Inovações e Avanços em Tecnologia de Lubrificação

A lubrificação é a força vital de qualquer sistema mecânico. Quer seja o motor de um carro de alto desempenho ou os componentes complexos de máquinas industriais, reduz o atrito, minimiza o desgaste e garante um desempenho ideal. Tanto para engenheiros como para entusiastas automotivos, compreender as inovações e os avanços na tecnologia de lubrificação é crucial para manter a eficiência, a segurança e a longevidade em seus respectivos campos.

Visão geral histórica da tecnologia de lubrificação

Primeiros Começos

O uso de lubrificação remonta a civilizações antigas. Os egípcios usavam azeite para reduzir o atrito entre as pedras das pirâmides, enquanto os romanos empregavam gorduras animais para lubrificar as rodas das carruagens. Esses métodos rudimentares lançaram as bases para a moderna tecnologia de lubrificação.

Revolução Industrial

A revolução industrial marcou um salto significativo na tecnologia de lubrificação. O advento das máquinas a vapor e de máquinas complexas exigiu lubrificantes mais sofisticados. Os óleos minerais começaram a substituir os óleos animais e vegetais, oferecendo melhor estabilidade de temperatura e maior vida útil.

Desenvolvimentos do século XX

O século 20 viu o nascimento dos lubrificantes sintéticos, que revolucionaram a indústria. Esses óleos fabricados proporcionaram desempenho superior sob condições extremas, abrindo caminho para avanços na aviação, exploração espacial e aplicações automotivas de alta velocidade.

Inovações recentes em lubrificação

Nanolubrificantes

Um dos avanços mais inovadores dos últimos anos é o desenvolvimento de nanolubrificantes. Esses lubrificantes incorporam nanopartículas – como grafeno, dissulfeto de molibdênio e nanotubos de carbono – que melhoram as propriedades lubrificantes. Os nanolubrificantes oferecem fricção reduzida, maior capacidade de carga e melhor estabilidade térmica.

Líquidos Iônicos

Líquidos iônicos são sais líquidos à temperatura ambiente e possuem propriedades lubrificantes notáveis. Eles são não voláteis, não inflamáveis e oferecem excelente estabilidade térmica e química. Essas propriedades tornam os líquidos iônicos ideais para aplicações de alta temperatura e alta pressão, como em máquinas industriais aeroespaciais e de serviço pesado.

Lubrificantes de base biológica

Com as crescentes preocupações ambientais, a procura por alternativas sustentáveis levou ao desenvolvimento de lubrificantes de base biológica. Derivado de fontes renováveis como óleos vegetais e gorduras animais, esses lubrificantes oferecem biodegradabilidade e menor toxicidade. As inovações nesta área melhoraram a sua estabilidade à oxidação e o desempenho geral, tornando-os viáveis para uma ampla gama de aplicações.

Sistemas de Lubrificação Inteligentes

A integração da IoT (Internet das Coisas) e da tecnologia de sensores deu origem a sistemas de lubrificação inteligentes. Esses sistemas podem monitorar a condição do lubrificante em tempo real, fornecendo dados sobre viscosidade, temperatura e níveis de contaminação. Isso permite a manutenção preditiva, reduzindo o tempo de inatividade e prolongando a vida útil das máquinas.

Tendências Futuras e Avanços na Tecnologia de Lubrificação

Lubrificantes autocurativos

Estão em andamento pesquisas para desenvolver lubrificantes autocurativos que possam se reparar após sofrer danos. Esses lubrificantes contêm microcápsulas cheias de agentes restauradores que são liberados quando o lubrificante é comprometido, restaurando suas propriedades originais.

Aditivos Avançados

O futuro da lubrificação também reside no desenvolvimento de aditivos avançados que melhoram o desempenho dos óleos básicos. Esses aditivos podem fornecer proteção adicional contra desgaste, corrosão e oxidação e até melhorar a eficiência energética de sistemas mecânicos.

O impacto das novas tecnologias de lubrificação

Desempenho e eficiência aprimorados

As inovações na tecnologia de lubrificação levam a um melhor desempenho e eficiência nos setores de engenharia e automotivo. Lubrificantes avançados reduzem o atrito e o desgaste, proporcionando uma operação mais suave e intervalos de manutenção mais longos.

Benefícios Ambientais

A mudança para lubrificantes ecológicos traz benefícios ambientais significativos. Os lubrificantes de base biológica e sintéticos reduzem a pegada de carbono de máquinas e veículos, contribuindo para os objetivos de sustentabilidade.

Economia de custos

Embora os lubrificantes avançados possam ter um custo inicial mais elevado, os seus benefícios a longo prazo incluem custos de manutenção reduzidos, menos tempo de inatividade e maior vida útil do equipamento. Isso resulta em economia geral de custos para empresas e consumidores.

Principais indústrias que dependem da tecnologia de lubrificação

Indústria Automotiva

A indústria automotiva é um dos principais setores que dependem extensivamente da tecnologia de lubrificação. Inovações como óleos sintéticos e sistemas de lubrificação inteligentes melhoraram significativamente a eficiência, a confiabilidade e a vida útil dos componentes automotivos. Cada parte móvel de um veículo, desde o motor até aos sistemas de transmissão e suspensão, requer uma lubrificação eficaz para funcionar sem problemas. Os motores de alto desempenho, em particular, exigem lubrificantes que possam suportar temperaturas e pressões extremas, ao mesmo tempo que reduzem o atrito e evitam o desgaste.

Fabricação e Máquinas Industriais

No setor manufatureiro, a tecnologia de lubrificação é crítica para o bom funcionamento das máquinas industriais. Equipamentos como correias transportadoras, prensas e máquinas CNC dependem de inúmeras peças móveis que exigem lubrificação consistente para minimizar o desgaste, reduzir o tempo de inatividade e otimizar a produtividade. Lubrificantes avançados com maior estabilidade térmica e capacidade de carga garantem que as máquinas industriais possam operar continuamente sob condições exigentes, levando a maior eficiência e economia de custos.

Indústria Aeroespacial

A indústria aeroespacial depende fortemente de tecnologia de lubrificação de última geração para garantir a segurança e o desempenho das aeronaves. Os lubrificantes utilizados neste setor devem funcionar de forma confiável sob condições extremas, incluindo grandes altitudes, temperaturas variáveis e estresse mecânico significativo. Lubrificantes sintéticos e nanolubrificantes são comumente usados em motores a jato, sistemas hidráulicos e outros componentes críticos, proporcionando a proteção necessária e reduzindo o risco de falhas mecânicas durante o voo.

Produção de Energia

Instalações de produção de energia, como usinas e parques eólicos, também contam com soluções avançadas de lubrificação para manter seus equipamentos. Turbinas, geradores e outras máquinas de produção de energia requerem lubrificantes que possam suportar cargas elevadas, pressão extrema e diversas condições ambientais. A lubrificação eficaz ajuda a reduzir custos operacionais, minimizar o tempo de inatividade e prolongar a vida útil de equipamentos essenciais, garantindo assim um fornecimento de energia estável e eficiente.

Indústria Marinha

A indústria naval, incluindo operações marítimas e de perfuração offshore, exige soluções robustas de lubrificação para lidar com os ambientes agressivos do mar. Motores marítimos, hélices e outros sistemas mecânicos estão expostos à água salgada, altas pressões e temperaturas flutuantes. Lubrificantes marítimos especializados são formulados para resistir à corrosão, suportar condições extremas e fornecer desempenho confiável, garantindo a segurança e eficiência de embarcações e equipamentos marítimos.

Indústria de Alimentos e Bebidas

Na indústria de alimentos e bebidas, a lubrificação desempenha um papel crítico na operação de máquinas de processamento e embalagem. Lubrificantes de qualidade alimentar, que são seguros para contato acidental com produtos alimentícios, são usados para manter os padrões de higiene e, ao mesmo tempo, garantir o bom funcionamento do equipamento. Esses lubrificantes devem atender a requisitos regulatórios rigorosos e oferecer propriedades como resistência à lavagem com água, estabilidade à oxidação e não toxicidade.

Ao atender essas diversas indústrias, a tecnologia avançada de lubrificação continua a ser a base da engenharia moderna, garantindo o bom funcionamento, a segurança e a eficiência de inúmeros sistemas mecânicos em todo o mundo.

Acompanhe este campo em constante evolução

O campo da tecnologia de lubrificação está em constante evolução, trazendo inovações que melhoram o desempenho, a eficiência e a sustentabilidade. Mantendo-se informados e adotando esses avanços, engenheiros e entusiastas automotivos podem garantir que seus sistemas funcionem de maneira suave e eficiente.

A evolução dos óleos sintéticos

Os óleos sintéticos percorreram um longo caminho desde a sua introdução. O uso de óleos minerais tradicionais já na década de 1970 mostrou suas capacidades limitadas sob carga e condições de alta temperatura. Havia a necessidade de criar lubrificantes mais eficazes que pudessem garantir o funcionamento estável dos motores mesmo nas condições mais adversas. Os óleos sintéticos foram a solução.

Ao longo dos anos, tecnologias melhoradas, como aditivos melhorados, fórmulas de baixa evaporação e o desenvolvimento de óleos biodegradáveis, tornaram o óleo sintético e o óleo de motor num componente indispensável para o funcionamento eficiente dos motores modernos.

Além disso, estão sendo introduzidas tecnologias que podem prolongar a vida útil do óleo, minimizando os processos de oxidação e degradação. Isto pode não só reduzir o custo de operação do veículo, mas também torná-lo mais ecológico.

Lubrificantes avançados melhoram a eficiência do motor

A principal tarefa dos lubrificantes modernos é proteger o motor de temperaturas extremas e cargas elevadas. Graças às inovações na tecnologia de proteção do motor, os lubrificantes automotivos modernos com fórmulas aprimoradas oferecem muitas vantagens.

• Eles ajudam a formar uma forte película protetora na superfície das peças metálicas do motor, o que minimiza o atrito entre seus componentes móveis, reduzindo o desgaste e evitando o superaquecimento. Além disso, a redução do atrito interno ajuda a conservar a energia do motor, o que pode reduzir significativamente os custos de combustível e as emissões nocivas.
• Os óleos sintéticos são mais capazes de resistir a depósitos e oxidação, resultando em motores com funcionamento mais limpo.
• A utilização destes lubrificantes ajuda a manter as condições normais do motor, melhorando o desempenho do motor e prolongando os intervalos de mudança de óleo.

Em resumo, podemos dizer que os novos desenvolvimentos na tecnologia de protecção do motor e nos óleos sintéticos contribuem para a durabilidade, economia e respeito pelo ambiente dos automóveis, proporcionando protecção fiável de todos os principais sistemas do motor e prolongando a sua vida útil.

Nanotecnologia em lubrificantes: o futuro está aqui

A nanotecnologia na indústria automotiva oferece novas oportunidades para melhorar a eficiência e a durabilidade dos motores. Devido às suas propriedades especiais, as nanopartículas na composição dos óleos sintéticos podem alterar significativamente o funcionamento dos motores, melhorar seu desempenho e reduzir o desgaste.

A nanotecnologia permite adicionar partículas finas aos óleos que proporcionam uma cobertura precisa e uniforme de todas as peças móveis do motor. Essas partículas criam uma película fina na superfície do metal que reduz efetivamente o atrito. Ao contrário dos lubrificantes tradicionais, onde a película de óleo pode quebrar sob pressão e altas temperaturas, as nanopartículas proporcionam uma proteção mais resistente e duradoura.

Além disso, os nanomateriais são autocurativos, o que significa que podem “preencher” fissuras microscópicas e danos nas superfícies do motor, melhorando a vida útil do motor e a eficiência energética. Essa capacidade é especialmente importante para os motores atuais de alto desempenho que operam em altas rotações ou em ambientes de alta temperatura.

A nanotecnologia é um novo “trampolim” na tecnologia de proteção de motores, proporcionando aos veículos confiabilidade e durabilidade.

Lubrificantes ecológicos e sustentáveis

A produção de óleos sintéticos ecológicos e sustentáveis baseia-se na utilização de novos recursos em vez de componentes petroquímicos tradicionais. Os óleos biossintéticos são produzidos a partir de materiais naturais - óleos vegetais e gorduras processadas, que possuem excelentes propriedades lubrificantes e qualidade que podem competir com os produtos tradicionais. Estes óleos não só se degradam mais rapidamente e com menos impacto na natureza, como também reduzem a dependência de combustíveis naturais.

Através da utilização de novas tecnologias e aditivos, estes óleos de motor possuem:

• alta resistência à oxidação, o que prolonga a vida útil do motor e os intervalos de troca de óleo;
• menor evaporação e emissão de substâncias significativamente menos nocivas do que as suas contrapartes minerais, o que ajuda a reduzir as emissões de gases nocivos; 
• maior durabilidade e redução da frequência de trocas de óleo, o que por sua vez reduz o volume de óleo utilizado e reduz a carga sobre instalações de reciclagem e aterros sanitários.

A utilização de materiais biossintéticos na produção de lubrificantes não se trata apenas de melhorar o desempenho dos veículos, trata-se de um futuro mais ecológico. O que, a longo prazo, ajudará a criar veículos mais ecológicos e eficientes que atendam às demandas atuais.

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Mas mais está por vir. 

O crescimento populacional em todo o mundo, o aumento da urbanização e outras mudanças demográficas amplas começarão a alterar fundamentalmente a forma como pensamos a mobilidade. As tecnologias conectadas, autónomas, partilhadas e eléctricas – muitas vezes referidas colectivamente como tecnologias CASE – e outras inovações poderão derrubar o conceito do automóvel pessoal nos próximos anos. E talvez o mais importante, os esforços contínuos de descarbonização e sustentabilidade crescem rapidamente e terão novas implicações generalizadas para os lubrificantes em todas as aplicações. 

Com tudo isto em mente, abaixo estão as três tendências mais impactantes que estamos observando este ano e o que elas significarão para os comerciantes e profissionais de lubrificantes em todo o mundo.

Tendência nº 1: os esforços de sustentabilidade aumentarão de nível

Embora os negócios de aditivos e lubrificantes tenham certamente contribuído para a sustentabilidade de muitas maneiras, as partes interessadas da indústria deverão esperar novos desafios e oportunidades nos próximos anos. 

Por exemplo, a legislação europeia exige que as emissões médias de CO2 da frota de veículos novos (tanto ligeiros como pesados) matriculados em 2025 sejam 15% inferiores aos níveis de 2021. Para cumprir estes requisitos, os fabricantes de veículos estão a adotar cada vez mais óleos de motor de baixa viscosidade, sendo os óleos de motor SAE 0W-20 agora utilizados como opção de abastecimento de fábrica para muitos motores. 

Além disso, estão em desenvolvimento planos para introduzir regras de “verificação em serviço”, com o objetivo de garantir que o desempenho do CO2 seja mantido durante toda a vida útil do veículo. Alguns fabricantes de equipamento original (OEMs) estão, portanto, adotando serviços de manutenção mais rigorosos, exigindo que a mesma especificação de óleo de motor e grau de viscosidade sejam usados durante toda a vida útil de um veículo.

Enquanto isso, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) anunciou recentemente novas regras rigorosas de emissões para veículos do ano modelo 2027-2032. Esta é uma das razões pelas quais o ILSAC GF-7 – o sucessor do ILSAC GF-6, que acaba de receber o primeiro licenciamento em 2020 – foi solicitado até o primeiro trimestre de 2025. A solicitação da especificação ILSAC GF-7 abrange melhorias cruciais em uma ampla gama de características de desempenho, e a indústria se concentrará intensamente ao longo de 2024 em provar a tecnologia relacionada às melhorias solicitadas por esta especificação, incluindo o seguinte:

• Limpeza aprimorada do pistão
• Melhor eficiência de combustível
• Proteção contra pré-ignição de baixa velocidade (LSPI) em óleo envelhecido
• Adaptações para acomodar a crescente adoção de filtros de partículas de gasolina (GPF)
• Redução no desgaste da corrente de distribuição
• Bombeabilidade do óleo
• Desempenho de gelificação
• Compatibilidade do material com novos materiais de elastômero de vedação.

Noutros lugares, órgãos governamentais estão a propor a proibição total do motor de combustão interna (ICE). Por exemplo, a proibição de carros movidos a ICE pretende ser um componente importante do plano da União Europeia para atingir emissões líquidas zero até 2050, com a proposta de uma proibição total da venda de novos carros a diesel e gasolina até 2035. Nos Estados Unidos, o California Air Resources Board (CARB) em 2023 finalizou uma regra para eliminar gradualmente a venda de novos carros movidos a diesel ou gasolina no estado até 2035. A regra exigirá 35% dos carros novos, SUVs e pequenos caminhões vendidos como veículos com emissões zero a partir de 2026, aumentando para 68% em 2030 e 100% em 2035. Em 2022, os veículos com emissões zero representavam cerca de 16% dos carros novos vendidos na Califórnia. A regra também estabelece durabilidade, garantia e outras disposições para veículos com emissão zero.

Finalmente, inúmeras indústrias também procuram lubrificantes que sejam mais ecológicos. Volumes significativos de fluidos industriais vazam para o meio ambiente através de infiltração, derramamento e descarte descuidado de máquinas todos os anos. À medida que o mundo procura continuamente tornar-se mais consciente do ponto de vista ambiental, minimizar o impacto de tais perdas tornou-se cada vez mais crítico – e é por isso que a procura por lubrificantes ambientalmente aceitáveis (EALs) continuará a crescer em 2024 e mais além. EALs são formulações fluidas que demonstraram atender a esses padrões regulatórios de biodegradabilidade, potencial não bioacumulativo e toxicidade mínima para a vida aquática em comparação com lubrificantes convencionais.

Tomadas em conjunto, estas medidas apontam para um novo normal quando se trata de esforços de sustentabilidade – um que exige continuamente melhorias de desempenho para produtos lubrificantes acabados. Os óleos de motor da próxima geração devem permitir que a nova tecnologia de motores cumpra os novos padrões de emissões em todo o mundo e exigirão algumas mudanças fundamentais na formulação e na química dos aditivos para enfrentar o desafio. No caso dos EALs, serão necessárias reformulações completas para os profissionais de marketing que buscam aproveitar a oportunidade que o mercado representa; muitos dos aditivos mais comumente usados em fluidos tradicionais simplesmente não atendem aos padrões ambientais exigidos pelos EALs. 

Tendência nº 2: Tecnologias emergentes ampliarão ainda mais os limites

Juntamente com os novos requisitos de sustentabilidade, assistimos também à introdução de novas formas de mobilidade que irão introduzir desafios adicionais para os lubrificantes.

No espaço ICE, os OEM estão a explorar uma vasta gama de combustíveis alternativos que mantêm melhores perfis ambientais e de sustentabilidade do que os combustíveis fósseis tradicionais. Estes incluem hidrogénio, gás natural, biocombustíveis e combustíveis eletrónicos (também conhecidos como gasolina sintética) – cada um dos quais pode ter requisitos de lubrificante completamente diferentes dos da gasolina ou do gasóleo. 

Os biocombustíveis, por exemplo, apresentam desafios que envolvem oxidação e limpeza. Como os biocombustíveis estão suficientemente estabelecidos, estes desafios são bem compreendidos. Mas podemos antecipar que a utilização de biocombustíveis só continuará a crescer em 2024 e mais além, especialmente na América Latina, onde a produção interna de biocombustíveis é abundante. Os comerciantes de lubrificantes que desejam competir nestes mercados devem estar preparados. 

Outros combustíveis alternativos representarão desafios inteiramente novos. O hidrogênio, por exemplo, difere da gasolina no próprio processo de combustão, na relação ar-combustível, na energia de ignição, na velocidade da chama, na temperatura de autoignição, na difusividade, na distância de extinção e na densidade. Esses fatores podem influenciar significativamente as características de desempenho exigidas para um lubrificante em tal aplicação. 

Depois, claro, há a eletrificação em curso da indústria automóvel, que continuará a ter um grande impacto no mercado de lubrificantes. Por exemplo, muitos eixos eletrônicos de primeira geração (por exemplo, a transmissão usada em veículos elétricos a bateria, ou BEVs) foram projetados com o motor elétrico isolado do fluido de transmissão, e o projeto da transmissão normalmente consistia em uma única relação de transmissão. 

Isso está mudando e evoluindo à medida que os OEMs buscam ganhar eficiência, melhorar a autonomia e reduzir o custo e o peso do eixo elétrico, e veremos os impactos em 2024 e além. Muitos projetos de eixo eletrônico de segunda geração incluem o motor elétrico dentro da própria transmissão, deixando o motor elétrico agora exposto ao fluido da transmissão. O fluido precisa desempenhar todas as funções de antes, ao mesmo tempo que protege contra a corrosão do cobre e mantém o motor em temperaturas ideais. Além disso, os eixos eletrônicos de múltiplas velocidades também equilibrarão o desempenho de fricção das embreagens. Essas demandas exigirão fluidos de transmissão especialmente formulados que diferem significativamente daqueles disponíveis atualmente.

Tendência nº 3: A Indústria 4.0 gerará novas eficiências abrangentes

A Indústria 4.0 – também conhecida como produção inteligente ou quarta Revolução Industrial – está a mudar fundamentalmente a forma como as empresas fabricam, melhoram e distribuem os seus produtos em todos os mercados globais. Seus impactos são significativos e abrangentes.

Para o mercado de lubrificantes, o principal impacto da Indústria 4.0 tem a ver com a forma como os lubrificantes são selecionados, consumidos e avaliados. Estes processos estão a tornar-se cada vez mais digitalizados, o que significa que os operadores têm cada vez menos contacto com o próprio lubrificante e, em vez disso, dependem de sistemas de dados para avaliar o desempenho e tomar decisões. Esta nova realidade tem duas implicações principais: 

1. Para os usuários finais, muitas vezes é mais importante conhecer os sistemas de dados do que o próprio lubrificante, e isso pode significar que o conhecimento local sobre os lubrificantes e suas aplicações adequadas pode ser prejudicado.
2. As diretrizes de desenvolvimento e uso de produtos lubrificantes serão mais influenciadas por esses sistemas de dados, bem como pelas pessoas que os gerenciam.

Mas os dados não contam uma história significativa sem análise, interpretação e percepção. Será importante que os operadores entendam por que os dados mostram o que mostram e quais melhorias devem ser feitas, seja um produto diferente, um novo produto químico ou uma mudança no comportamento de manutenção. Para os profissionais do mercado de lubrificantes, o nosso papel evolutivo deve ser o de consultor, tornando-se o ponto de ligação entre o que os dados mostram e o que eles significam em termos de desempenho no mundo real e estratégias de lubrificação.

Essas mudanças também levarão a oportunidades. Os sistemas baseados em dados da Indústria 4.0 proporcionam maior transparência aos utilizadores finais relativamente aos benefícios de desempenho de lubrificantes de maior qualidade. Cada vez mais, eles serão capazes de ver as eficiências que os produtos de alto desempenho trazem para a mesa e como elas se traduzem em valor real. Como tal, trazer verdadeiro significado e visão aos dados, correlacionando-os com o desempenho e a degradação dos lubrificantes, será um papel fundamental para a indústria de lubrificantes.  

O resultado final

A mudança está chegando. Você está pronto? 

Aditivos e lubrificantes de alto desempenho serão fundamentalmente necessários para navegar nas tendências descritas neste artigo. Soluções de lubrificantes customizadas para indústrias e aplicações específicas se tornarão mais predominantes. Os profissionais de marketing de lubrificantes podem precisar repensar totalmente seus portfólios de produtos e devem contar com os fornecedores, fornecedores e parceiros certos para impulsionar o sucesso. A estreita colaboração entre todas as partes interessadas será uma necessidade absoluta. 

Os comerciantes de lubrificantes de todos os setores devem aproveitar seus parceiros e fornecedores para mantê-los na vanguarda. A tecnologia avançada de aditivos, a experiência em química e a consulta estreita com os parceiros certos serão fundamentais à medida que a indústria avança — em conjunto.