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nica e Engenharia Industrial conta� com� uma� experiência demais de 25 anos em�áreas�de�estudo,�que�cobrem�temas�relacio-nados�com�a�ciência�e�tecnologia�do�atrito,�bem�como�com�a�lubri-ficação�e�desgaste,�apoia�a� indústria�no�campo�da�Lubrificação�eManutenção�Industrial,�prevenindo�danos�nos�equipamentos,�inter-venções�não�planeadas,�perdas�de�produção�e�elevados�custos�dereparação.�O�INEGI�reúne�o�conhecimento�de�áreas�fundamentaispara�melhorar�a�fiabilidade,�o�desempenho�e�a�eficiência�de�equi-pamentos�industriais.

O�Laboratório�de�Análise�de�Lubrificantes�(LAL)�do�INEGI�disponibi-liza�os�seguintes�métodos�de�análise:

Viscosimetria�Dinâmica�(SV-10)�e�Cinemática�(Engler);

Densímetro�(DMA�35);

Espectroscopia�de�Infravermelhos�(FTIR);

Contagem� de� Partículas� (ISO� 4406:99,� NAS� 1638,� SAE� AS 4059);Filtragem�por�Membrana�(Millipore);

Ferrografia�de�Leitura�Direta�(DRIII);

Ferrografia�Analítica�(FMIII);

Microscópio�Óptico�(Ferroscópio);

Titulador�Titrito�TAN/TBN�(ASTM�D974-97);

Vaso� Aberto� –� Ponto� de� Inflamação� e� de� Combustão� (ASTM D92-98a).

ANÁLISE DE LUBRIFICANTES

A�Análise�de�Lubrificantes�em�serviço�é�uma�técnica�de�ManutençãoCondicionada�que�já�demonstrou�a�sua�elevada�eficiência�como�fer-ramenta�de�gestão�na�monitorização�da�condição�de�equipamentose�componentes�lubrificados,�assim�como,�do�próprio�lubrificante.�

Essa� eficiência� é,� contudo,� significativamente� afetada,� pelo�modocomo�o�pessoal�da�manutenção�entende�e�encara�um�programa�deanálise�de�lubrificantes.

Quando�devidamente�implementado,�um�programa�de�análise�delubrificantes�releva-se�de�elevado�potencial�na�deteção�e�identifica-

INTRODUÇÃO

A�manutenção�industrial�é�um�impor-tante� campo� de� conhecimento� daengenharia�mecânica,� sendo� essen-cial�a�sua�correta�aplicação�em�qual-quer� planta� industrial,� uma� vez� queestas�normalmente�contam�com�inú-meros� equipamentos� mecânicos� noprocesso�de�produção.

A� mudança� de� uma� manutençãoreativa/corretiva�para�uma�manuten-ção�condicionada�é,�ainda,�um�dosobjetivos� de� uma� grande� parte� dasempresas� atuais,� contudo,� umamudança� bem-sucedida� requer� umplano� de� gestão� bem� trabalhado� eacima�de�tudo,�adaptável�à�estruturada�própria�empresa.�

O�melhor�plano�será�sempre�aqueleque� permite� obter� uma� previsão� doestado�de�condição�dos�seus�equipa-mentos�–�um�programa�que�permitedefinir�com�precisão�as�necessidadesde� manutenção.� Esta� estratégia� émuitas� vezes� referida� como� Manu-tenção de Precisão.

Numa�estratégia�deste�tipo,�um�pro-grama�de Análise de Lubrificantesdesempenha�um�papel� crucial� e,� sebem� implementado,� fornece� infor-mação� preciosa� para� otimizar� osrecursos� de�manutenção� e,� simulta-neamente,�aumentar�a�fiabilidade�doequipamento�e�do�lubrificante.�

ENQUADRAMENTO

O INEGI – Instituto de Ciência eInovação em Engenharia Mecâ-

Análise de Lubrificantes na Manutenção Industrial

Autor:�Beatriz�Graça�[INEGI�–�Instituto�de�Ciência�e�Inovação�em�Engenharia�Mecânica�e�EngenhariaIndustrial�/�bmg@inegi.up.pt]

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ção�de�avarias�numa�fase�ainda�prematura,�evitando�danos�subse-quentes�no�equipamento�que�representam�custos�elevados�de�repa-ração�e�indisponibilidade�operacional.�

A�Análise�de�Lubrificantes�oferece�assim�vários�benefícios.�Financei-ramente,� podemos� agrupar� esses� benefícios� em� dois� grupos,� umvocacionado� para� Poupar Dinheiro, e� o� outro� para� GanharDinheiro:�

Poupar Dinheiro

Fazer�manutenção�com�base�no�estado�de�condição�reduz�cus-tos�de�substituição�e�ordens�de�trabalho�desnecessárias;

Identificar�problemas�prematuramente,�evitando�grandes�repa-rações�e�danos�colaterais;

Identificar�problemas�com�maior�precisão�e�com�menos�tenta-tivas�de�previsão;

Aumentar�o� tempo�de�vida�útil�do�equipamento�e�do� lubrifi-cante�através�de�ações�proativas.

Ganhar Dinheiro

Uma�correta�lubrificação�permite�um�bom�e�mais�eficiente�fun-cionamento�do�equipamento;

A�redução�da�duração�e�frequência�das�paragens�provoca�umaumento�da�produção;

A�eliminação�de�paragens�forçadas�(com�custos�de�produçãoelevados)�permite�manter�o�equipamento�a�operar�eficazmentedurante�mais�tempo.

A�Análise�de�Lubrificantes�não�se�resume�apenas�a�uma�valiosa�fer-ramenta�de�manutenção,�é�também�uma�preciosa�fonte�de�informa-ção�para�a�produção,�qualidade�e�ambiente.�A�informação�retiradado�lubrificante�permite�definir�e�otimizar�ações�de�manutenção�deforma�a�evitar�perdas�de�produção�dispendiosas�e�paragens�desne-cessárias�e/ou�imprevistas.���

Embora� os� benefícios� de� um� pro-grama� de� Análise� de� Lubrificantessejam� relevantes,� nem� sempre� sãoalcançados�porque�os� resultados�dasua�implementação�ficam�aquém�dasexpectativas.� Existem� muitas� razõespara�que�isso�aconteça,�entre�elas:

A. Estratégia de análise incorreta

Frequentemente a estratégia é derealizar análise de lubrificantesapenas quando se suspeita dealgum problema no equipamento.Esta estratégia é incorreta e difi-culta o diagnóstico, pois comoqualquer outra técnica de manu-tenção condicionada dependeduma análise de tendência, quedeve incluir a análise de umaamostra de referência (em funcio-namento normal).

B. Intervalos de

análise inadequados

Uma outra falha comum é reali-zar análises de lubrificantes comuma frequência incorreta. Este erroé frequente por razões de custos,contudo, equacionando os custosda implementação de um pro-grama com frequências de análisecorretas com os potenciais benefí-cios económicos que daí resulta-rão, rapidamente se confirma quenão se justifica alargar demasiadoos períodos de análise.

C. Amostragem incorreta

A obtenção de uma amostrarepresentativa do lubrificante é ofactor chave do sucesso de qual-quer programa de análise. Con-sequentemente, vale a penainvestir algum tempo e esforço nadeterminação do ponto e no pro-cedimento de amostragem, deforma a minimizar a distorção dainformação a ser extraída (p.e.contaminação).

D. Seleção incorreta das técnicas

de análise

A eficiência de um programa deanálise de lubrificante depende

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também do conjunto de técnicasde análise que se aplicam. Ideal-mente, um bom programa deve-ria contemplar três tipos de ava-liação: (1) estado do óleo, (2)contaminação e (3) desgaste.Qualquer que seja a ação aimplementar, proactiva (eliminara causa da anomalia), ou predi-tiva (prevenir a anomalia), é fun-damental que as técnicas forne-çam informação completa sobreo estado de condição do lubrifi-cante e do equipamento.

E. Erros na interpretação

de resultados

Existem diversas razões paraocorrerem erros na interpretaçãodos resultados. Algumas devem-se à falta de familiaridade com oequipamento de análise, à faltade precisão e limitações do equi-pamento de análise e/ou inter-pretações incorrectas e vagas. Éfundamental que a interpretaçãodos resultados globais seja reali-zada por um engenheiro de lubri-ficação ou tribologo devidamenteformado e especializado na áreade análise de lubrificantes.

O�óleo�lubrificante�de�qualquer�tipode� aplicação� mecânica� “carrega”sempre� informação� extremamenteimportante�sobre�o�estado�de�condi-ção� do� equipamento� que� lubrifica,assim� como,� fornece� indicadoressobre� como� essa� condição� poderáevoluir�caso�não�se�tomem�medidascorretivas.�A�análise�de� lubrificantesresponde� a� várias� questões,� taiscomo:� O� desgaste� presente� ésevero?� Existe� contaminação?� Oóleo�está�degradado?�As�respostas�aestas� questões� em� conjunto� comoutras�informações�permitem�a�dete-ção� atempada� de� avarias� prematu-ras�e�fornecem�um�apoio�fundamen-tado� para� as� decisões� damanutenção.� Desta� forma,� podemser� implementadas� ações� proativase/ou�planear�e�calendarizar�todas�asmedidas�corretivas.�Esta�abordagem

• Estado do Lubrificante

O�estado�de�condição�de�um�lubrificante�não�revela�diretamente�apresença� de� qualquer� dano� no� equipamento,�mas� permite� que� aprogressão�do�dano�seja� travada�e�a�avaria�evitada.�Em�qualquerlubrificante,�durante�o�desempenho�das�suas�funções�básicas�(lubrifi-

conduzirá� a� uma� redução�de� custos� de�Operação� e�Manutenção(O&M)�e�simultaneamente�um�aumento�da�vida�dos�equipamentos.

A� Análise� de� Lubrificantes� permite� detetar� os� seguintes� problemasque�conduzem�a�avarias�frequentes:�

Degradação�acelerada�do�lubrificante;

Contaminação�externa�(água,�partículas,�etc.);

Fadiga�do�material;

Desgaste�(abrasivo,�corrosão,�adesão,�etc.);

Intervalos�estendidos�na�substituição�do�óleo;

Uso/seleção�incorreta�do�lubrificante;

Manuseamento�incorreto�do�lubrificante;

Medidas�de�controlo�de�contaminação�inadequadas�(filtragem,vedação,�etc.).

A� compreensão� da� informação� fornecida� pela� combinação� dasdiversas�técnicas�de�análise�requer�uma�certa�especialização�e�fun-damentação,�quer�na�área�da�tribologia�como�na�de�engenharia�demanutenção.� A� “falha”� do� lubrificante� desencadeia� a� “falha”� noequipamento�e�vice-versa.�Um�programa�de�análise�de�lubrificantesdeve�ter�a�capacidade�de�identificar�todos�os�modos�de�falha.

DIAGNÓSTICO EFICAZ

Figura�1�– Combinação de técnicas de análise para aumentar a fiabilidade de equipamentos

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Figura�2�– Espectro de Infravermelhos revela alterações moleculares no Óleo Usado

• Contaminação do Lubrificante

A�contaminação�é�a�causa�n.º�1�deavarias�relacionadas�com�a�lubrifica-ção.�É�igualmente�a�causa�n.º�1�dadegradação�do�lubrificante.�As�prin-cipais�origens�de�contaminação�são:partículas�sólidas,�água�e�compostosda�degradação�do�lubrificante.

A�contaminação�de�um�equipamentopor� partículas� pode�ocorrer� duranteo�seu�fabrico,�através�dos�respiros�evedantes� ou� acidentalmente� nodecorrer� de� uma� intervenção� demanutenção.�Os�óleos�novos�podemtambém� estar� contaminados,� nestecaso� por� armazenamento� inade-quado.�Todas�estas�fontes�de�conta-minação� devem� ser� avaliadas� demodo� a� quantificar� o� seu� impactonegativo,� pois� promovem� um� des-gaste� severo,� aceleram� a� degrada-ção� do� fluido� e� causam� problemasde�fiabilidade.�Desta�forma,�a�moni-torização� da� limpeza� do� óleo� e� aidentificação�de�contaminantes�exter-nos�no� lubrificante�constituem�aspe-tos� importantes� num� programa� demanutenção�proativa�(Figura�3).�

car�as�superfícies�em�movimento�relativo)�ocorrem�uma�série�de�alte-rações�químicas�complexas�como�resultado�tensões�térmicas,�físicase�químicas.�Manter�o�lubrificante�em�bom�estado�de�condição�paraexercer�eficazmente�essas�funções�é�primordial�para�o�equipamentoalcançar�uma�vida�longa�em�serviço.�Existem�vários�modos�de�degra-dação� de� um� lubrificante,� que� dependem� principalmente� da� suaexposição�a�agentes�contaminantes�(humidade,�partículas,�etc.),�dasua�formulação�(óleo�base�e�aditivos)�e�da�severidade�de�operação(carga,�velocidade,�temperatura,�etc.).��Uma�das�técnicas�de�análiseque�fornece�informações�sobre�o�estado�de�condição�do�lubrificanteé�a�Espectroscopia�de�Infravermelhos�(FTIR)�(Figura�2).

Figura�3�– Códigos de Limpeza ISO 4406 obtidos por Contagem de Partículas

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• Partículas de desgasteno Lubrificante

Os� componentes� mecânicos� produ-zem�desgaste�anormal�em�resultadode�montagens� incorretas,� condiçõesseveras� de� funcionamento� e� quali-dade� inadequada� do� lubrificante.Desta�forma,�identificar�as�causas�deum�desgaste�anormal�é�muito�impor-tante� para� a�manutenção.� Assim,� aanálise� e� diagnóstico� do� desgastepresente� no� equipamento� pode� serobtida� por� análise� quantitativa� equalitativa� das� partículas� metálicasde� desgaste� suspensas� no� lubrifi-cante.� A� informação� retirada� daspartículas� de� desgaste� forneceráinformações�valiosas�para�que�o�pes-soal� O&M� possa� tomar� medidasatempadamente� e� evitar� uma� dete-rioração� avançada� colocando� emrisco�a�segurança�no�funcionamentodo�equipamento.�

A� Ferrografia� é� uma� das� técnicasmais�eficientes�para�obter�essa�infor-mação�preciosa�acerca�da�evoluçãodo�desgaste�nos�componentes�de�umequipamento.�Para�além�da�informa-ção� sobre� a� concentração�de� partí-culas�ferrosas�que�o�lubrificante�con-tém,� obtém-se� um� índice� indicativoda� severidade�do�desgaste�presente(Figura� 4).� A� parte� analítica,� poralguns� autores� referenciada� comoequivalente� à� “investigação� crimi-nal”,�permite�obter�muita�informaçãosobre� a� origem� das� partículas� dedesgaste.

Esta� técnica� possibilita� identificar� omecanismo� de� desgaste,� o� tipo� dematerial�que�está�a�ser�desgastado�edesta� forma� determinar� o� compo-nente�onde�o�dano�está�a�iniciar-se.Um� analista� bem� treinado� tem� acapacidade� de� através� da� análisemicroscópica� das� partículas� em� ter-mos�de�tamanho,�forma,�concentra-ção� e� composição,� identificar� omodo� de� desgaste� e� determinar� oestado�de�condição�do�componente.Isto�permite�que�um�especialista�emdiagnóstico� de� avarias� identifique� aorigem�e�a� causa�de�qualquer� pro-blema�tribológico�(Figura�5).�

IMPACTO DOS RESULTADOS DAS ANÁLISES

É�importante�verificar�se�o�programa�de�Análise�de�Lubrificantes�está�acorresponder�às�exceptivas�definidas�e�a�dar�o�devido�retorno�do�inves-timento.�Na�atual�conjuntura�económica�não�existe�espaço�para�des-perdício�e�cada�vez�mais�se�procuram�estratégias�que�reflitam�aumen-tos�de�produtividade�e�fiabilidade�dos�equipamentos�industriais.

Figura�4�– Deposição de partículas no ferrograma para posterior observação microscópica

Figura�5�– Tipos de partículas de desgaste severo e possíveis causas da sua geração

Tipo de Desgaste Características dasPartículas

Tamanho(µm) Causa

Abrasão

Partículas�longas�efinas/espirais�tipo�apara

de�maquinagem>�15

>�15

>�15

>�15

<�5

Partículas�laminares�deformas�irregulares(fadiga)�com�sulcos

profundos(escorregamento)

Partículas�laminares

Lascas�de�fadiga

Partículas�de�fadiga�commarcas�de�adesão�edeformação�plástica

Partículas�perfeitamenteesféricas

Desalinhamento,contaminação�por

partículas�duras,�fendasnas�superfícies

Lubrificação�imperfeita,condições�de

funcionamento�severas(velocidade/carga)

Desgaste�severo�porrolamento�(fadiga�de

rolamentos�e�nos�dentesde�engrenagens)

Gripagem�e�adesão�nosdentes�de�engrenagem

(linha�do�primitivo)

Indicação�de�fadiga�porrolamento

Combinado

Fadiga

Gripagem

Fadiga�Superficial