Avaliação de bio-graxas e graxas comerciais por meio de ensaios pin on disk

Abstract

Por anos a utilização do petróleo e seus derivados é difundida na sociedade, grande parte dos lubrificantes usados são de origem mineral. Porém, com o futuro esgotamento das reservas petrolíferas, não renováveis, e a difícil biodegradabilidade de seus compostos faz-se necessário a busca por outras alternativas. As bio-graxas, são uma alternativa para a resolução desses impasses, uma vez que apresentam alta taxa de degradação, são atóxicas e são provenientes de fontes renováveis. Essas como qualquer composto de uso comercial, devem atender requisitos mínimos para satisfazer regulamentações ambientais e conservação da natureza, e também substituir as de origem mineral. Assim, torna-se necessária a análise comparativa, através da análise do lubrificante e dos desgastes dos pinos e discos, das graxas sintetizadas. O professor Dr. Nelson Roberto Antoniosi Filho, da universidade federal de Goiás, UFG, está patenteando, graxas sintetizadas à base de soja. Assim, a execução deste projeto visa garantir a viabilidade técnica e comercial desses importantes bioprodutos. Para isto, foram efetuados ensaios de performance em lubrificação via desgastes dos pinos e dos discos do equipamento PIN ON DISK. Também foram efetuadas análises de contagem de Partículas Magnéticas como ferramentas auxiliares na análise de performance. Para realizar a análise das graxas, utiliza-se uma máquina PIN ON DISK, a qual realizará a rotação de um disco em um recipiente que será preenchido por graxa e atritará com um pino, ambos de aço SAE 1040. Com o intuito de comparar o comportamento das graxas em diferentes situações, insere-se também à máquina cargas, as quais alterarão o comportamento vibracional do sistema, assim como a alteração da velocidade entre os ensaios. Para uma substituição eficaz da graxa azul, a afinidade vibracional das graxas analisadas deve ser maior do que 75%. Porém, esse limiar não foi alcançado para as bio-graxas LGQ02 e LGQ03 em alguns ensaios. Após cada ensaio, com as graxas coletadas, deve-se inseri-las em um monitor automático de partículas (PQA). Notou-se que os índices PQ apresentam uma discrepância com os índices obtidos para a graxa mineral azul, apresentando um maior desgaste, assim, a graxa LGQ01 também não apresentou o seu comportamento, analisado pelos testes de vibração e PQA, próximo da graxa mineral. Portanto, conclui-se que as bio-graxas analisadas não apresentam o comportamento próximo ao da graxa mineral azul. Porém, apesar de não validadas, os testes e análises realizados não invalidam as propriedades tribológicas das bio-graxas, e nem descartam o seu uso. Slavec (2020), realizou testes similares para o mesmo grupo de graxas em comparação às graxas comerciais, os resultados obtidos por ele corroboram que as graxas LGQ01, LGQ02 e LGQ03 não apresentaram resultados satisfatórios. Ele também avalia outro grupo de bio-graxas, à base de lítio, e obtém resultados satisfatórios. Concluindo assim, que o espessante apresenta forte influência no desempenho das bio-graxas, e que através de possíveis modificações químicas, como aditivos por exemplo, possam adquirir melhores propriedades e ter uma melhor performance.

For years, the use of oil and its derivatives has been widespread in society, and most of the lubricants used are of mineral origin. However, with the future extinction of non-renewable oil reserves and the difficult biodegradability of its compounds, it is necessary to look for other alternatives. Bio-greases are an alternative for resolving these impasses, since they have a high degradation rate, are non-toxic and come from renewable sources. Like any compound for commercial use, they must meet minimum requirements to satisfy environmental regulations and nature conservation, and also replace those of mineral origin. This makes it necessary to carry out a comparative analysis of the synthesized greases, by analyzing the lubricant and the wear on the pins and discs. Professor Dr. Nelson Roberto Antoniosi Filho, from the Federal University of Goiás, UFG, is patenting synthesized soy-based greases. The purpose of this project is to ensure the technical and commercial viability of these important bioproducts. To this end, lubrication performance tests were carried out via wear on the pins and disks of the PIN ON DISK equipment. Magnetic particle count analysis was also carried out as an auxiliary tool in performance analysis. To carry out the grease analysis, a PIN ON DISK machine will be used, which will rotate a disk in a container that will be filled with grease and will wear against a pin, both made of SAE 1040 steel. In order to compare the behavior of the greases in different situations, loads are also added to the machine, which will alter the vibrational behavior of the system, as well as changing the speed between tests. For the blue grease to be effectively replaced, the vibrational affinity of the greases analyzed must be greater than 75%. However, this level was not reached for the bio-greases LGQ02 and LGQ03 in some tests. After each test, with the greases collected, they should be inserted into an automatic particle monitor (PQA). It was noted that the PQ indices showed a discrepancy with the indices obtained for the blue mineral grease, showing greater wear, while the LGQ01 grease also did not show behavior close to the mineral grease, as analyzed by the vibration and PQA tests. Therefore, it can be concluded that the bio-greases analyzed do not behave in the same way as blue mineral grease. However, although not validated, the tests and analyses carried out do not invalidate the tribological properties of bio-greases, nor do they exclude their use. Slavec (2020) carried out similar tests for the same group of greases compared to commercial greases, and the results he obtained corroborate that the LGQ01, LGQ02 and LGQ03 greases did not present satisfactory results. He also evaluated another group of lithium-based bio-greases and obtained satisfactory results. He concludes that the thickener has a strong influence on the performance of bio-greases, and that through possible chemical modifications, such as additives, they can acquire better properties and perform better.