Qumica tecnolgica

Lubrificantes e lubrificaoO atrito pode ser definido como a resistncia que se manifesta ao se movimentar um corpo sobre uma superfcie. Como o atrito sempre menor que o atrito slido, a lubrificao consiste na interposio de uma substncia fluda entre duas superfcies, evitando-se assim, o contato slido com slido, produzindo-se o atrito fluido.Dentre as vrias funes de um lubrificante, podem se destacar as seguintes:Lubrificar: a funo primria do leo lubrificante, sendo conseguida atravs da reduo da frico e do desgaste.Resfriar: dissipando a maior parte do calor geradoProteger: defendendo as superfcies metlicas contra a corrosoLimpar: removendo partculas provenientes do desgaste, bem como outros materiais estranhosVedar: impedindo as contaminaes externas atravs de uma viscosidade adequada do lubrificanteTransmitir fora: nos sistemas hidrulicos, o leo lubrificante tem tambm a finalidade de transmitir fora para movimentao de mbolos e motores.Fatores a considerar para a escolha de um lubrificante:- velocidade;- carga;- temperatura;Substncias lubrificantesDe acordo com seu estado de agregao, os lubrificantes podem ser classificados em: gasoso, slido, pastoso e lquido.Lubrificantes gasososUtilizado em casos especiais, quando o local no possibilita a aplicao dos lubrificantes convencionais. Dentre eles podemos citar o ar, o nitrognio, o hlio e os gases halogenados.Lubrificantes slidosUtilizado quando um lubrificante fluido indesejvel e/ou ineficaz. Os lubrificantes slidos devem possuir:- forte aderncia a metais;- pequena resistncia ao cisalhamento;- estabilidade em altas temperaturas;- capacidade de serem quimicamente inertes;- elevado coeficiente de transmisso de calor;Dos minerais mais usados destacam-se a grafita, o dissulfeto de molibdnio, a mica e o talco.A grafia natural constituda por carbono na forma cristalina, sendo feita sua moagem em granulometria fina.O dissulfeto de molibdnio obtido na natureza, extrado da molibdenita, seu principal minrio.Lubrificantes pastososCompreende as graxas e as composies betuminosas.As graxas so compostos pastosos provenientes do espessamento de um lubrificante fluido pela adio de agentes espessantes. A maioria das graxas feita, atualmente, pelo espessamento de um leo de petrleo com sabo metlico.A consistncia semisslida a caracterstica bsica, uma vez que reduz a tendncia do lubrificante a fluir ou vazar da rea que est sendo lubrificada. As composies betuminosas so lubrificantes de elevada aderncia, formulados a base de misturas de leos minerais com asfaltos. Via de regra, necessitam aquecimento prvio para serem aplicadas. Via de regra, necessitam aquecimento prvio para serem aplicadas. Alguns tipos apresentam-se diludos em solventes leves para facilitar a aplicao, e neste caso, aps a evaporao do solvente, deixam sobre a superfcie lubrificada, uma pelcula adesiva e altamente resistente. Estas composies betuminosas so muito utilizadas na lubrificao de grandes engrenagens expostas e de cabos de ao.Lubrificantes lquidosSo mais utilizados pois penetram mais facilmente entre as partes mveis.Podem ser classificados em: leos minerais, graxos, compostos e sintticos. leos minereis: so obtidos atravs do petrleo e, consequentemente, suas propriedades relacionam-se s do leo cru que lhes deu origem e ao processo de refinao empregado. leos graxos: so leos orgnicos, tanto vegetais como animais. leos compostos: so leos minerais aos quais se adiciona certa quantidade de leos graxos. leos sintticos: obtidos atravs de sntese qumicaMecnica do desgasteTribologia a cincia e a tecnologia de superfcies atuantes em movimento relativo e todos os fenmenos da decorrentes.Sempre que uma superfcie se mover em relao a outra superfcie haver uma fora contrria a esse movimento. Esta fora chama-se atrito ou resistncia ao movimento.A rugosidade a principal causa do atrito. Os modos como as superfcies se relacionam caracterizam os dois mecanismos do atrito, que so:- Cisalhamento: quando picos das duas superfcies entram em contato lateral entre si, o atrito se desenvolve pela resistncia oferecida pelo corpo slido ruptura destes picos.- Adeso: quando as superfcies em conato apresentam reas relativamente planas, o atrito se desenvolve pela soldagem a frio. As pequenas reas em contato resultam em grandes presses, ocorrendo assim a soldagem a frio. A adeso a maior responsvel pela resistncia ao movimento.Leis do atrito:a) A fora do atrito diretamente proporcional carta.b) O coeficiente de atrito independe da rea aparente de contato.c) O coeficiente de atrito cintico menor que o coeficiente de atrito esttico.d) O atrito independe das velocidades relativas dos corpos em contato.e) O atrito em superfcies lubrificadas menor do que em superfcies secas.Quando duas superfcies deslizantes so separadas por um fluido, a pelcula formada flui. Descreve-se a pelcula como formada de camadas extremamente finas, movendo-se na mesma direo, porm com velocidades diferentes. (gradiente)Situaes de lubrificao:a) Sem lubrificao ou atrito seco: coeficiente de atrito u=1,0.b) Lubrificao de camada limite: no obstante a presena do lubrificante, h contato em cerca de 99% da superfcie e o coeficiente de atrito varia entre 0,1 e 0,3.c) Lubrificao mista: lubrificao mais efetiva mas ainda ocorre contato entre as superfcies. O coeficiente de atrito varia de 0,01 a 0,1.d) Lubrificao completa: no ocorre contato entre as superfcies que esto separadas por uma pelcula de lubrificante. O coeficiente de atrito para esse caso est na faixa de 0,001 a 0,01.e) Lubrificantes slidos: obtm-se uma situao intermediria entre a lubrificao de camada limite e a lubrificao mista (u=0,05 a 0,20)LUBRIFICAR interpor uma pelcula de um fluido adequado, entre superfcies com movimento relativo. O fluido que forma a pelcula denominado LUBRIFICANTE e sua aplicao chama-se LUBRIFICAO.Lubrificao hidrodinmica, tambm conhecida como lubrificao fluida, lubrificao de pelcula espessa ou densa, corresponde aquela em que as superfcies em movimento so separadas por uma pelcula ou filme contnuo de lubrificante. Este filme se desenvolve entre as superfcies, em virtude do prprio movimento relativo entre as superfcies.O coeficiente de atrito na lubrificao hidrodinmica situa-se entre 0,001 a 0,03 e depende da viscosidade, das superfcies em contato, da velocidade relativa, da rea das superfcies, da espessura do filme fluido, da forma geomtrica das superfcies e da carga exercida sobre o filme fluido.Lubrificao hidrosttica consiste em injetar o fluido lubrificante, `alta presso, na regio de carga do mancal, para evitar o contato entre o munho e o mancal. utilizado na partida de alguns equipamentos pesados.Lubrificao limtrofe aquela na qual a pelcula de leo tnue. Usa-se esse tipo de lubrificao quando, por exigncia de ordem econmica ou mecnica no for vantajoso o emprego da lubrificao plena.leo lubrificanteComposio: A composio bsica do petrleo so os hidrocarbonetos, isto , so substncias formadas principalmente pelos elementos qumicos carbono e hidrognio.Parafnicos: hidrocarbonetos de cadeia aberta, saturada. Os parafnicos predominam na formulao dos leos lubrificantes devido a sua maior estabilidade a oxidao.Naftnicos: hidrocarbonetos cclicos saturados. Os naftnicos so mais aplicados em condies de baixa temperatura. Eles possuem uma menor faixa de uso, se comparado com os parafnicos. SO UTILIZADOS NOS LEOS ISOLANTES.PropriedadesParafnicosNaftnicos

Ponto de fluidezAltoBaixo

ndice de viscosidadeAltoBaixo

Resistncia oxidaoGrandeRazovel

OleosidadePequenaGrande

Resduo de carbonoGrandePequeno

EmulsibilidadePequenaGrande

Propriedades fsico-qumicas Viscosidade:Viscosidade a resistncia que um fluido oferece ao escoamento, decorrente do atrito interno entre as molculas do fluido em movimento. o inverso da fluidez. a propriedade mais importante de um leo lubrificante.Viscosidade dinmica de um lquido Newtoniano a fora tangencial sobre a rea unitria de um de pois planos paralelos separados de uma distncia unitria quando o espao cheio com o lquido, e um dos planos move-se em relao ao outro com velocidade unitria no seu prprio plano. Unidade o Poise (P), mais empregada em centipoise (cP).Viscosidade cinemtica de m lquido Newtoniano o quociente da viscosidade dinmica ou absoluta, dividida pela massa especfica do leo, ambos mesma temperatura. Unidade o Stoque (s), mais empregada em centistoke (cSt).Classificao SAE: classificao de leos baseada somente na viscosidade. Os leos menos viscosos so classificados a 0F, pois so especficos para climas frios. O grau dado por um nmero acompanhado da letra W (winter). Os de maior viscosidade so classificados a 210F.ndice de viscosidade (IV) o grau de variao em funo da mudana de viscosidade de dois tipos de leo.Um alto IV indica uma pequena variao da viscosidade com a temperatura; um baixo IV mostra a tendncia do leo a se tornar muito mais fluido com um aumento de temperatura relativamente pequeno.Oxidao do lubrificante uma reao entre os hidrocarbonetos do leo e o oxignio. A oxidao dos leos lubrificantes depende da temperatura, da quantidade de oxignio em contato com leo e da ao cataltica dos metais. O contato constante do leo com metais, tais como cobre e ferro, exigem muito da estabilidade do leo. A oxidao tende a aumentar a viscosidade do leo. Consequncias possveis do processo de oxidao:- Formao de borras e vernizes;- Formao de cidos;- Aumento da viscosidade;- Formao de espuma;- Reduo do fluxo de leo;- Catalizao de novo processo de oxidao;- Emulsificao da gua de contaminao.Contedo de guaA gua emulsionada ao leo pode alterar as caractersticas fsicas e qumicas do leo lubrificante tais como: formao de borras resultantes da oxidao do leo, estabilidade corroso, formao de espumas e decantao de aditivos.DemulsibilidadeCapacidade de separao do leo da gua aps formada uma emulso gua/leo. Ela medida em relao ao tempo de separao: quanto maior esse tempo, pior ser a demulsibilidade.ndice de neutralizaoNmero de neutralizao: a quantidade de base, expressa em miligramas de hidrxido de potssio, ou a quantidade de cido, expressa equivalentes miligramas de hidrxido de potssio, necessria para neutralizar os constituintes de carter cido ou bsico contidos em uma grama de amostra.ndice de acidez total (TAN): quantidade de base, expressa em miligramas de hidrxido de potssio, necessria para neutralizar todos os componentes cidos presentes em uma grama de amostra.ndice de acidez forte (SAN): quantidade de base, expressa em miligramas de hidrxido de potssio, necessria para neutralizar os cidos fortes presentes em uma grama de amostra.ndice de acidez total (TBN): quantidade de cido, expressa em equivalentes miligramas de hidrxido de potssio, necessria para neutralizar todos os componentes bsicos presentes em uma grama de amostra.ndice de acidez forte (SBN): quantidade de cido, expressa em equivalentes miligramas de hidrxido de potssio, necessria para neutralizar as bases fortes presentes em uma grama de amostra.Quando a carga de leo comea a apresentar um aumento acelerado do nmero de neutralizao, a carga est se aproximando do tempo de troca.Formao de espumaA espuma formada pela agitao do leo em contato com o ar. Essa formao normal, porm, o problema ocorre quando a espuma se forma devido introduo de uma quantidade excessiva de ar no sistema ou quando a espuma formada no se desfaz com rapidez suficiente. Essa espuma estabelece uma descontinuidade na pelcula de leo e aumenta a tendncia oxidao.CorD unicamente indicao de uniformidade e pureza. O leo escurecido pode ser devido a contaminao por leo mais escuro ou produtos oxidados. O clareamento do leo pode ser devido a presena de gua ou contaminao por leo mais claro.Teor de cinzaIndica quantidade de aditivos metlicos e contaminao de slidos no combustveis que o leo pode conter. Um leo mineral puro poder apresentar no mximo 0,01% de cinzas.Ponto de fulgor a menor temperatura na qual o vapor desprendido pelo mesmo, em presena do ar, inflama-se momentaneamente, ao ser aplicado uma chama, formando um lampejo (flash).Ponto de combusto a temperatura na qual os vapores de leo se queimam de modo contnuo, durante um mnimo de 5 segundos.Ponto de autoignio ou auto inflamao a temperatura na qual o lubrificante se inflama espontaneamente, sem o contato de chama.Ponto de fluidez ou de congelamento a temperatura mnima na qual o leo ainda flui.Densidade Densidade absoluta: o quociente da sua massa pelo seu volume. Como o volume varia com a temperatura, necessrio referir-se temperatura de medio.Densidade relativa: relao entre a massa de um determinado volume do produto temperatura T pela massa de igual volume de gua destilada a uma dada temperatura. leos naftnicos so mais densos se comparados com leos parafnicos com mesma viscosidade.EnsaiosViscosidadeViscosmetro de Saybolt: a unidade de viscosidade chama-se Segundo Saybolt Universal (SSU), correspondendo ao tempo, em segundos, necessrio para o escoamento de 60ml de leo atravs de um orifcio padronizado. Para produtos de elevada viscosidade, utiliza-se outra unidade denominada Segundo Saybolt Furol (SSF), sendo a nica diferena que o orifcio possui dimetro maior.Viscosmetro Cinemtico: constitudo de um tubo capilar de vidro atravs do qual se d o escoamento do fluido pela fora da gravidade. O dimetro do tubo deve ser escolhido de acordo com a viscosidade do leo e, para cada tubo, determinada uma constante K para o clculo da viscosidade em cSt. O tempo de escoamento (t), em segundos, anotado quando da passagem do nvel do lquido por dois traos de referncia e levando a frmula: Viscosidade (cSt) = K . tContedo de guaColoca-se uma quantidade conhecida de amostra e 100ml de solvente em um balo de ensaio. Fixar este balo de ensaio em um recipiente graduado para destilao adaptado ao condensador. De tal maneira que a poro no aquosa de destilao volte continuamente para o frasco.Nmero de neutralizao a quantidade de base, expressa em miligramas de hidrxido de potssio (mg KOH), que necessria para neutralizar todos os constituintes cidos presentes em 1g da amostra.Sedimentos por centrifugaoO leo colocado em uma proveta graduada e em seguida centrifugada, lendo-se diretamente a porcentagem de materiais decantados.Formao de espumaMede-se a quantidade de espuma formada pela injeo de ar, feita atravs de uma esfera porosa, numa amostra de leo contida em uma proveta graduada, em temperaturas padronizadas.Insolveis em pentano e benzenoRepresenta o grau de contaminao dos lubrificantes. O mtodo consiste em centrifugar duas amostras de leos, uma diluda em pentano e outra em benzeno. A quantidade de insolveis em pentano, representa as resinas provenientes da oxidao de leo e demais matrias estranhas. Os insolveis em benzeno representam apenas os contaminantes externos. A diferena entre os insolveis nos d os produtos de oxidao.DemulsibilidadeEm uma proveta graduada so colocados 40ml de amostra de leo e 40ml de gua destilada. A proveta colocada em um banho de temperatura constante e a mistura agitada continuamente durante 5 minutos. A separao anotada a cada 5 minutos.Bomba rotativaMtodo de envelhecimento acelerado, que permite quantificar a capacidade residual de proteo contra a oxidao ainda ativa. leo submetido a extrema presso de ar, altas temperaturas e na presena de materiais metlicos (ex. cobre)AditivosSo agentes qumicos adicionados ao lubrificante a fim de conferir-lhe determinadas propriedades. Alguns aditivos do-lhe novas propriedades teis que no existem originalmente no leo, enquanto que outros melhoram as suas propriedades naturais.Deve-se evitar a mistura de leos distintos, dada a possibilidade de incompatibilizao de aditivos, ocasionando reao qumica entre os mesmos. Inibidores de oxidaoSo substncias que inibem as reaes de oxidao, isto , impedem ou retardam a reao qumica entre as molculas dos hidrocarbonetos dos leos lubrificantes e o oxignio. Eles tm maior afinidade com oxignio que as molculas dos hidrocarbonetos.AnticorrosivosAgem pela formao de uma pelcula protetora na superfcie do metal, prevenindo o contato deste com o agente corrosivo e removem do leo o agente de corroso por neutralizar os elementos cidos (reserva alcalina).DetergentesRemovem depsitos formados na superfcie.DispersantesEvitam que os produtos da oxidao do leo e outros materiais insolveis formem sedimentos e os depositem nas partes do equipamento. As partculas contaminantes permanecem suspensas no leo em forma coloidal.Anti-desgaste e de extrema pressoUtilizado quando as cargas so elevadas e a viscosidade do leo incapaz de impedir o atrito metlico. Esse aditivo reage com os metais, formando um composto que funciona como um lubrificante slido, reduzindo o atrito e o desgaste.Anti-espumanteAge de forma a diminuir a tenso superficial entre o leo e o ar, fazendo com que as bolhas formadas se desfaam rapidamente. Esses aditivos so simplesmente dispersos no leo.Abaixadores do ponto de fluidezEles agem separando os cristais de ceras, impedindo que se aglomerem a baixa temperatura.Reforadores do ndice de viscosidadeSo geralmente polmeros de alto peso molecular, solveis no leo e de alta viscosidade. Com o aumento da temperatura, suas molculas aumentam de volume dando corpo ao leo, o que provoca menor variao de sua viscosidade.Agentes emulsificantesFacilita ou mesmo possibilita a emulso do leo com gua. Utilizado na operao de corte e usinagem de metais.Graxas As graxas so compostos lubrificantes semi-slidos constitudos por uma mistura de leo, aditivos e agentes engrossadores chamados sabes metlicos, base de alumnio, clcio, sdio, ltio e brio. Elas so utilizadas onde o uso de leos no recomendado. Condies em que a graxa deve ser empregada:- nos pontos onde os leos tendem a escorrer- quando o lubrificante deve agir como vedao para evitar a entrada de impurezas.- em componentes selados.- onde existem velocidades baixas e presses elevadas.Tipos de espessantes Graxa base de alumnio: macia; boa adesividade; quase sempre filamentosa; resistente gua; boa estabilidade estrutural quando em uso; pode trabalhar em temperaturas de at 71C. Graxa base de clcio: vaselinada; resistente gua; fibras muito curtas; boa estabilidade estrutural quando em uso; deixa-se aplicar facilmente com pistola; pode trabalhar em temperaturas de at 77C. Graxa base de sdio: geralmente fibrosa; em geral no resiste gua; boa estabilidade estrutural quando em uso. Pode trabalhar em ambientes com temperatura de at 150C. aplicada em mancais de rolamento, mancais de rodas, juntas universais etc. Graxa base de ltio: vaselinada; boa estabilidade estrutural quando em uso; resistente gua; pode trabalhar em temperaturas de at 150C. Graxa base de brio: caractersticas gerais semelhantes s graxas base de ltio. Graxa mista: constituda por uma mistura de sabes. Assim, temos graxas mistas base de sdio-clcio, sdio-alumnio etc.EnsaiosAs graxas tambm passam por ensaios fsicos padronizados e os principais encontram-se no quadro a seguir. Consistncia: Dureza relativa, resistncia penetrao. Consistncia de uma graxa a resistncia que esta ope deformao sob a aplicao de uma fora. A consistncia medida pelo grau NLGI. Diz-se que a penetrao trabalhada quando a graxa e socada por um dispositivo especial 60 vezes a uma temperatura de 25C, antes de medir a penetrao. As graxas menos consistentes do que zero so chamadas de semifluidas e as mais consistentes do que 6 so chamadas de graxas de bloco.Estrutura: Tato, aparncia.Filamentao: Capacidade de formar fios ou filamentos.Adesividade: Capacidade de aderncia.Ponto de gota: O ponto de gota de uma graxa a temperatura em que se inicia a mudana de estado pastoso para o estado lquido (primeira gota).Mtodos de aplicaoDispositivos por perda totalA lubrificao com perda total aquela em que o lubrificante utilizado uma nica vez. A almotolia e a bomba de leo: lubrificam pontos de leo, com apenas algumas gotas de leo. O pincel e a esptula: lubrificam os pontos abertos com graxa. Pistolas graxeiras: lubrificam os pontos com graxa atravs de pinos graxeiros ou alemites. Copos conta gota: lubrificam os pontos com o leo gota a gota. Lubrificador por nvoa: lubrificam os pontos com uma fina camada de leo, semelhante a um gs, atingindo todas as superfcies, contudo, ele poluente devido parcela de nvoa que escapa. Lubrificador hidrosttico: usado para a lubrificao dos cilindros e rgos de distribuio das mquinas a vapor. O lubrificador hidrosttico introduz o leo na canalizao de abastecimento do vapor, o vapor ao passar pela canalizao pulveriza o leo sobre as superfcies do cilindro. O reservatrio fica tambm ligado ao encanamento. O mecanismo funciona com um pulverizador (venturi) que produz a nvoa. Mancais com cavidade - Esses mancais trabalham em altas temperaturas, possuem cavidades nas quais aplicada a graxa de bloco que ficam livres na cavidade, pois seu tamanho ligeiramente menor que a cavidade. O calor do atrito das superfcies em contato (graxa e eixo) amolece a graxa e lubrifica o mancal. Lubrificao centralizada - um sistema de lubrificao para graxa ou leo, com a finalidade de lubrificar um elevado nmero de pontos, a partir de um distribuidor central. O sistema centralizado divide-se em trs tipos: Linha simples: usado em mquinas de pequeno e mdio porte. Linha dupla: Esse sistema dispe de duas linhas principais, o sistema pode ser operado manual ou automaticamente. A ligao entre os dosadores e a linha principal do tipo paralelo. Sistema progressivo: Consiste em uma bomba unida a um nmero varivel de dosadores interligados. No sistema progressivo, os pistes encontram-se sempre na linha principal, ou seja, a ligao feita em srie. Copos graxeiros, a graxa forada para dentro do mancal pelo aparafusamento da tampa do copo (tipo stauffer) ou pelo giro da alavanca (Tipo parafuso martimo). Lubrificador mecnico: um dispositivo que consiste de um reservatrio de leo e vrias unidades de bombeamento individuais, que fornecem leo, sob presso, para os pontos de aplicao. Lubrificador de linha: serve para misturar o leo ao ar comprimido, a fim de lubrificar as mquinas. Sistema de lubrificao com reaproveitamento Nesse sistema o leo lubrifica os componentes por vrias vezes. Por no haver perdas, aps certo tempo necessrio trocar o leo, uma vez que os aditivos perdem sua eficincia. Lubrificador de nvel constante: O dispositivo constitui-se de dois reservatrios interligados. O primeiro o alimentador transparente. O segundo o reservatrio, quando o nvel do segundo reservatrio baixa, o ar impulsiona o leo do primeiro reservatrio para o segundo, restabelecendo o nvel. Lubrificao por banho de leo: As partes a serem lubrificadas mergulham total ou parcialmente no leo. A seguir, o excesso de leo colhido no banho distribudo para outras partes. A lubrificao por banho muito usada em caixas de engrenagens e redutores. Sistema circulatrio: O lubrificante fica num reservatrio, lubrifica as partes e retorna para o reservatrio. Pode ser de dois tipos: Sistema circulatrio gravidade ou Sistema circulatrio por presso. Sistema circulatrio gravidade, o fluido bombeado para um reservatrio superior, e distribudo por gravidade aos pontos de lubrificao. Sistema circulatrio por presso, o leo aspirado por uma bomba e levado aos rgos em movimento.Escolha do ponto de coleta As partculas que interessam para a anlise so aquelas geradas recentemente. O ponto de coleta dever ser aquele em que uma grande quantidade de partculas novas estejam presentes em regio de grande agitao. Tubulao geral de retomo do lubrificante para o reservatrio, antes do filtro; Janela de inspeo de reservatrio, prximo tubulao de descarga, varetas de nvel. Drenos geral de reservatrio ou crteres, em regio de agitao;Exigncias de alguns leos em equipamentos Sistemas hidrulicos O leo hidrulico, como chamado, alm de sua funo principal como transmissor de fora, deve lubrificar os componentes do sistema hidrulico, possuindo condies anti-desgaste, antioxidante, antiferrugem e antiespumante. Turbinas Os leos de turbina devem ter viscosidade adequada, resistncia oxidao e formao de borra, preveno contra ferrugem, resistncia formao de espuma e fcil separao da gua Redutores industriais (engrenagens) Seus leos so formulados com aditivos de extrema presso ao / ao. Apresentam estabilidade trmica, possuem inibidor de espuma, caractersticas antidesgastante e no corrosiva, alm de excelente capacidade de separao da gua, Guias e barramentos Esses leos so formulados a partir de bsicos selecionados, enriquecidos com agentes de oleosidade, extrema presso e adesividade, proteger as partes contra ferrugem. leos isolantes Os transformadores utilizam um fluido que alm de ser isolante, deve tambm permitir boa troca de calor com o ambiente. Alm dessas caractersticas devem possuir estabilidade qumica, alto ponto de fluidez, ausncia de cidos orgnicos e enxofre corrosivo, ou outros contaminantes que possam afetar os materiais usados nos transformadores. leos para compressores de refrigerao A principal caracterstica o baixssimo ponto de fluidez. leos minerais naftenicos e alguns leos sintticos e/ou semi sintticos tm essas caractersticas Bombas de vcuoPrecisam apresentar elevada presso de vapor, para evitar que os seus vapores leves sejam evaporados em servio. Compressores leos de compressores em geral possui apenas antioxidantes e anticorrosivos. Se quiser possvel usar um mesmo leo para compressores e para engrenagens industriais, desde que a viscosidade atenda aos dois equipamentos. Sistemas pneumticos leos para sistemas pneumticos necessitam apenas de um aditivo anti-desgaste que em geral atende a aplicao.

leos isolantesTransformadoresO transformador um equipamento utilizado para converter a tenso de uma corrente alternada. Ele formado basicamente pelo enrolamento (espiras de cobre coberto com verniz sinttico como isolante) e o ncleo (chapas de liga de ao silcio) responsvel por transferir a corrente induzida.Geralmente os transformadores possuem dois enrolamentos chamados de primrio e secundrio. O circuito primrio (de entrada) atravessado por uma corrente varivel onde gerada uma corrente magntica, esta corrente conduzida pelo ncleo ao circuito secundrio (de sada), onde a tenso ser alterada para maior ou menor de acordo com a quantidade de espiras do circuito primrio e secundrio. Ou seja, se o circuito primrio tiver mais espiras que o circuito secundrio a tenso ser diminuda, j se o circuito primrio tiver menos espiras que o circuito secundrio a tenso ser aumentada.

Os transformadores podem ser divididos em dois grupos: transformadores de fora ou de distribuio. Os transformadores de fora so utilizados para elevar ou diminuir a tenso, estes transformadores so utilizados em subestaes por ter menos perda de tenso. J os transformadores de distribuio so utilizados para rebaixar a tenso para que ela seja entregue as residncias, normalmente estes transformadores so encontrados em postes de energia.O leo isolanteOs leos isolantes so fludos orgnicos de baixa viscosidade e podem ser empregados como isolante mdio e dieltrico para transformadores, disjuntores, condutores e capacitores.A funo principal do leo isolante remover o calor gerado no interior do transformador para as paredes do mesmo, pois quando a corrente passa pelas resistncias eltricas das espiras ocasiona o aquecimento. O calor gerado pode causar a degradao trmica do material isolante prejudicando assim todo o equipamento. Deste modo, podemos perceber que a refrigerao realmente a principal funo do leo isolante.Outra funo do leo o isolamento eltrico que evita o rompimento dieltrico e as descargas de plasma (arco voltaico), para isso, o leo deve ser isento de umidade, como tambm de baixa viscosidade, pois assim o leo poder circular com rapidez por todo sistema. Como o leo est em contato com todos os materiais que compe o equipamento, este deve ter baixa reatividade qumica, pois caso contrrio o equipamento poder ser atacado e sofrer degradao.Portanto, as principais caractersticas do leo isolante para transformador so: Condutibilidade trmica Isolamento eltrico Baixa viscosidade Estabilidade trmica Baixa reatividade qumica Resistncia ao fogo.J o leo isolante de base naftnica mais utilizado devido as suas caractersticas de baixo ponto de fluidez e baixa viscosidade, como tambm melhor poder de solvncia que os de base parafnica.Todos os leos isolantes possuem molculas aromticas que auxiliam na melhoria das propriedades eltricas e diminuem a formao de gases e oxidao.Os leos usados provenientes dos transformadores podem ter trs fins: o recondicionamento, a recuperao e o descarte ou utilizao para outros fins.O recondicionamento trata-se da retirada da umidade e de partculas em suspenso por meio de equipamentos mecnicos como a filtragem, destilao e centrifuga.A recuperao por sua vez tem a finalidade de retirar os produtos provenientes da oxidao por meio de produtos qumicos e absorventes como a terra fuller.O AskarelOs fluidos dieltricos base de policlorados de fenol (PCB foram desenvolvidos com o intuito de melhorar algumas caractersticas tcnicas no plenamente satisfeitas, pelos leos minerais. O askarel, marca registrada, foi amplamente utilizado em capacitores e transformadores e transformadores que por alguma razo deviam ser instalados em locais onde existiam equipamentos com temperaturas elevadas, tais como fornos e caldeiras, devido a seu alto ponto de fulgor. No entanto por ser um produto txico e bio-acumulativo, na dcada de 70 foi proibido seu uso na maioria dos pases da Europa e da Amrica. No Brasil est proibida sua comercializao, incinerao e derramamento diretamente no cho.EnsaiosPonto de Anilina:Este ensaio consiste em misturar uma amostra de leo isolante com anilina e aquecer sob agitao at que os dois produtos se misturem de forma homognea. A temperatura em Celsius onde ocorre a mistura chamada de Ponto de Anilina. A anilina um composto aromtico leve e mistura-se bem aos aromticos leves presentes no leo isolante. Assim, quanto maior o teor de aromticos leves no leo, menor ser a temperatura de mistura e vice-versa. Os compostos aromticos leves so facilmente oxidados nas condies de operao dos transformadores. O limite inferior procura garantir que o teor destes compostos no seja excessivo para que no ocorra a rpida oxidao da massa de leo. Cor: Este ensaio consiste em comparar a cor de uma amostra do leo, com uma srie de padres de cores pr definidas. Os hidrocarbonetos que constituem o leo so incolores. Assim, quanto melhor for o processo de refino, mais clara ser a cor do produto final. Ponto de FulgorSo ensaios simples que informam sobre os extremos da faixa de peso molecular dos hidrocarbonetos existentes no leo avaliado. O ensaio de Ponto de Fulgor (Vaso Cleveland) consiste em aquecer o leo isolante e, simultaneamente, exp-lo ao de uma chama prxima superfcie do produto. Com o aquecimento, os compostos volteis presentes no leo iro vaporizar at que inflamaro sob a ao da chama. A temperatura onde ocorre a chama (Flash) tomada como o ponto de Fulgor. Ponto de Fluidez O ensaio de Ponto de Fluidez consiste em resfriar uma amostra do leo isolante at que cesse seu escoamento pela ao da gravidade. A temperatura em Celsius onde isto ocorre tomada como o Ponto de Fluidez. Densidade e Viscosidade: A densidade a medida da quantidade de massa por volume dos materiais e a Viscosidade a medida da fora necessria para o escoamento de um lquido. Ambas as propriedades so funo, nos hidrocarbonetos, do seu peso molecular. Tenso Interfacial: Este ensaio feito colocando-se uma camada de leo isolante sobre uma camada de gua e, em seguida, fazendo-se um anel de platina imerso na gua passar para a camada de leo. A fora necessria para fazer com que o anel rompa a superfcie da gua tomada como a Tenso Interfacial leo/gua. Quanto mais puro for o leo, menor ser sua interao com a camada de gua e mais alto ser o valor obtido para o ensaio. Rigidez Dieltrica: Este ensaio uma medida da capacidade do isolante de resistir ao impacto eltrico. Consiste em colocar uma amostra de leo entre 2 eletrodos padro e submete-la a incrementos constantes de tenso alternada at que ocorra a ruptura do meio isolante e a consequente descarga entre os eletrodos. Perdas Dieltricas: Este ensaio consiste na determinao da tangente ou seno do angulo de fase entre tenso e corrente quando se aplica uma tenso a 60 Hz no leo a analisar. A amostra colocada entre os 2 eletrodos de um capacitor e, em seguida aplicada uma tenso constante a uma temperatura fixa. A leitura obtida para os parmetros acima tomada como o fator de Perdas Dieltricas. Estabilidade Oxidao: Neste ensaio, a amostra de leo submetida a aquecimento a 100C, com borbulhamento de oxignio e em presena de catalisador de cobre. Ao final de 164 horas a amostra retirada do sistema e determina-se o seu teor de borra e ndice de acidez. Enxofre Corrosivo:Consiste em imergir uma pequena tira de cobre polido na amostra de leo e, aps submeter o conjunto a aquecimento sob atmosfera de Nitrognio por 16 horas a 140C, observar o aparecimento de manchas negras de sulfeto de cobre na superfcie da tira. Seu objetivo verificar a eficincia da remoo dos compostos de enxofre durante o processo de refino. Teor de Aditivo Antioxidante: O objetivo deste ensaio verificar a presena e teor de aditivo antioxidante na amostra de leo, por meios qumicos. Sua importncia reside no fato de que um leo isolante contendo este tipo de aditivo ir apresentar excelentes resultados no ensaio de Estabilidade Oxidao. Teor de gua: Determinao, atravs de reaes qumicas, da quantidade de gua presente na amostra de leo sob anlise. A gua apresenta solubilidade muito baixa nos hidrocarbonetos, contudo em leos minerais novos, solvel at a faixa de 60 a 70 ppm. Acima destes teores iremos encontrar gua em suspenso no leo isolante. ndice de Acidez TotalDeterminao por via qumica da quantidade total de todos os compostos capazes de reagir com soluo alcolica de Hidrxido de Potssio. Todos os compostos cidos, ou que possam dar reao cida nestas condies, iro ser determinados por este mtodo. Assim, iremos determinar a presena de compostos oxigenados, sulfurados e outros. Para leos novos, ir tambm verificar a qualidade dos processos de refino e fabricao. Manuteno em transformadoresNos transformadores eltricos, a manuteno preventiva consiste em minimizar os fatores que aceleram o envelhecimento do papel isolante. Em contato com a gua em presena de cidos e calor, a molcula da celulose hidrolisa-se, resultando em 2 ou mais molculas de celulose de peso molecular menor que o original. Como em todo polmero, suas propriedades mecnicas e eltricas dependem do peso molecular e, portanto, do tamanho da molcula. Dessa forma, a principal ao de manuteno preventiva para aumento da vida til de transformadores consiste em proteger o papel isolante da ao do calor, da gua e dos compostos cidos. Efeito das partculas slidas e da gua presentes na gua: alteram o campo eltrico nas proximidades e interferem negativamente nas propriedades de Rigidez e Perdas Dieltricas.Durante a operao dos transformadores, o lquido isolante estar circulando em seu interior, entrando em contato com todos os demais componentes do equipamento. Assim, quando ocorrer uma falha em qualquer de suas partes, algumas das propriedades do leo isolante sero alteradas. A manuteno preditiva nos transformadores, portanto, baseia-se no acompanhamento peridico e sistemtico das propriedades do leo isolante. Qualquer variao destas propriedades que no seja consequncia do envelhecimento normal do produto ser uma indicao da existncia de falha incipiente no transformador.

RefratriosSo materiais capazes de suportar elevadas temperaturas. Os materiais refratrios por excelncia, entre outros, so as cermicas. Por exemplo, a fabricao do primeiro avio supersnico de passageiros, o concorde, no teria sido possvel sem a utilizao de um metal raro no mundo, mas abundante no Brasil, o nibio: o mais leve dos metais refratrios.Cermicas refratriasOs cermicos so caracterizados como materiais inorgnicos constitudos por elementos metlicos e no metlicos ligados quimicamente entre si. Podem apresentar arranjo atmico cristalino, no cristalino, ou mistura dos dois. Como caractersticas os cermicos apresentam elevada dureza, grande resistncia mecnica em temperaturas elevadas, porm manifestam grande grau de fragilidade. Uma das aplicaes mais recentes dos materiais cermicos est na indstria automobilstica como componente do motor. Suas propriedades de resistncia ao desgaste, resistncia ao calor, baixo coeficiente de atrito e baixo peso so vantajosos do ponto de vista de eficincia mecnica. Tambm muito importante a propriedade relacionada com isolamento trmico que estes materiais apresentam, no s utilizando-os em motores como em fornos para a fuso e tratamentos trmicos dos metais e suas ligas.Aplicaes tpicas incluem revestimentos de fornos para refino de metais, fabricao de vidro, tratamentos trmicos metalrgicos e gerao de potncia.Naturalmente, o desempenho de uma cermica refratria, num grande grau, depende de sua composio. Nesta base, existem vrias classificaes, quais sejam, refratrios slico-aluminosos, de slica, bsicos e especiais. Para muitos materiais comerciais, as matrias primas ingredientes consistem de partculas tanto grandes quanto pequenas, que podem ter diferentes composies. Na queima, as partculas finas normalmente so envolvidas na formao de uma fase de ligao, que responsvel para aumentada resistncia mecnica do tijolo; esta fase pode ser predominantemente vtrea ou cristalina. A temperatura de servio normalmente inferior quela na qual a pea refratria foi queimada. Porosidade uma varivel microestrutural que deve ser controlada para produzir um tijolo refratrio adequado. Resistncia mecnica, capacidade de suportar carga, e resistncia ao ataque pelos materiais corrosivos todas elas crescem com a reduo da porosidade. Ao mesmo tempo, caractersticas de isolamento trmico e resistncia ao choque trmico so diminudas com a reduo da porosidade. Naturalmente, a porosidade tima depende das condies de servio. Tipos de cermicas refratriasRefratrios slico-aluminososOs ingredientes principais para os refratrios slico-aluminosos so misturas de argilas slico-aluminosas de alta pureza, alumina e slica. A mxima temperatura possvel sem a formao de uma fase lquida 1587C. Abaixo desta temperatura as fases de equilbrio so mulita e slica (cristobalita). Durante o uso em servio do refratrio a presena de uma pequena quantidade de uma fase lquida pode ser permitida sem comprometer a integridade mecnica. Acima de 1587C, a frao da fase lquido depender da composio do refratrio. O aumento o teor de alumina aumentar a temperatura mxima de servio, permitindo a formao de uma pequena quantidade de lquido. Tijolos de refratrio slico-aluminoso so usados principalmente em construo de fornos, para confinar atmosferas quentes e para isolar termicamente membros estruturais em relao temperaturas excessivas. Para tijolo slico-aluminoso, resistncia mecnica no ordinariamente uma considerao importante.Refratrios de slicaO principal ingrediente para os refratrios de slica, s vezes denominado refratrios cidos, slica. Estes materiais, bem conhecidos pela sua capacidade de suportar carga a alta temperatura, so comumente usados nas abbadas arqueadas de fornos de fabricao de ao e de vidro; para estas aplicaes, temperaturas to altas quanto 1650C pode ser realizada. Sob estas condies alguma poro pequena do tijolo existir realmente como um lquido. Refratrios bsicosOs refratrios que so ricos em periclsio, ou magnsia (MgO), so denominados bsicos. Eles podem conter tambm compostos de clcio, cromo e ferro. A presena de slica prejudicial ao seu desempenho em alta temperatura. Refratrios bsicos so especialmente resistentes ao ataque por escrias contendo altas concentraes de MgO e CaO, e encontram extensivo uso em alguns fornos de soleira aberta para fabricao de aos.Refratrios especiaisExistem ainda outros materiais cermicos refratrios que so usados para aplicaes refratrias bastante especializadas. Alguns desses so materiais xidos de relativamente alta pureza, muitos dos quais podem ser produzidos com muito pouca porosidade. Includos nesse grupo esto alumina, slica, magnsia, berlia (BeO), zircnia (ZrO2) e mulita (3Al2O3-2SiO2). Outros incluem compostos de carbetos, em adio ao carbono e grafita. Carbeto de silcio (SiC) tem sido usado como elementos de aquecimento a resistncia eltrica, como material de cadinho e em como componentes interno de forno. Carbono e grafita so muito refratrios, mas encontra limitada aplicao por causa da sua susceptibilidade oxidao em temperaturas acima de cerca de 800C. Como poderia ser esperado, estes refratrios especializados so relativamente caros.FabricaoConcretos refratrios so misturas de agregados e aglomerantes (cimentcios ou no) compostos de duas fases: o agregado, fase discreta e particulada; a matriz, fase finamente granulada e contnua que envolve os agregados. A matriz de um concreto refratrio constitui-se por material ligante, gua, aditivos e a parte mais fina do agregado. O material ligante, em conjunto com os finos presentes no agregado, diludo e dispersado na soluo de gua e aditivos, constituindo a parte que dar fluidez ao concreto quando em estado fresco.Depois de homogeneizada a mistura, ela passa pela conformao (martelete pneumtico ou prensagem) para posterior secagem e queima do refratrio.

guas industriaisA presena de materiais de diferentes caractersticas na gua exige que antes do uso industrial seja feito um tratamento que visa ao atendimento das especificaes adequadas a cada tipo de uso. As principais propriedades que determinam a qualidade das guas so: Turbidez, medida da quantidade de materiais em suspenso Cor Odor Alcalinidade, sendo o teor de equivalentes ao on hidroxila presentes no meio e sua medida pode ser indicada pelo pH Salinidade Dureza, se d pela presena de sais alcalinos-terrosos a ela dissolvidos, principalmente o clcio e o magnsio Teor de slica Gases dissolvidos OxidabilidadeAplicao da gua na indstriaMatria primaEm que a gua incorporada ao produto final, podem ser citados como exemplo indstrias de bebidas, cosmticos, conservas, entre outras. Nestas aplicaes, o grau de qualidade da gua pode variar bastante, podendo-se admitir caractersticas equivalentes ou superiores s da gua para o consumo humano.Uso como fluido auxiliarPara preparao de solues qumicas, reagentes qumicos ou em operaes de lavagem. O grau de qualidade da gua utilizada, da mesma forma quando utilizada como matria-prima depende do processo a que se destina.Uso para gerao de energiaA gua utilizada em estado natural, podendo ser utilizada a gua bruta de um rio, lago ou outro sistema de acmulo, tomando cuidado para que materiais como detritos e substncias agressivas no danifiquem os dispositivos do sistema.Uso como fluido de resfriamento e aquecimentoA gua aquecida, principalmente na forma de vapor, para remover o calor de misturas reativas que exijam resfriamento devido gerao de calor j que a elevao da temperatura pode comprometer o desempenho do sistema e danificar os equipamentos.Transporte e assimilao de contaminantes o uso da gua em instalaes sanitrias, na lavagem de equipamentos e instalaes ou ainda para a incorporao de subprodutos slidos, lquidos ou gasosos gerados por processos industriais.Tratamento de guasO objetivo do tratamento de gua Menor quantidade possvel de sais e xidos dissolvidos Ausncia de oxignio e ouros gases dissolvidos Isenta de materiais em suspenso Ausncia de materiais orgnicos Temperatura elevada pH adequadoExistem dois conjuntos de tcnicas para o tratamento das guas para o uso industrial, sendo:Das tcnicas convencionaisDas tcnicas especficas

Tcnicas convencionaisAs tcnicas convencionais promovem a adequao das caractersticas fsicas, qumicas e biolgicas da gua a padres estticos, econmicos e de higiene.Tcnicas especficasAs tcnicas especficas permitem adequar a gua a usos industriais mais selecionados, como processos de abrandamento pela rota trmica, de precipitao qumica com condicionamento de fosfatos e de troca inica, de degaseificao e de remoo de slica gel.Abrandamento da guaConsiste na remoo de ctions bivalentes de clcio e magnsio. Esse processo pode ser realizado por meio de trs trocas: Meio trmico: correo da dureza temporria da gua. Esse processo consiste no aquecimento da gua at a ebulio, quando os bicarbonetos de clcio e magnsio se decompes na forma de carbonatos, gs carbnico e gua. Precipitao qumica: uso de reagentes contendo nions, os quais, em contato com a gua, formam carbonatos insolveis. Os produtos mais comumente empregados na correo de dureza por precipitao qumica so cal e a barrilha. Troca inica: compreende a substituio de ons mveis presentes em um slido com estrutura aberta em forma de rede, por aqueles presentes na gua. O mais difundido aquele que promove a substituio de ctions bivalentes de clcio e magnsio solubilizados na fase lquida por slidos disponvel na resina.DegaseificaoEste mtodo trata de remover gases como oxignio, gs carbnico e sulfeto de hidrognio dissolvidos na gua. Pois esses compostos presentes na gua atuam favorecendo a corroso de equipamentos onde a gua empregada.Remoo por mtodos fsicos, aquecimento ou pulverizao da gua, ou mtodos qumicos, usos de agentes qumicos de mesma natureza da impureza, no caso de oxignio usa-se sulfito de slido e hidrazina.Remoo slica solvelA slica removida atravs de reaes qumicas.Utiliza-se oxido de magnsio, com o qual a slica se combina para formar silicatos insolveis, que so removidos aps a precipitao.Objetivo do tratamento de efluentes industriaisDependendo da atividade industrial o rio ser considerado poludo (sujo) ou contaminado (que transmite doenas). Toda gua contaminada gua poluda, portanto, o objetivo do tratamento evitar a poluio. Processos de tratamento de efluentes lquidos Efluentes que contm slidos flutuantes de grandes dimenses Processo fsicoControle: Grades, peneiras, caixa de areia, caixa de gordura Obs.: Quando predominam compostos orgnicos o lodo decantado deve ser removido e disposto adequadamente Efluentes que contm leo mineral Processo fsico Controle: Caixas separadoras gua/leo Obs.: Se o leo estiver emulsionado, necessria a reduo do pH. Efluentes que contm material coloidal, cor, turbidez, cidos, lcalis, Processos qumico e fsico-qumicoControle: Tanques de neutralizao, trocador inico, tanque de formao do precipitado Obs.: A neutralizao pode ser necessria como pr-tratamento Efluentes que contm metais pesados Processos qumico e fsico-qumico Controle: Elevao do pH, sedimento de filtrao dos compostos insolveis Efluentes que contm cianeto Processo qumicoControle: Oxidao qumica Efluentes que contm matria orgnica Processo biolgicoControle: Lodo ativado, filtro biolgico, lagoas aeradas, lagoa de estabilizao Obs.: Resduo biodegradvel DQO < ou = 3,0 DBO Efluentes sanitrios Processo biolgico Controle: Fossa sptica Efluentes domsticos Processo biolgicoControle: Lagoas de estabilizao aerbias ou facultativas