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Anais do I Simpósio Interdisciplinar de Tecnologias na Educação [SInTE] – IFSP Câmpus Boituva
24 a 26 de junho de 2015 – Boituva SP – Capital Nacional do Paraquedismo
Proposta para a implementação de um laboratório de análise
do óleo lubrificante utilizado em máquinas agrícolas de usinas
sucroalcooleiras
Tatiane F. Zambrano Brassolatti1, Altair Fernandes2, Marcela A. Bataghin Costa 3,
Marcelo Brassolatti4
1
2e4
Instituto Federal de São Paulo (IFSP) – Salto, SP - Brasil
Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – São Carlos, SP - Brasil
3
Instituto Federal de São Paulo (IFSP) – São Carlos, SP - Brasil
[email protected]
Abstract. The aim of this paper is to propose a plan for the implementation of a
lube oil analysis laboratory used in agricultural machinery of sugar and
alcohol sector. Therefore, researched the cases of literature plants that have
implemented a lubricating oil analysis laboratory and the results achieved. It is
believed that perform periodic analysis of lubricating oil instead of following
the exchange period stipulated by the manufacturer, reduce the amount of
trade and environmental impacts resulting from this activity.
Resumo. O objetivo deste artigo é propor um plano para a implementação de
um laboratório de análise do óleo lubrificante utilizado em máquinas
agrícolas de usinas sucroalcooleiras. Para tanto, pesquisou-se os casos da
literatura de usinas que implementaram um laboratório de análise do óleo
lubrificante e os resultados alcançados. Acredita-se que realizar a análise
periódica do óleo lubrificante ao invés de seguir o prazo de troca estipulado
pelo fabricante, reduza a quantidade de trocas e os impactos ambientais
decorrente desta atividade.
1. Introdução
O Brasil é um dos maiores produtores de açúcar e álcool. Desta forma, o setor
sucroalcooleiro se torna um referencial em termos de importância econômica, social e
ambiental, atraindo investimentos para a área agrícola e industrial.
O objetivo deste artigo é propor um plano para a implementação de um laboratório de
análise do óleo lubrificante utilizado em máquinas agrícolas de usinas sucroalcooleiras.
As trocas de óleo lubrificante podem seguir dois critérios:
 Recomendação do fabricante: a recomendação de troca do óleo do fabricante tende a
ser antes do final da vida útil do óleo, a fim de evitar problemas relacionados a
quebra de máquinas, paradas na produção, etc. Desta forma, há um aumento da
quantidade de trocas do óleo lubrificante e dos impactos ambientais;
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 Análise do óleo lubrificante: o óleo é analisado periodicamente e somente é trocado
no final da vida útil. Desta forma, a quantidade de trocas dos óleos e dos filtros é
minimizada e os impactos ambientais também.
A análise de óleo lubrificante usado, apesar de aparentemente simples, necessita de
muito empenho do pessoal de laboratório e da manutenção mecânica, onde a
comunicação imediata entre ambos é vital para a otimização das trocas de óleos e filtros.
Este artigo se inicia com o referencial teórico. Posteriormente, tem-se o método e os
resultados alcançados. Por fim, são apresentadas as conclusões e as referências
bibliográficas.
2. Referencial Teórico
O óleo lubrificante presente em muitos compartimentos de equipamentos agrícolas
(motor a combustão interna, transmissão, diferenciais e reduções finais) possui as
seguintes funções:
 Manter os compartimentos em uma temperatura ideal de operação;
 Reduzir os atritos aumentando o rendimento do motor e diminuindo o consumo de
combustível.
 Proteger as peças contra o desgaste e a corrosão, garantindo a longevidade e a
eficácia do motor.
O óleo lubrificante também permite a eliminação das impurezas, através do filtro
de óleo e das trocas, assim mantém a limpeza das peças do motor. Reforça a vedação,
que assegura a taxa de compressão do motor, otimizando a sua potência.
Define-se análise de óleos lubrificantes como a ciência que estuda as superfícies
que interagem entre si. Tendo como objetivo a avaliação da condição do lubrificante e
também pode ser aplicada na área de manutenção como uma ferramenta de avaliação da
condição de máquinas.
A análise de óleo lubrificante consiste no acompanhamento periódico de
amostras, tendo como objetivo a avaliação dos mecanismos de desgaste que são
produzidos em máquinas onde ocorre o movimento das partes mecânicas em contato.
Esta ferramenta pode ser utilizada em sistemas de caixa de engrenagem, motores à
combustão interna, reduções finais de tratores e equipamentos mecânicos que utilizam
óleos lubrificantes e graxas para reduzirem o atrito provocado pela aderência das partes
móveis.
As possíveis causas de contaminação do óleo do motor de tratores utilizados em
usinas sucroalcooleiras são:
a) Contaminação por água: é um contaminante universal e deve ser removida dos
fluidos de operação. A água livre, ou emulsificada, é definida como a água acima do
ponto de saturação de um fluido específico. Neste ponto, o fluido não pode dissolver ou
reter mais água. A água livre geralmente é percebida como uma descoloração “leitosa”
do fluido. Nos motores de combustão interna de máquinas agrícolas, a água pode estar
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presente por condensação, que ocorre com operações agrícolas a baixa temperatura,
ventilação inadequada no cárter, uso excessivo em marcha lenta e períodos curtos em
serviços intermitentes.
b) Redução de viscosidade: a viscosidade é a propriedade mais importante dos óleos
lubrificantes, definida como a capacidade que o fluido tem de vencer a tensão de
cisalhamento. Viscosidade também pode ser definida como a medida da taxa de fluxo
de um lubrificante a uma determinada temperatura em relação ao tempo, podendo ser
expressa em termos de viscosidade cinemática (mm² / s ou CSt) ou viscosidade absoluta
ou dinâmica (Pa.S). O uso de óleo lubrificante contaminado possui como possível causa
a viscosidade abaixo do padrão original definida pelo fabricante do óleo. Isso se dá
possivelmente pela diluição do óleo pelo combustível, através dos bicos injetores
gotejando, ou através da alimentação de ar no sistema de admissão ou pelo sistema de
escape obstruído.
c) Aumento de viscosidade: o aumento da viscosidade do óleo ocorre pelo uso de
produto mais viscoso, pela contaminação por água e por fuligem do combustível, ou
contaminação por um óleo mais viscoso. Outro motivo que é responsável pelo aumento
da viscosidade é a degradação do óleo, causada principalmente pela refrigeração
inadequada, operação com mistura pobre de combustível e ar e períodos de drenagem
excessivamente prolongados de troca de óleo.
d) Contaminação por insolúveis: o óleo lubrificante pode ser contaminado por
insolúveis quando existe uma queima nos cilindros dos motores a diesel com mistura de
ar mais combustível desproporcional ao recomendado, ou seja, quando existe uma
mistura com mais combustível do que ar no cilindro, ocasionando dificuldade para o
motor pegar, por problemas nos bicos injetores que ficam defeituosos e ou a entrada de
ar de admissão obstruída. A contaminação por insolúveis também pode acontecer
devido à entrada de poeira pelo sistema de admissão, ocasionado principalmente pela
manutenção inadequada do filtro de ar, por vazamento de ar no sistema de admissão e
pelo indicador de restrição que pode estar obstruído ou ausente no sistema.
O óleo lubrificante degradado é considerado um resíduo tóxico. Desta forma, a
Resolução, nº 09, de 31 de Agosto de 1993 do Conselho Nacional de Meio Ambiente
(CONAMA) proíbe:
 O descarte dos óleos lubrificantes no solo, em águas superficiais, subterrâneas, no
mar e em sistemas de esgoto;
 O descarte de óleo lubrificante que possa causar poluição atmosférica;
 A utilização de óleos lubrificantes que não possam ser reciclados através de rerrefino,
exceto com autorização do IBAMA;
 A disposição final dos rejeitos do processo de rerrefino dos óleos lubrificantes sem
tratamento prévio que garanta a eliminação das características tóxicas e poluentes do
resíduo; a preservação dos recursos naturais e o atendimento aos padrões de qualidade
ambiental.
Para se compreender como deve ser realizada a correta disposição de óleos
lubrificantes é necessário conhecer a definição de alguns termos. O Artigo 2º da
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Portaria, nº 125, de 30 de Julho de 1999 da Agência Nacional de Petróleo cita algumas
definições:
 Óleo lubrificante básico: principal constituinte do óleo lubrificante acabado, podendo
ser de origem mineral (derivado do petróleo) ou sintético (derivado de vegetal ou de
síntese química);
 Óleo lubrificante acabado: produto formulado a partir de óleo lubrificante, podendo
conter aditivos;
 Óleo lubrificante usado ou contaminado: óleo lubrificante acabado que, em função do
seu uso normal ou por motivo de contaminação, tenha se tornado inadequado à sua
finalidade original;
 Rerrefino: processo industrial para remoção de contaminantes, de produtos de
degradação e de aditivos do óleo lubrificante usado ou contaminado, conferindo ao
produto final as mesmas características de óleo lubrificante básico.
Os óleos lubrificantes degradados ou contaminados devem ser encaminhados
para o rerrefino que remove os aditivos e os contaminantes do óleo. Este processo
resulta em óleo básico e rejeitos. As empresas que realizam o rerrefino do óleo
lubrificante devem ser cadastradas na Agência Nacional de Petróleo (ANP).
3. Método
Este artigo se baseou em um estudo de caso da literatura que comparou os tempos de
troca de óleo lubrificante de máquinas agrícolas de acordo com a recomendação do
fabricante ou conforme a análise do óleo.
De acordo com este estudo, foi proposto de um plano para a implementação de
um laboratório de análise do óleo lubrificante utilizado em máquinas agrícolas de usinas
sucroalcooleiras.
4. Resultados
BORMIO (1992) realizou um estudo comparando o tempo de troca de óleo lubrificante
em motores a diesel em onze tratores nas seguintes usinas sucroalcooleiras:
 Usina sucroalcooleira A: se baseava no tempo de recomendação do fabricante para
realizar a troca do óleo lubrificante e filtros. Foram analisados 6 tratores;
 Usina sucroalcooleira B: realizava a análise periódica do óleo lubrificante para
verificar a necessidade de troca do óleo lubrificante e filtros. Foram analisados 5
tratores.
O tempo médio (horas) de troca de óleo lubrificante em motores a diesel dos
onze tratores está apresentado no Gráfico 1.
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Usina sucroalcooleira A
Usina sucroalcooleira B
Gráfico 1: Tempo médio (horas) de troca de óleo lubrificante em motores a diesel de
tratores. Fonte: Bormio (1992).
O tempo médio (horas) de troca de filtros de óleo lubrificante em motores a
diesel dos onze tratores está apresentado no Gráfico 2.
Usina sucroalcooleira A
Usina sucroalcooleira B
Gráfico 2: Tempo médio (horas) de troca de filtros de óleo lubrificante em motores a
diesel de tratores. Fonte: Bormio (1992).
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De acordo com os Gráficos 1 e 2, conclui-se que a análise do óleo lubrificante de
motores a diesel de tratores agrícolas aumenta o tempo médio de troca do óleo e dos
filtros e, consequentemente reduz os impactos ambientais.
Para realizar a análise do óleo lubrificante é necessário que a usina
sucroalcooleira instale um laboratório. No próximo item serão descritos os passos para a
implementação deste laboratório.
4.1 Plano para a implementação de um laboratório de análise do óleo lubrificante
Neste item serão propostos os passos para a implementação de um laboratório de análise
do óleo lubrificante de equipamentos agrícolas (colhedoras, caminhões, tratores e motobombas) em usinas de cana e álcool.
Os equipamentos necessários para realizar as análises estão descritos a seguir.
Um aparelho para determinação do ponto de fulgor de vaso aberto que é a menor
temperatura corrigida, em que ocorre um lampejo, provocado pela inflamação dos
vapores da amostra, pela passagem de uma chama piloto.
Figura 1: Aparelho para medir ponto de fulgor de vaso aberto Cleveland.
Um viscosímetro portátil Visgage que constata a viscosidade do óleo de forma
rápida, com precisão desejável, com um custo baixo.
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Figura 2: Aparelho de medir viscosidade Visgage.
Um sistema de filtração responsável por verificar a quantidade de partículas
sólidas presentes na amostra de óleo lubrificante.
Figura 3: Sistema de filtração de impurezas sólidas presentes nos óleos lubrificantes.
O laboratório deverá conter exaustores e capela, pois o aparelho que mede o
ponto de fulgor expele gases e atinge altas temperaturas.
Para retirar as amostras dos compartimentos dos equipamentos agrícolas será
necessário uma bomba manual conforme descrito na Figura 4.
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Figura 4: Bomba manual de coleta de amostra.
As características dos óleos lubrificantes que serão analisadas são:
 Viscosidade;
 Viscosidade Cinemática a 40ºC e 100ºC;
 Ponto de Fulgor.
As amostragens das análises serão realizadas a cada 100 horas e após o laudo
será recomendado a intervenção para manutenção.
Um sistema informatizado deverá ser utilizado para o controle de histórico das
recomendações e dos serviços realizados nos equipamentos.
5. Conclusão
O objetivo inicial deste artigo foi atingido. No item “Plano para a implementação de um
laboratório de análise do óleo lubrificante” tem-se um detalhamento dos equipamentos e
ensaios que devem ser realizados.
A implementação de um laboratório de análise de óleo lubrificante em uma usina
sucroalcooleira terá os seguintes benefícios:
 Aumento da vida útil dos óleos lubrificantes, ocasionando em uma economia de
óleos e filtros e redução dos impactos ambientais;
 Com a implantação do laboratório de análise de óleo, prováveis problemas nos
componentes internos de motores, transmissões e reduções finais poderão ser
diagnosticados em tempo, contribuindo assim para uma intervenção com custos muito
menores para o equipamento como um todo.
Desta forma, recomenda-se que as usinas sucroalcooleiras implementem um
laboratório de análises dos óleos lubrificantes utilizados em máquinas agrícolas ao invés
de seguir o prazo de troca de óleos recomendada pelo fabricante.
Referências
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). (1994). NBR 5462: confiabilidade
e mantenabilidade. Rio de Janeiro.
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BORMIO, M. R. (1992). As análises de óleo lubrificante como instrumento de
manutenção preventiva de tratores agrícolas. 136p. Dissertação (Mestrado em
Agronomia – Energia na Agricultura) – Faculdade de Ciências Agronômicas,
Universidade Estadual Paulista, Botucatu.
BRASIL. Portaria, nº 125, 30 de Julho de
<http://www.anp.gov.br>. Acesso em: 12 dez 2014.
1999.
Disponível
em:
CONAMA. Resolução, nº 009, 31 de Agosto de 1993. Disponível em:
<http://www.anp.gov.br>. Acesso em: 10 dez 2014.
SLACK, Nigel et al. (2002). Administração de Produção. São Paulo: Atlas.
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