços API da série S(seguido de outra letra em ordem alfabética) para óleos de ciclo Otto e os serviços API da série C (seguido de outras letras em ordem alfabética) para óleos de ciclo Diesel. A letra S significa Service, isto é, trata-se de óleos encontrados em postos de gasolina e outros pontos de vendas. A letra C significa Comercial, isto é, trata-se de óleos comercializados junto a frotas. A classificação API atual para óleos lubrificantes utilizados em motores é: - Gasolina - SA; SB; SC; SD (obsoletos); SE; SF; SG; SH; SJ; SL e SM. - Diesel - CA; CB (obsoletos); CC; CD; CE; CF-4; CG-4; CH-4; e CI-4. Os óleos, tanto para o ciclo Otto como para o ciclo Diesel, foram evoluindo em função das necessidades requeridas para os novos motores. A cada letra que se sucede, maior as exigências no desempenho de alguns testes de bancada e inclusão de novos ensaios. Os lubrificantes desenvolvidos para o serviço API, SM e API, CI-4 são os mais atualizados e substituem todos os anteriores. Estas especificações passaram a vigorar a partir de 2004. Muitas vezes um mesmo lubrificante é adequado tanto para ser usado no ciclo Otto como para o ciclo Diesel e deve ser gravado na embalagem, por exemplo, Serviço API SH/CG-4.
  16. 16. 22 1.8- OLEO LUBRIFICANTE USADOS OU CONTAMINADOS (OLUC) Com o uso normal ou como consequência de problemas ou acidentes, o óleo lubrificante sofre deterioração ou contaminação, perdendo suas propriedades ótimas e não servindo mais para a finalidade para a qual foi elaborado, exigindo sua substituição para garantir a integridade e o bom funcionamento do motor ou equipamento. Aquele produto essencial, depois de retirado do motor ou equipamento, passa a ser um resíduo perigoso chamado óleo lubrificante usado ou contaminado, conhecido popularmente como ―óleo queimado‖ (denominação que não é correta e deve ser evitada). Apesar de ser um resíduo, o óleo lubrificante usado ou contaminado não pode ser considerado ―lixo‖ de forma Já foi mencionado que o óleo lubrificante básico — aquela matéria-prima nobre que serve para fazer lubrificantes novos — existe apenas em pequena quantidade no petróleo e grande parte do que o país necessita para seu consumo tem que ser importada. Acontece que o óleo lubrificante usado ou contaminado contém em si cerca de 80% a 85% de óleo lubrificante básico. Vários processos tecnológicos chamados de ―rerrefino‖ são capazes de extrair desse resíduo, essa importante matéria-prima com a mesma qualidade do produto de primeiro refino, atendendo as especificações técnicas estabelecidas pela ANP. 1.9- Logística da produção e da comercialização dos óleos lubrificantes no Brasil
  17. 17. 23 Os óleos básicos oriundos das refinarias de petróleo e das rerrefinadoras são encaminhados às empresas que promovem a sua aditivação, dando origem aos óleos lubrificantes acabados. Daí os produtos seguem para a rede de comercialização constituída por postos de combustíveis, supermercados e lojas especializadas, que promovem uma distribuição bastante pulverizada para os setores consumidores (sendo estes últimos também denominados ―geradores de Oluc‖). Quando acabar a vida útil do óleo lubrificante e, portanto, vindo a se constituir em um resíduo pela legislação vigente, o Oluc deverá ser TODO COLETADO e repassado ao setor de rerrefino como matéria-prima, retornando, posteriormente, ao processo de produção de óleo acabado. Isso objetiva evitar o descarte em redes de águas pluviais e outras formas de destinação inadequadas. No Brasil, as maiorias dos óleos automotivos são geralmente trocados em oficinas e postos de serviços e, posteriormente, coletados por empresas rerrefinadoras cadastradas na ANP – antigo Departamento Nacional de Combustíveis (DNC), conforme exigência das Portarias nos 125, 127 e 128 daquela agência. Todavia, têm-se informações da existência de desvios nesse ciclo que direcionam o Oluc para a queima como combustível em fornos, principalmente de olarias e em caldeiras. Cabe ressaltar que o uso de Oluc para incineração está proibido pela Resolução CONAMA nº 362/2005, em seu artigo 13. Também figuram como usos indevidos a lubrificação de correntes de motosserras, a pintura de mourões e o uso no combate a berne em animais no campo. A Figura 3 apresenta a logística da produção/importação, comercialização e reciclagem dos óleos lubrificantes.
  18. 18. 24 Figura 3: Diagrama da comercialização de óleos lubrificantes no Brasil. Fonte: http://www.sindirrefino.org.br 1.9.1- LOGÍSTICA REVERSA A logística reversa surgiu em decorrência da oportunidade e da necessidade de encontrar meios de reutilizar produtos sem impactar o ambiente e obter lucro. Mostra a logística reversa como sendo o retorno de produtos por meio da reciclagem, substituição de matérias, disposição dos resíduos, reforma e reparação dos bens retornados com a condição de agregar valor e retorno financeiro, direcionada a atender os princípios da sustentabilidade ambiental. 1.9.1.1- Cadeia reversa A qualidade de uma cadeia reversa exige uma atenção maior dentro de um contexto global, devido à preocupação em não degradar o meio ambiente. Por isso se buscam melhorias contínuas nas etapas da cadeia quais sejam, a coleta, o transporte, o beneficiamento do produto, o retorno ao consumidor e a disposição dos resíduos.
  19. 19. 25 Sendo identificada como o início do processo reverso, a etapa de coleta possui fatores técnicos que auxiliam e padronizam a seleção e o tratamento dos bens. Em conjunto com a coleta, o transporte tem grande influência no retorno dos bens, pois possui a importância de dinamizar e diversificar o processo de tratamento dos produtos. O beneficiamento é a etapa mais complexa, já que necessita de análises profundas, como a detecção do tipo e da quantidade de contaminantes orgânicos. Para o bom funcionamento dessa etapa são necessárias melhorias desde a coleta do produto, pois se for realizada de forma errônea poderá haver problemas no momento de separação das impurezas. Figura 4: Fluxograma de Logística Reversa. Fonte: www.sindirrefino.org.br 1.9.1.2- Gestão da qualidade e fluxo reverso A gestão da qualidade ligada ao fluxo reverso mostra a importância da redução do desperdício e a otimização dos processos para a obtenção de um maior retorno de valor. Cada fase do fluxo reverso deve ser analisada tendo como meta a excelência da sua capacidade e, consequentemente, o aumento de sua competitividade
  20. 20. 26 empresarial. A gestão focalizada na qualidade de cada etapa do fluxo reverso reflete na diminuição de perdas e aumento da excelência produtiva. O resultado é expresso no final da cadeia reversa, onde se pode observar o retorno em valores do investimento. O vínculo mais forte entre gestão de qualidade e fluxo reverso é contemplado pelas normas ISO (International Organization for Standardization). 1.10- LEGISLAÇÃO Como consequência da dupla importância ambiental/econômica, a gestão do óleo lubrificante usado ou contaminado interessa à estrutura estatal ligada à gestão ambiental (SISNAMA) e também à administração dos recursos petrolíferos e da correspondente indústria (MME/ANP). Logo, além da natural complexidade de coordenar as ações dos órgãos federais, estaduais e municipais inerente à gestão ambiental, o contexto do óleo lubrificante usado ou contaminado requer, adicionalmente, a absorção das regras e competências dos órgãos reguladores das atividades econômicas ligadas ao petróleo. Apesar dessa dificuldade, foi possível criar um sistema harmônico e claro para a gestão desse resíduo perigoso, que estabelece uma conceituação comum e, principalmente, gera a necessidade de ação coordenada entre as competências limítrofes. Todo esse sistema está assentado na máxima estabelecida no art. 3º da Resolução CONAMA nº 362/2005: “Art. 3º Todo o óleo lubrificante usado ou contaminado coletado deverá ser destinado à reciclagem por meio do processo de rerrefino.”
  21. 21. 27 O próprio artigo estabelece as três únicas exceções à regra geral. Na exceção tratada no parágrafo primeiro, o encaminhamento do OLUC para outro processo de reciclagem exigirá que este tenha comprovada eficácia ambiental equivalente ou superior ao rerrefino, de forma qualitativa (obtenção de óleo básico que atenda as especificações da ANP) e quantitativa (rendimento em massa de igual ou superior a 70%), a ser aferida pelo órgão ambiental competente. A exceção expressa no parágrafo segundo permite aos geradores industriais o processamento do óleo lubrificante usado ou contaminado, por si ou por terceiros, para a fabricação de produtos, exceto combustíveis, a serem consumidos exclusivamente pelos próprios geradores, sendo expressamente vedada a comercialização de tais produtos. Finalmente, a terceira exceção decorre da inviabilidade técnica de envio de óleo lubrificante usado ou contaminado ao rerrefino (§ 3º do art. 3º), hipótese praticamente inexistente já que a rede de coleta abrange 90% dos municípios brasileiros. Cabe destacar ainda que, como decorrência da máxima orientadora do sistema, outras duas regras expressas na Resolução CONAMA nº 362/2005 devem sempre ser lembradas e observadas no licenciamento de atividades em que sejam gerados óleos lubrificantes usados ou contaminados, inclusive no que tange à exceção do § 2º do art. 3º: Art. 12. Ficam proibidos quaisquer descartes de óleos usados ou contaminados em solos, subsolos, nas águas interiores, no mar territorial, na zona econômica exclusiva e nos sistemas de esgoto ou evacuação de águas residuais. Art. 13. Para fins desta Resolução, não se entende a combustão ou incineração de óleo lubrificante usado ou contaminado como formas de reciclagem ou de destinação adequada.
  22. 22. 28 A coleta, conforme Resolução CONAMA nº 362/2005, é uma atividade que compreende as etapas de recolhimento, transporte, armazenamento temporário e entrega à destinação, ambientalmente adequada, de óleos lubrificantes usados ou contaminados. Embora reconhecida e agraciada com regulamentação própria dentro do contexto da indústria do petróleo há mais de 20 (vinte) anos, foi somente com a Resolução CONAMA nº 362/2005 que a atividade da coleta ingressou na esfera de interesse específico do licenciamento ambiental. Evidentemente, antes desse marco legal os órgãos ambientais, no exercício de suas funções e competências, realizavam o licenciamento dos coletores existentes, mas o faziam de forma compartimentada, geralmente mediante a expedição de uma licença para a unidade de armazenamento e, em alguns casos, outra destinada ao acobertando da etapa de transporte como se fosse de resíduos e produtos perigosos ou de fontes móveis. Tal procedimento, ainda que perfeitamente justificável e adequado àquele contexto, não pode perdurar indefinidamente após a edição da Resolução nº362/2005, não só em função da exigência formal do regulamento, mas principalmente em decorrência de uma necessária evolução conceitual. Com efeito, o Conselho Nacional de Política Fazendária - CONFAZ, já considerando a legislação ambiental então vigente (Resolução CONAMA nº09/1993), definiu através do Convênio ICMS nº 38/2000 que "na coleta e transporte de óleo lubrificante usado ou contaminado realizada por estabelecimento coletor, cadastrado e autorizado pela Agência Nacional de Petróleo - ANP, com destino a estabelecimento re-refinador ou coletor revendedor, em substituição à Nota Fiscal, modelo 1 ou 1-A, será emitido pelo coletor de óleo lubrificante, o Certificado de
  23. 23. 29 Coleta de Óleo Usado, previsto no art. 4º, inciso I da Portaria ANP 127, de 30 de julho de 1999". Considerando ainda, que este mesmo Certificado foi adotado pela Resolução CONAMA nº 362/2005 como um dos pilares de sustentação do sistema de fiscalização da destinação adequada do óleo lubrificante e que o mesmo contém todos os dados relevantes para tal intento não parece razoável que o órgão ambiental obrigue o uso de qualquer outro documento de caráter similar de forma paralela. O não cumprimento da Resolução CONAMA acarretará aos infratores sansões previstas na Lei nº 9605 de 12 de fevereiro de 1998 e no Decreto nº 3179, de 22 de setembro de 1999. 1.10.1- Legislação referente à rerrefino A primeira legislação a considerar o rerrefino foi a Resolução do Conselho Nacional de Petróleo (CNP) 6/63. Durante o seu período de vigência -1963/77- a sua contribuição foi de suma importância, pois estabeleceu princípios para a indústria de rerrefino ―aquela que utiliza, no aproveitamento do óleo lubrificante usado, os processos de regeneração, através de destilação, do tratamento químico e da filtragem‖. Atualmente toda a atividade de rerrefino é regida pela Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) no 362 de 23 de junho de 2005 e as Portarias da Agência Nacional de Petróleo (ANP) nos 125/99 a 128/99 e 130/99:
  24. 24. 30 A resolução CONAMA no 362 de 23 de junho de 2005, no seu artigo 1o, estabelece que todo óleo lubrificante usado ou contaminado deva ser recolhido, coletado e ter destinação final, de modo que não afete negativamente o meio ambiente e propicie a máxima recuperação dos constituintes nele contido, na forma prevista nesta Resolução. A resolução ANP no 125 regulamenta a atividade de recolhimento, coleta e destinação final do óleo lubrificante usado ou contaminado. A resolução ANP no 128 estabelece a regulamentação da atividade industrial de rerrefino de óleo lubrificante usado ou contaminado a ser exercida por pessoa jurídica sediada no País, organizada de acordo com as leis brasileiras. A resolução ANP no 130 estabelece o Regulamento Técnico no 005/99, que especifica os óleos lubrificantes básicos rerrefinados. 2- PORQUE ANALISAR ÓLEOS LUBRIFICANTES USADOS A principal razão para se analisar um óleo lubrificante usado, são que através dos resultados obtidos nas análises pode-se determinar se o óleo está ou não em condições de continuar em uso, se está ocorrendo algum tipo de problema relacionado com as partes que estão sendo lubrificadas ou com a operação do veículo. A interpretação da análise de óleos usados depende do conhecimento do tipo de equipamento, da sua condição, estado operacional e do conhecimento do lubrificante utilizado, variando de acordo com cada fabricante de equipamento e de
  25. 25. 31 lubrificante. Abaixo, serão considerados dados gerais de interpretação das principais análises realizadas em óleos lubrificantes usados, que servem apenas para orientação, uma vez que os mesmos nem sempre são conclusivos para condenar ou manter em uso um lubrificante. A interpretação final deve ser feita por técnicos habilitados, que tenham condições de correlacionar os resultados obtidos de cada veículo e sua condição operacional. 3- CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES Para se atingir as características desejadas de um óleo lubrificante, realizam-se análises físico-químicas que permitem fazer uma pré-avaliação de seu desempenho. Algumas destas análises não refletem as condições encontradas na prática, mas são métodos empíricos que fornecem resultados comparativos de grande valia, quando associados aos métodos científicos desenvolvidos em laboratórios. As provas de laboratório são importantes para o controle das operações de fabricação e como índice de uniformidade, porém, a medida final da qualidade e poder de lubrificação são resultados obtidos na prática e nas condições reais de serviço. Na refinação e produção de óleos lubrificantes, devem ser estabelecidos limites de tolerância, cobrindo numerosas propriedades e características, a fim de se obter o grau desejado de normalização dos produtos. Usam-se como limites básicos, várias propriedades físicas e químicas, conhecidas como especificações para óleos lubrificantes. Estas especificações são usualmente determinadas e expressas baseadas em testes padronizados, estabelecidos por órgãos normalizadores como a ASTM (American Society for Testing and Materials), ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), IBP (Instituto Brasileiro do Petróleo), API (American Petroleum Institute), e outras.
  26. 26. 32 3.1- A Viscosidade A viscosidade é uma das propriedades mais importantes dos lubrificantes. A viscosidade está relacionada com o atrito entre as moléculas do fluido, podendo ser definida como a resistência ao escoamento ou a resistência interna oferecida por um fluido (líquido ou gasoso) ao movimento ou ao escoamento. A viscosidade determina a facilidade com que pode ser dada a partida num motor ou trocadas as marchas em tempo frio. É o fator que determina a capacidade de carga que pode ser suportada num mancal, com uma película de óleo separando as partes móveis. A viscosidade afeta diretamente a potência e o calor gerado nos componentes mecânicos, influindo no efeito de vedação entre as folgas das peças e no próprio consumo do motor. A viscosidade não possui relação alguma com o seu peso ou oleosidade. A oleosidade é a propriedade que o lubrificante possui de aderir às superfícies (adesividade) e permanecer coeso (adesividade). Como exemplo, citaremos a água, que não possui oleosidade e os óleos lubrificantes que possuem adesividade e coesividade. Figura 5: Demonstração da Viscosidade dos Lubrificantes. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Fluidos com alta oleosidade têm uma alta viscosidade, como o mel, isto é, eles não escorrem facilmente. Fluidos mais ―finos‖, tais como: as águas fluem facilmente, significando que possuem baixa viscosidade. Os óleos lubrificantes são produzidos em várias viscosidades, podendo-se obter outras intermediárias através da mistura entre os óleos básicos. A viscosidade de um óleo lubrificante varia com a temperatura, sendo inversamente proporcional à mesma. Isto significa que a medida que a temperatura do óleo aumenta, ele se torna menos viscoso. Com a diminuição da temperatura, o óleo torna-se mais espesso, ou mais viscoso. A viscosidade de
  27. 27. 33 óleos de diferentes origens e processos de refinação varia de forma diferente para as mesmas variações de temperatura. Assim sendo, sempre que se referir a um valor que representa a viscosidade de um óleo deve-se referir também à temperatura na qual ela foi medida, pois caso contrário o valor não terá nenhum significado. Existem vários aparelhos para se medir a viscosidade de um óleo, os quais são denominados de VISCOSÍMETROS. Os viscosímetros mais utilizados são os seguintes: Cinemático (utiliza o sistema métrico internacional), Saybolt universal, Redwood (inglês) e Engler (alemão). No método Cinemático, um tubo capilar é abastecido com óleo através de sucção, até um nível marcado. Parando-se de succionálo, o óleo tende a voltar para a posição inicial, passando por uma segunda marca de referência. Anota-se o tempo, em segundos, que o nível do óleo levou para passar pelos dois traços de referência. Para cada faixa de viscosidade dos óleos, é utilizado um tubo capilar com diâmetro especificado e, para cada tubo, é determinado um fator de correção ―C‖ do tubo, para o cálculo da viscosidade em centistokes (cSt): VISCOSIDADE CINEMÁTICA EM CST = C X T Onde: Centistokes = 1 mm²/s T= tempo de escoamento em segundos do óleo no viscosímetro cinemático. 3.1.1- Importância da Viscosidade
  28. 28. 34 Como já foi dito anteriormente, a viscosidade é a principal propriedade física dos óleos lubrificantes, sendo um dos fatores mais importantes na seleção adequada dos mesmos. Sua determinação é influenciada por diversas condições. 3.1.2- Velocidade Quanto maior for à velocidade, menor deve ser a viscosidade e vice-versa. Os óleos de maior viscosidade possuem maiores coeficientes de atrito interno, aumentando a perda de potência, isto é, aumentando a quantidade de força motriz absorvida pelo atrito interno do fluido. 3.1.3- Pressão Figura 6: Esquema relacionado à pressão relacionada à viscosidade do óleo. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Quanto maior for à carga, maior deverá ser a viscosidade, para poder suportá-la e evitar o rompimento da película lubrificante.
  29. 29. 35 3.1.4- Temperatura Como a viscosidade diminui em função do aumento da temperatura, para manter uma película lubrificante adequada, quanto maior for a temperatura, maior deverá ser a viscosidade. 3.1.5- Folgas Figura 7: Esquema de folga relacionado a viscosidade do óleo. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Quanto menores as folgas, menor deverá ser a viscosidade, a fim de que o óleo possa penetrar nelas. 3.1.6- Acabamento Quanto melhor for o grau de acabamento superficial das peças em movimento, menor poderá ser a viscosidade. Verifica-se assim que existem condições inversas, isto é, umas que exigem uma baixa viscosidade e outras, alta viscosidade, que podem ocorrer ao mesmo tempo. Isto torna a determinação da viscosidade um estudo complexo, que deve ser feito por técnicos especializados quando do projeto dos motores, transmissões e outros equipamentos.
  30. 30. 36 3.1.7- Índice de Viscosidade O índice de viscosidade é um valor numérico que indica a variação da viscosidade em relação a variação de temperatura. Os óleos lubrificantes sofrem alterações na sua viscosidade quando submetidos a variação de temperatura. Estas variações podem ser muito diferentes, em função do tipo de óleo lubrificante. O índice de viscosidade (I.V) é a medida padrão estabelecida para medir o grau de variação da viscosidade em função da temperatura. Baseiam-se na comparação com as médias comparativas das variações de dois tipos de óleos que foram estabelecidos como padrões, dando-se ao óleo que mostrou a maior viscosidade quando resfriado e a menor viscosidade na presença de calor, a classificação de zero (óleo aromático). Ao óleo que conservou a maior viscosidade quando aquecido e a menor viscosidade quando submetido ao frio, deu-se a classificação de 100 (óleo parafínico). Todos os óleos teriam, pois, a sua classificação entre 0 e 100 e o que mostrasse o maior índice de viscosidade, indicaria uma variação de temperatura relativamente pequena de viscosidade com uma grande variação de temperatura. Atualmente, temos óleos que ultrapassaram os índices de viscosidades iniciais de 0 a 100 e superam o I.V de 250 e existem métodos de determinação do I.V para estes valores. Conhecendo-se duas viscosidades do óleo em temperaturas diferentes, o índice de viscosidade pode ser calculado através de fórmulas, tabelas e gráficos, publicados pela ASTM, que permitem determinar o I.V com precisão. Apesar do índice de viscosidade de um óleo lubrificante ser basicamente proveniente da natureza do petróleo cru e dos processos de refinação utilizados, pode-se aumentá-lo através do uso de aditivos para esta finalidade (Modificadores de Viscosidade). Os óleos lubrificantes automotivos, geralmente possuem um elevado índice de viscosidade (acima de 100), o que permite uma partida rápida no frio, lubrificação imediata nos pontos mais elevados no motor quando da partida, menor consumo de óleo e lubrificação eficiente em altas temperaturas.
  31. 31. 37 Figura 8: relação da Viscosidade e temperatura. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Índice de Viscosidade: Para uma mesma variação de temperatura, a viscosidade dos óleos para motores SAE 20, 30, 40 e 50 variam muito mais do que a viscosidade do óleo SAE 20W/50. O óleo SAE 20 W/50 possui um índice de viscosidade maior que os outros óleos do gráfico. A análise da viscosidade de um lubrificante permite obter informações importantes a respeito do funcionamento de um motor. A viscosidade pode ser afetada por fatores físicos (contaminantes) e por fatores químicos (oxidação). O aumento da viscosidade de um óleo é causado por oxidação e/ ou contaminação (passagem de gases pelos anéis de segmento, poeira, água entre outros). A diminuição da viscosidade de um óleo indica que houve diluição, causada pela passagem de combustível não queimado para o cárter, ou uma mistura de óleo de menor grau de viscosidade. Em óleos que possuem aditivo modificador de
  32. 32. 38 viscosidade, pode ocorrer uma queda inicial da viscosidade em serviço, devido ao cisalhamento mecânico das moléculas dos polímeros utilizados no aditivo. Quando o aumento da viscosidade é devido a oxidação do óleo, normalmente a acidez também sofre um aumento. De maneira geral, se um lubrificante usado tiver sua viscosidade aumentada em relação ao seu valor original quando em 15%, ou diminuir sua viscosidade em 20% ou para um grau de viscosidade SAE imediatamente inferior, deverá ser trocado de imediato. O aumento ou diminuição da viscosidade podem ser prejudiciais ao motor ou outras partes, pois interferem diretamente no fluxo e na capacidade de manter a película lubrificante nas partes móveis. 3.2- PONTOS DE FULGOR E PONTO DE COMBUSTÃO Ponto de Fulgor é a temperatura na qual o óleo, quando aquecido em aparelho adequado, desprende os primeiros vapores que se inflamam momentaneamente (lampejo) ao contato de uma chama. Este ensaio fornece a indicação do ponto de evaporação de um óleo à pressão atmosférica. Figura 9: Esquema da determinação do ponto de Fulgor. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006.
  33. 33. 39 Continuando-se o aquecimento, depois de atingido o Ponto de Fulgor, quando o óleo ao contato da chama inflama-se em toda a superfície por mais de 5 segundos, tem- se a esta temperatura o Ponto de Combustão ou Inflamação. O Ponto de Combustão de um óleo encontra-se aproximadamente de 20°C A 30°C acima do Ponto de Fulgor. Os óleos para motores necessitam ter um Ponto de Fulgor elevado, para se evitar o risco de incêndio nas altas temperaturas em que trabalham. No caso de óleos usados, o aumento do Ponto de Fulgor significa perda das partes leves por evaporação, enquanto que sua redução indica que houve contaminação por combustível ou outro produto de menor Ponto de Fulgor. O teste do Ponto de Fulgor (Flash Point) é um dos métodos utilizados para se verificar a contaminação por combustível diluído no óleo lubrificante do motor. Figura 10: Aparelho de Ponto de Fulgor. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Quando o valor da temperatura encontrada nesta análise diminui, é sinal de que existe presença de combustível ou de outro produto de menor Ponto de Fulgor. Geralmente, está queda é acompanhada por uma diminuição da viscosidade do óleo. Com o uso, poderá ocorrer o aumento do valor do Ponto de Fulgor, pois o calor gerado pela combustão e pelo atrito tende a evaporar as frações mais leves contidas no óleo lubrificante. Para óleos de motores usados, quando ocorrer uma redução
  34. 34. 40 abrupta no Ponto de Fulgor em relação ao valor inicial, deve-se trocá-lo e verificar no motor as causas mecânicas que geraram isto. Normalmente o limite mínimo do Ponto de Fulgor de óleos usados é de 200°C. 3.3- ÁGUAS POR DESTILAÇÃO A água, quando misturada aos óleos lubrificantes pode provocar a oxidação do óleo, a corrosão das partes lubrificadas, o aumento da viscosidade do óleo, a separação dos aditivos e a formação de espuma. Quando separada, a água provoca um escoamento irregular do óleo e falhas de lubrificação. Para a determinação do teor de água, faz-se uma destilação por arraste com tolueno no óleo usado, de modo que a água e o tolueno evaporem e sejam condensados em um recipiente graduado. Figura 11: Aparelho de determinação do teor de água. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Facilmente pode-se comprovar no campo a contaminação de água em óleos lubrificantes com o teste de crepitação por chapa quente. Aquecendo-se uma chapa
  35. 35. 41 quente, coloca-se uma pequena quantidade de óleo. Se crepitar (estalar) comprova- se a contaminação por água. A água pode ser proveniente, da má estocagem dos óleos, vazamentos no sistema de arrefecimento do motor, contaminação externa, condensação da umidade do ar nas partes internas do motor e do combustível. Nos óleos de motores, a aditivação detergente-dispersante, a tolerância à água é pequena (máximo 0,3% de água em volume). Quando estes óleos são contaminados com água, ficam leitosos, com uma cor marrom claro, havendo separação parcial dos aditivos. 3.4- NÚMEROS DE NEUTRALIZAÇÃO Os óleos lubrificantes usados ou novos podem apresentar características básicas ou ácidas, dependendo de sua origem, processos de refinação, aditivos empregados, deterioração em serviço e contaminações. As características ácidas podem ser devidas a vários tipos de substâncias contidas no óleo, tais como ácidos orgânicos ou inorgânicos, ésteres, resinas ou sais de metais pesados. A característica básica deve-se a bases orgânicas. O teste de Número de Neutralização determina a quantidade e o caráter ácido ou básico de um óleo lubrificante, podendo ser determinado pelos seguintes métodos: 3.5- Colorimétrico – ASTM D-974 O método colorimétrico baseia-se na mudança de coloração de um indicador, sendo pouco preciso para análises de óleos escuros, devido à dificuldade de se observar a mudança de cor do indicador.
  36. 36. 42 Figura 12: Aparelho de Colorimétrico. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. 3.6- Potenciométrico – ASTM D-664, D-2896 e D-4739. Os métodos potenciométricos, mais precisos que o anterior, baseia-se na diferença de potencial gerado quando se colocam dois eletrodos de diferentes materiais na solução que se deseja medir. Esta diferença de potencial pode ser relacionada diretamente ao valor do Ph desta solução, podendo variar de 0 a 14, sendo que de 0 a 7 o produto é ácido, de 7 a 14 o produto é básico e o valor 7 indica produto neutro. De acordo com o caráter ácido ou básico, o valor do número de neutralização pode ser indicado pelas seguintes classificações:  TBN (Total Base Number): É a medida da quantidade de ácido, expressa em miligramas de hidróxido de potássio (KOH), equivalentes ao ácido clorídrico, gasta para neutralizar (até pH=4) todos os componentes básicos presentes em 1 grama de amostra.  TAN (Total Acid Number): É a medida da quantidade de base, expressa em miligramas de hidróxido de potássio, necessária para neutralizar (até pH=11) todos os componentes ácidos presentes em 1 grama de amostra.
  37. 37. 43 Figura 13: Quadro de resultados do teste potenciométrico. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Deve-se notar que os resultados obtidos são sempre expressos em mg KOH/g, independente deter sido usado um ácido ou uma base na titulação. Um óleo mineral puro bem refinado deve apresentar somente uma acidez ou alcalinidade orgânica, o que normalmente é inferior a 0,1 mg de KOH/g. Os óleos que contém aditivos, podem apresentar acidez ou alcalinidade total com valores mais elevados, em função da natureza do aditivo utilizado. Com óleos novos, os resultados do teste de neutralização fornecem um valor para controle de qualidade do produto. Com óleos usados, os resultados podem servir como um guia do estado mecânico do motor e troca do óleo nas condições de operação ou deterioração do produto. O aumento do TAN indica uma contaminação do óleo com produtos ácidos provenientes da combustão ou oxidação do mesmo, sendo que neste caso geralmente ocorre uma evidência paralela que é o aumento da viscosidade do óleo. a ocorrência de corrosão nos mancais de cobre/chumbo dos motores.
  38. 38. 44 O TBN mede a capacidade que o óleo possui de neutralizar as substâncias ácidas presentes. O TBN é uma característica importante do óleo, pois representa a reserva alcalina do mesmo, utilizado para neutralizar os ácidos fortes que se formam durante a combustão ou oxidação do óleo, tais com ácidos derivados do enxofre e nitrogênio. Além disso, está comprovado que o valor do TBN pode influir diretamente no comportamento do motor. Altos valores de TBN podem levar a um menor desgaste dos anéis de segmento, camisas de cilindro, além de menores depósitos de verniz nas partes críticas do motor. Não se pode generalizar acerca dos limites para os quais valores de TBN de um óleo em serviço podem atingir, para decidir com segurança se ele deve permanecer em uso. 3.7- RESÍDUOS DE CARBONO Os produtos derivados de petróleo são misturas complexas de hidrocarbonetos que, quando submetidos à evaporação em altas temperaturas, deixam resíduos carbonosos que podem trazer inconvenientes aos motores de combustão interna e a outros equipamentos. A percentagem de resíduo de carbono de um óleo é determinada através de métodos e aparelhos especiais padronizados (Conradson e Ramsbottom). Estes ensaios consistem basicamente em se fazer evaporar uma pequena amostra de óleo, não permitindo que o mesmo tenha contato direto com o oxigênio para evitar sua combustão.
  39. 39. 45 Figura 14: aparelho de determinação de resíduos de carbono. Fonte: Ronald P. Carreterio, Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. Estes ensaios servem para comparar as tendências de formação de resíduos de carbono dos óleos para motores. Os valores obtidos não devem servir de critério para determinar a qualidade ou desempenho de um óleo lubrificante, quando considerados isoladamente. Isto se deve ao fato de que as condições existentes durante o teste nos aparelhos padronizados, não são repetidas na prática. Alguns fatores como a dosagem de combustível pelo sistema de injeção, condições mecânicas do motor, contaminantes do óleo, entre outros, podem influenciar muito mais na formação de resíduos de carbono do que o valor determinado em teste de laboratório. 3.8- ANÁLISE ESPECTROGRÁFICA A análise espectrográfica dos óleos lubrificantes, realizadas nos aparelhos de emissão espectrográfica ou no especfotômetro de absorção atômica, fornece resultados rápidos e precisos dos contaminantes inorgânicos presentes nas amostras testadas. Além dos elementos contidos nos aditivos do óleo, outros metais como o ferro, cromo, cobre, chumbo, alumínio e silício, são de especial interesse para se avaliar problemas na lubrificação das partes móveis do motor, que
  40. 40. 46 ocasionam o desgaste de determinadas peças, ou problemas provenientes do mau funcionamento do sistema de filtragem de ar. Os valores obtidos de cada elemento nos testes permitem corrigir operações inadequadas do equipamento, ou ainda dados significativos para se elaborar um plano de manutenção preditiva. A interpretação dos resultados obtidos deve ser feita por técnicos capacitados, que tenham conhecimento do tipo de óleo analisado e de sua origem, além dos dados de operação do equipamento, para poderem avaliar corretamente o significado relativo de cada elemento contido na amostra analisada. A determinação dos metais e outros elementos produzidos por desgaste e sua concentração, é a consideração principal neste tipo de análise. Destes materiais, o ferro e o silício são os que estão mais associados com o desgaste mecânico. O ferro está relacionado com o desgaste abrasivo e corrosivo sofrido pelas partes constituídas deste material, como camisas de cilindros, árvore de comando de válvulas e sedes de válvulas. O silício provém geralmente da sujeira e do pó abrasivo (poeira) devido a má filtragem ou entrada falsa de ar no sistema de admissão. O cromo indica desgaste dos anéis de segmento. O alumínio indica desgaste nos pistões e o cobre está associado com o desgaste ou corrosão dos casquilhos de mancais (bronzinas). 4- RERREFINO De acordo com a Resolução ANP nº 19, DE 18.6.2009 - DOU 19.6.2009: ―A atividade de rerrefino é considerada de utilidade pública e compreende a remoção de contaminantes de produtos de degradação e de aditivos dos óleos lubrificantes usados ou contaminados, conferindo-lhes características de óleos básicos, que atendam à especificação em vigor, a serem comercializados.‖
  41. 41. 47 O processo se inicia pela coleta do óleo que é retirado nas trocas dos motores dos automóveis e transportado para um centro de coleta autorizado. O processo deve compreender etapas com as seguintes finalidades: Remoção de água e contaminantes leves; Remoção de aditivos poliméricos, produtos de degradação termo-oxidativa do óleo de alto peso molecular e elementos metálicos, etapa de desasfaltamento; Fracionamento do óleo desasfaltado nos corte requeridos pelo mercado; Acabamento visando à retirada dos compostos que conferem cor, odor e instabilidade aos produtos. Os produtos pesados da destilação têm potencial na formulação de asfaltos e impermeabilizantes. As propriedades do óleo destilado, ainda carentes de ajuste, são a establidade de cor, o odor e o índice de acidez do óleo, principalmente. Além da remoção de metais e produtos de oxidação, a etapa de desasfaltação aumenta a uniformidade da carga de etapa de acabamento, em termos de conteúdo de metais e nível de oxidação. O processo de rerrefino deve ter, imprescindivelmente, baixo custo e flexibilidade para se adaptar às variações de características das cargas e não causar problemas ambientais.
  42. 42. 48 4.1- Processo do Rerrefino As operações de decantação e desidratação são comuns a qualquer processo de rerrefino descrito a seguir: - Decantação – durante o descarregamento, que é feito através de bomba de engrenagem, o óleo passa através de um filtro de tela, para retirar as impurezas grosseiras e é armazenado num tanque por 24 horas a uma temperatura de 50ºC, cuja finalidade é separar a água livre como também algumas impurezas insolúveis. - Desidratação – após a decantação, o óleo é transferido para os desidratadores e aquecido a 180ºC. A água e os solventes evaporados são condensados e separados em separadores água/óleo. Os solventes são aproveitados como combustível na própria fábrica e a água enviada para a estação de tratamento, como por exemplo, lagoas aeradas com difusores de membranas tubulares. Figura 15: Etapa de Desidratação do Processo de Rerrefino. Fonte: www.iwart.com.br/site/content/lubrificantes
  43. 43. 49 As três principais tecnologias de rerrefino e seus produtos são: Processo Ácido - Argila com “Termo Craqueamento”: Nessa modalidade de tecnologia, predomina a obtenção de óleo básico neutro pesado; Processo de Destilação a Flash ou evaporação pelicular: Essa tecnologia propicia a obtenção predominante de óleo básico neutro leve e médio; Processo por extração a solvente seletivo de propano: Essa tecnologia propicia a obtenção de óleo básico neutro médio. 4.1.1- Processo Ácido – Argila com “Termocraqueamento” Este processo compreende as seguintes etapas: decantação, desidratação, pré- tratamento térmico, tratamento ácido, decantação da borra ácida, neutralização, tratamento com argila ativada, destilação a vácuo e filtração, conforme figura 16. Muitos rerrefinadores no Brasil usam esse processo. Os inconvenientes são o alto custo de produção, tendo em vista o maior consumo de ácido sulfúrico e argila ativada, geração de maior quantidade de borra ácida (poluente de difícil eliminação) e rendimento em torno de 60%. A vantagem é poder tratar pequenas quantidades de óleo usado e as instalações requerem menores investimentos iniciais.
  44. 44. 50 Figura 16: Fluxograma do Processo de Rerrefino. Fonte: www.sindirrrefino.org.br. A operação de decantação e desidratação já foi descrita, antecede o pré-tratamento térmico. Um avanço tecnológico desse processo foi a introdução do pré-tratamento térmico, desenvolvido pelo Instituto Francês de Petróleo, aplicável diretamente ao óleo usado, o qual é submetido a um vácuo de 20 mm de Hg, temperatura de 350ºC e um tempo de residência em torno de 15 minutos. Assim consegue-se, a degradação dos aditivos e esse procedimento gera as seguintes vantagens: Redução de 50% no consumo de ácido sulfúrico; Redução em torno de 1% no consumo de argila ativada; Redução de 40% na quantidade do ácido residual formado; Aumento de 4% no rendimento do processo . Após o tratamento térmico, o óleo é resfriado em trocadores de calor até uma temperatura de 35ºC, transferido para o tanque de sulfonação e sob agitação é feita a adição do ácido sulfúrico concentrado, numa proporção em massa, de 5%, por um
  45. 45. 51 período de 45 minutos. Nessa operação, todo o material oxidado e os aditivos são separados do óleo por decantação, formando uma borra ácida, produto extremamente agressivo ao meio ambiente. A destinação final dessa borra ácida é a queima em fornos na indústria de cimento. Após a sulfonação, o óleo é bombeado para os reatores de clarificação/neutralização, onde são adicionados a terra fuller e cal. A mistura é aquecida para promover a adsorção dos produtos indesejáveis e consequentemente a clarificação e neutralização. A mistura óleo, terra/cal passa por filtro prensa para separar a terra e a cal. Esta torta é usada na indústria cimenteira ou cerâmica. No final é obtido o óleo básico mineral rerrefinado com as mesmas características do óleo básico virgem. Figura 17: Etapa de tratamento químico do - Processo Ácido – Argila com “Termocraqueamento”. Fonte: www.iwart.com.br/site/content/lubrificantes
  46. 46. 52 Figura 18: Etapa de clarificação e Neutralização do “Termocraqueamento”. Fonte: www.iwart.com.br/site/content/lubrificantes
  47. 47. 53 4.1.2- Processo Evaporador de Filme (Wiped film evaporator) Figura 19: Fluxograma do processo do Evaporador de Filme. Fonte:www.peamb.eng.uerj.br/trabalhosconclusao/2006/JairoGuimaraespeamb2006.pdf 4.1.2.1- Desidratação Depois de descarregado numa caixa receptora o óleo usado passa por uma peneira e uma filtração para retenção de particulados grosseiros. A desidratação se reinicia com um pré-aquecimento do óleo ate 80ºC antes de ser enviado aos desidratadores, numa operação em batelada, o óleo e desidratado a 180ºC em desidratados com trocadores externos de circulação forçada, a agua e os solventes são aproveitados como combustíveis para os fornos e a agua é enviada para tratamento. 4.1.2.2- Destilação A destilação é o método de separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido- vapor de misturas. Em termos práticos, quando temos duas ou mais substâncias formando uma mistura líquida, a destilação pode ser um método adequado para purificá-las, basta que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si. Um exemplo de destilação que tem sido feito desde a antiguidade é a destilação de
  48. 48. 54 bebidas alcoólicas. A bebida é feita pela condensação dos vapores de álcool que escapam mediante o aquecimento de um mosto fermentado. Como o teor alcoólico na bebida destilada é maior do que aquele no mosto caracteriza-se aí um processo de purificação. O petróleo é um exemplo moderno de mistura que deve passar por várias etapas de destilação antes de resultar em produtos realmente úteis ao homem: gases (um exemplo é o gás liquefeito de petróleo ou GLP), gasolina, óleo diesel, querosene, asfalto e outros. O uso da destilação como método de separação disseminou-se pela indústria química moderna. Pode-se encontrá-la em quase todos os processos químicos industriais em fase líquida onde for necessária uma purificação. Em teoria, não se pode purificar substâncias até 100% de pureza através da destilação. Para conseguir uma pureza bastante alta, é necessário fazer uma separação química do destilado posteriormente. A destilação tem suas limitações. Não se podem separar misturas azeotrópicas por destilação comum. 4.1.2.3- O que é a destilação flash? Consiste na vaporização de uma fração definida de líquido em uma forma tal que, o vapor que se forma está em equilíbrio com o líquido residual, uma separação do
  49. 49. 55 vapor e do líquido e uma posterior condensação do vapor. A abaixo nos mostra os elementos de uma planta de destilação flash. A alimentação circula, por meio de uma bomba ―a‖. Através de um aquecedor ―b‖, e se reduz à pressão na válvula ―c‖. Uma pequena quantidade de vapor e líquido entra no separador ―d‖ , e nele permanece tempo suficiente para que se separem as correntes de líquido e vapor. Devido ao grande contato existente entre o líquido e o vapor antes de se separarem, as correntes que saem estão em equilíbrio. O vapor sai pela linha ―e‖, e o líquido pela linha ―g‖. Figura 20: Etapa de Destilação Flash Fonte: www.sindirrefino.org.br. Este é muito usada no refino de petróleo. As frações de petróleo são aquecidas e o fluido aquecido é separado em vapor e corrente líquida, cada uma contendo muitos componentes. Na indústria de rerrefino após a desidratação do óleo usado, o óleo e bombeado para um forno onde ele e aquecido a uma temperatura de 280°C após a passagem do óleo pelo forno ele entra em um sistema de vasos flasheamentos, onde são submetidos à pressão de 15 mm de Hg. Onde são separadas as frações leves do óleo usado: O óleo neutro a 280°C. O óleo leve a 270°C. O oléo spindle e spindle leve a 40°C.
  50. 50. 56 O óleo diesel a 35°C. O óleo neutro e leve entra na formulação de óleo com media viscosidade, o spindle e usado formulações diversas, e o óleo diesel é para uso cativo. 4.1.2.4- Desasfaltamento O óleo destilado previamente aquecido a 380°C e sob um vácuo de l mm de Hg,é colocado numa bandeja, denominada prato distribuidor e deste, pequeno volume de óleo, por centrifugação, é lançado nas paredes da jaqueta distribuindo-se uniformemente em forma de película. Nesta etapa é separada a borra neutra do óleo. A borra é composta pela maior parte degradada do lubrificante usado, onde se encontram principalmente, polímeros, metais, resinas, aditivos e compostos de carbono (fuligem) e o óleo é condensado e transferido para o reator de sulfonação. 4.1.2.5- Sulfonação O óleo proveniente do desasfaltamento possui alguma quantidade de componentes oxidantes, para a extração destes componentes aplicasse o acido sulfúrico, provocando a aglomeração dos contaminantes que decantam em uma borra acida, como a borra acida e um resíduo altamente poluente se lançado ao ambiente, devesse se dar o tratamento adequado, esta borra e lavada com água neutralizada e desidratada transformando – se em combustível, a água acida e tratada com a lama de cal e cal virgem transformando-se em gesso para corretivo do solo e a água neutralizada e enviada para o tratamento.
  51. 51. 57 4.1.2.6- Neutralização e Clarificação Após o processo de sulfonação o óleo se encontra com uma coloração escura e cheiro desagradável, para retirada do odor e a clarificar o óleo se utiliza a terra fuller. A terra Fuller é uma terra natural constituída por partículas de pequenas dimensões, com alta capacidade de adsorção, constituída principalmente de silicatos de alumínio hidratados. A terra Fuller é composta por quase 70% de sílica (SiO2), entre 10 a 15% de alumínio (Al2O3), entre 10 e 13% de magnésio (MgO), entre 2 e 4% de ferro (Fe2O3), entre 4 e 7% de cálcio (CaO ) e outras substâncias de menor quantidade. Se trata de uma argila expandida que possui esta característica de atrair eletricamente as moléculas polares. A argila terra Fuller é um material granular de natureza argilosa utilizado na regeneração do fluido isolante de transformadores elétricos. Após sucessivo uso, o material perde sua função filtrante, não apresentando outra utilização. No seu estado natural seco esta argila é utilizada no processamento e descoramento de óleos. Após a passagem do óleo pela terra fuller e adicionado cal para corrigir a acidez do óleo.
  52. 52. 58 4.1.2.7- Filtração A filtração do óleo e feito através dos filtros tipo prensa que são equipamentos de alta robustez destinados a fazer a separação de sólidos/líquidos, através da passagem forçada de soluções com resíduos, por elementos filtrantes permeáveis. Este processo é feito pelo bombeamento destas soluções contra as lonas filtrantes que só permitem a passagem da parte líquida da solução, a qual é drenada (já isenta de sólidos) através de canais presentes nas placas filtrantes. A parte sólida vai sendo continuamente depositada nas lonas, formando sobre as mesmas uma camada cada vez mais espessa. As placas filtrantes possuem um perfil que permite às mesmas, quando montadas uma contra a outra, formarem no interior do equipamento câmaras que são completamente preenchidas pelos sólidos. O bombeamento sob alta pressão faz com que as partículas se acomodem de forma a gerar no final do processo torta compacta e com baixo nível de umidade. Com a abertura do equipamento, estas ―tortas‖ são retidas para descarte ou reaproveitamento. O fechamento do conjunto é feito por um cilindro hidráulico, mantendo as placas pressionadas uma contra a outra de forma que as mesmas não se separem quando submetidas às altas pressões de filtração. Figura 21 :Etapa de Filtração. Fonte: www.sindirrefino.org.br
  53. 53. 59 A seleção correta dos elementos filtrantes, da bomba de alimentação, etc. aliados as características particulares de cada processo, permitem atingir rendimentos de separação surpreendentes, podendo gerar tortas com até 60% de teor de sólidos. A mistura cal/terra/óleo passa por filtros prensa para a retirada da terra com cal impregnada no óleo, a terras com cal pode ser empregadas nas indústrias de cerâmicas na fabricação de azulejo e tijolos, e o óleo passa por uma filtragem mais fina para eliminar os particulados remanescentes, deixando um óleo básico mineral rerrefinado com as características de um óleo virgem. 4.1.3- Rerrefino com Desasfaltação a Propano O método de desasfaltação a propano é utilizado em refinarias de petróleo para extração de frações mais densas de óleos lubrificantes. Consiste na aplicação da técnica de extração líquido-líquido, utilizando-se o propano como solvente. Descobriu-se que hidrocarbonetos de baixa massa molar solubilizam as cadeias parafínicas e isoparafínicas contidas no resíduo de vácuo, ao mesmo tempo que precipitam as resinas e o material betuminoso (asfaltenos) (PETROBRAS, 2002). Desta maneira, a desasfaltação a propano tornou-se um método simples de extração da fração altamente viscosa de lubrificantes do resíduo de vácuo nas refinarias, pois o solvente apresenta excelente solvência, aliada a uma boa seletividade (CERQUEIRA, 2004).
  54. 54. 60 Figura 22 - Processo de refino de óleos lubrificantes com desasfaltação a propano. Fonte: Petrobras S/A. O processo de rerrefino de OLUC com desasfaltação a propano foi criado pelo Instituto Francês de Petróleo (IFP – ―Energie Nouvelles‖) por volta de 1960. A principal vantagem da utilização deste método se dá pelo fato de não gerar a borra ácida, rejeito de difícil tratamento e altamente produzido no processo de rerrefino convencional (ácido-argila). Além do mais, o desasfaltamento é mais eficiente que os demais métodos de extração de lubrificantes, alcançando rendimentos de 75 a 83% e a obtenção de óleos de melhor qualidade (MOREIRA, 1980). Atualmente esse método caiu em desuso em função do seu alto custo e foi substituído pelo processo de Thin Film Evaporator (TFE). Na primeira etapa deste processo o OLUC é encaminhado a um tanque que posteriormente recebe uma carga de propano. O propano age como solvente seletivo, dissolvendo apenas as frações de lubrificantes presentes na solução. A mistura é agitada para promover uma melhor solvência e em seguida é enviado à fase de decantação.
  55. 55. 61 Durante o descarregamento, que é feito através de bomba de engrenagem, o óleo passa através de um filtro de tela, para retirar as impurezas grosseiras e é armazenado num tanque por 24 horas a uma temperatura de 50 °C, cuja finalidade é separar a água livre como também algumas impurezas insolúveis (CERQUEIRA, 2006). Seguindo estes princípios, a mistura de OLUC e propano são enviadas aos tanques de decantação, permanecendo nas mesmas condições acima citadas. Assim, os insolúveis mais grosseiros, parte da borra neutra e a água, por serem mais densas, decantam, enquanto a mistura de óleos lubrificantes e propano permanecem na parte superior do tanque, sendo separadas posteriormente. Na etapa seguinte, ocorre o processo de desasfaltamento num equipamento denominado evaporador de película. Todo o procedimento ocorre à pressões extremamente baixas (alto vácuo) e a temperatura de trabalho fica em torno de 380 °C (não podendo exceder os 400 °C), para se evitar a decomposição térmica dos componentes. Nesta etapa é separada a borra neutra do óleo. A borra é composta pela maior parte degradada do lubrificante usado, onde se encontram principalmente, polímeros, metais, resinas, aditivos e compostos de carbono (fuligem) e o óleo é condensado e transferido para o reator de sulfonação, clarificação e neutralização e posterior filtração (GUIMARÃES, 2006). Frisa-se que no processo estudado não foram aplicadas as etapas de sulfonação e neutralização, pelo fato de não ter sido utilizado o ácido sulfúrico em momento algum. O fluido é pré-aquecido a 350 °C e alimentado pela parte superior do evaporador e distribuído por uma bandeja, conectada a tubos verticais finos e longos. Ao escoar pelos dutos o fluido forma uma pequena película em suas paredes e logo no início do escoamento recebe calor indiretamente, normalmente fornecido por vapor de água. Dessa maneira os componentes mais voláteis (propano e lubrificantes) passam ao estado gasoso e descem, por gravidade induzida, mais rapidamente pelo sistema, enquanto o concentrado mais denso (borra neutra, ou fase asfáltica) continuam a escoar pela ação gravitacional induzida pelas paredes dos tubos. Na parte inferior fica retida a borra neutra que é empregada na fabricação de mantas e
  56. 56. 62 produtos asfálticos destinados à impermeabilização (CASTRO, 2011). Os gases formados no escoamento seguem para outro compartimento de menor temperatura chamado de misturador. Em seguida, os lubrificantes são separados do propano, num compartimento denominado separador de névoas, que por possuir maior volatilidade, permanece na fase gasosa e é condensado mais adiante. Enquanto o óleo desasfaltado é condensado ainda no separador. A: Producto B: Vapor C: Concentrado D: Vapor de Calentamiento E: Condensado 1: Cabezal 2: Calandria 3: Parte baja de la Calandria 4: Zona de Mezcla 5: Separador de Vahos Figura 23: Evaporador de Película Descendente Fonte: Petrobras. Em seguida o óleo condensado segue para uma destilação primária em flash, onde é retirada a fração de lubrificante spindle. O produto de fundo passa novamente por uma destilação secundária, também em flash, onde são retiradas as frações neutras média e leve do óleo lubrificante e borra neutra residual. Todo o lubrificante destilado ainda contém substâncias que provocam cheiro e cor ao óleo. Então, o mesmo ainda é tratado com argila ativa e posteriormente filtrado num filtro de prensa. Por fim, obtém-se o óleo básico nas frações neutro leve, médio e spindle.
  57. 57. 63 Figura 24: Processo simplificado do rerrefino utilizando a desasfaltação a propano. Fonte: www.sindirrefino.org.br
  58. 58. 64 5- CONCLUSÃO A principal função de um lubrificante é a formação de uma película que impede o contato direto entre duas superfícies que se movem relativamente entre si. Com isso, o atrito entre as partes é reduzido a níveis mínimos quando comparado ao contato direto, exigindo uma menor força e evitando o desgaste dos corpos. Com a evolução dos lubrificantes, estes passaram a acumular novas funções como proteção contra a corrosão, auxílio à vedação, transferência de calor e retirada de produtos indesejáveis do sistema, entre outras. Os lubrificantes podem ser divididos em quatro tipos: Minerais: São óleos obtidos a partir da destilação do petróleo; Graxos: São óleos de origem vegetal ou animal; Compostos: São misturas de óleos minerais e graxos; Sintéticos: São lubrificantes sintetizados em laboratório por processo de polimerização. Os óleos usados contêm produtos resultantes da deterioração parcial dos óleos em uso, tais como compostos oxigenados (ácidos orgânicos e cetonas), compostos aromáticos polinucleares de viscosidade elevada, resinas e lacas. Além dos produtos de degradação do básico, estão presentes no óleo usado os aditivos que foram adicionados ao básico, no processo de formulação de lubrificantes e ainda não foram consumidos, metais de desgaste dos motores e das máquinas lubrificadas(chumbo, cromo, bário e cádmio) e contaminantes diversos, como água, combustível não queimado, poeira e outras impurezas. Um processo de re-refino deve ter, imprescindivelmente, baixo custo, flexibilidade para se adaptar às variações de características das cargas e não causar problemas ambientais.
  59. 59. 65 O processo clássico de re-refino consiste na desidratação e na remoção de leves por destilação atmosférica, tratamento do óleo desidratado com ácido sulfúrico e neutralização com adsorventes. A tendência atual segue nos princípios dos processos de desasfaltamento através de evaporadores de película ou T.D.A. (Torre Ciclônica de Destilação). O subproduto de fundo da destilação geralmente é empregado como componente de asfaltos. No tocante à etapa de acabamento, as unidades de hidroacabamento são as selecionadas no caso de maiores escalas. Para unidades menores, o acabamento por absorção é mais econômico.
  60. 60. 66 6- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Associação de Proteção ao Meio Ambiente de Cianorte – APROMAC, Gerenciamento de Óleos e Lubrificantes Usados e Contaminados, Gráfica do SENAI/SP, 2010. Disponível em : < www.sindirrefino.org.br > acessado em 10 de Setembro de 2012. Camara, Michael Araujo; Peres, Breno Roberto; Christianini, Rafael Zagatto, MANUTENÇÃO E LUBRIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS, Faculdade de engenharia de Bauru, 2010. Disponível em: < http://wwwp.feb.unesp.br/jcandido/manutencao/Grupo_6.pdf >acessado em 1 de Outubro de 2012. Campos, Eduardo Betonha, Previsão da Demanda de óleos Básicos Lubrificantes: Uma Análise através de regressão Múltipla, IBMEC, 2008. Disponível em: < www.ibmecrj.br/sub/RJ/files/dissert_mestrado/ADM_eduardocampos_mar.pdf > Acesso em 30 de Setembro de 2012. Carvalho, Nilson, LUBRIFICAÇÃO, Gerencia de Manutenção / Manutenção Industrial – UNIS, 2008. Disponível em: <xa.yimg.com/kq/groups/15165795/103091732/name/Planejamento+e+Controle+da +Manuten%C3%A7%C3%A3o.pdf > acessado em 2 de Outubro de 2012. Corporation, Chevron, Fundamentos de Lubrificação, Departamento de Tecnologia da Texaco Brasil LTDA, 2005. Disponível em: < www.joinville.ifsc.edu.br/.../Fundamentos%20de%20 Lubrificação%2...> acesso em 30 de Setembro de 2012. DE CERQUEIRA, C. P. Estudo do reaproveitamento energético de óleos lubrificantes usados. 2004, 104 f. Dissertação (Mestrado – Regulação da Indústria de Energia) – Faculdade de Salvador – UNIFACS. Salvador, 2004. FOUST, A. S. et al. Princípios de Operações Unitárias. 2 .ed. Rio de Janeiro: LTC, 1982. 670 p. <http://www.sindirrefino.org.br/rerrefino/tecnologias>. Acessado em: 07 out. 2012.
  61. 61. 67 GUIMARÃES, J. Rerrefino de Óleos Lubrificantes de Motores de Combustão Interna utilizando o Processo de Ultrafiltração e Adsorção. 2006, 95 f. Dissertação (Mestrado – Saneamento Ambiental – Controle da Poluição Urbana e Industrial) – Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2006. Disponível em: <www.peamb.eng.uerj.br/trabalhosconclusao/2006/JairoGuimaraespeamb2006.pdf > acesso em 08 de outubro de 2012. Insight Services, The new pratical guide of oil analysis, Disponível: < www.testoil.com > acesso em 08 de outubro de 2012. Julião, Juliano Caldeira, Estudo comparativo de óleos lubrificantes básicos minerais, Revista da Graduação, 2011. Disponível em: < revistaseletronicas.pucrs.br/ojs/index.php/graduacao/article/view/10048/7084 > acesso em 08 de outubro de 2012. Manual de procedimentos para fiscalização das atividades relacionadas a óleos lubrificantes usados ou contaminados: Resolução Conama nº 362/2005 / Diqua. – Brasília: IBAMA, 2008. Monteiro, Éder Amaral, O Processo de Rerrefino e seus gargalos em empresas coletoras e fornecedoras de óleos e lubrificantes no Estado do Pará, Universidade do Estado do Pará, 2009. Disponível em: < www.casnav.mar.mil.br/spolm/pdf/102789.pdf > acesso em 29 de Setembro de 2012. Ronald P. Carreterio; Pedro Nelson A. Belmiro, Lubrificantes & Lubrificação Industrial. Rio de Janeiro: Interciência: IBP, 2006. STUCKENBRUCK, P. Diagnóstico sobre resíduos sólidos gerados nos postos de combustíveis em Minas Gerais: uma análise sob a ótica da nova política nacional de resíduos sólidos. 2011, 124 f. Monografia (Especialização) – Núcleo de Pós-Graduação, Faculdade Pitágoras. Belo Horizonte, 2011.

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