CIÊNCIA (reprodução do artigo publicado na revista “BIOGAS JOURNAL” 6 / 2013)  

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Óleo aditivo promissor Mais potência, menor consumo de combustível e maior vida útil para os motores, transmissões e rolamentos, promete o aditivo da empresa REWITEC. Após sua adição ao lubrificante, o metal-silicato reveste com sucesso as superfícies entre os pares em atrito: o desgaste e as emissões serão significativamente reduzidos, promete a propaganda. Além disso, o nano-revestimento repara as superfícies de metal desgastadas. A tecnologia foi cientificamente pesquisada pelas Universidades de Mannheim e de Giessen aqui na Alemanha.

A REWITEC é uma empresa alemã de tecnologia de médio porte de Lahnau, do Estado de Hessen. A dez anos pesquisa, desenvolve e distribui acabamentos de superfície. "A ideia para o revestimento Nano surgiu de uma descoberta casual durante os anos setenta nas estepes do Trans-Ural, relembra o Proprietário Stefan Bill”. Durante a perfuração de minérios, a broca revestia-se com uma camada. Especialistas ficaram espantados ao descobrirem que ela deixou o material mais resistente, e a broca durou muito mais tempo. "Essa rocha descoberta teve uma influência direta sobre o atrito, cessando a abrasão e o desgaste dos componentes", disse o engenheiro. Após a descoberta seguiu-se a pesquisa experimental e a análise das propriedades da rocha. Descoberta por acaso deveria ajudar O inesperado efeito reparador foi aparentemente desencadeado por uma combinação de vários silicatos e outras substâncias mais contidas na rocha. Os fundadores da empresa queriam desenvolver tecnologicamente essa descoberta, para a proteção de superfícies metálicas em sistemas de tribologia (atrito) em, por exemplo, motores, transmissões e rolamentos. Lubrificantes tais como óleo de motor, reduzem o desgaste entre os componentes em contato, mas em todos os pontos onde há atrito misto, haverá desgaste já que neles, a película do óleo se afina. "Especialmente, no ponto morto superior do motor, onde temos fricção de metal contra metal", diz Bill. Quanto mais velho o motor, maiores são os efeitos do desgaste. Eventualmente, o motor é lento e consome mais energia. Aqui, a descoberta aleatória deveria ajudar, mas infelizmente, a qualidade das matérias-primas oscilou fortemente: "Para que pudéssemos usar a descoberta em escala industrial tivemos que explorar e entender a química associada", lembra-se o diretor-gerente,...e conseguiram! Os compostos ativos foram extraídos da rocha e transformados em produtos por meio de processos industriais. Assim pela primeira vez poderiam ser dosados com exatidão e aplicados industrialmente. O moderno concentrado de regeneração e proteção é hoje composto de pó de silicato e outros ingredientes ultra secretos, “todos produtos alemães", diz o diretor-gerente. Eles estão dispersos como nano e micro partículas em suspensão num óleo que serve de veículo, ou seja, distribuídos muito finamente. "Usamos para isso um óleo mineral neutro, sem problemas de compatibilidade com outros óleos”. A adição de substrato é de apenas 0,2 por cento por litro de óleo, tornando-o mais

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uma dose homeopática, mas assim como na medicina, pequenas adições fazem, às vezes, grandes efeitos. No motor, especialmente nos pontos de atrito, existem pressões e temperaturas altas. "Nós suspeitamos que as partículas de revestimento, reagem nas superfícies metálicas nestas condições", explica o Dr. Andre Schirmeisen, o professor que leciona na Universidade de Giessen, no Departamento de Física Aplicada, que analisou para a REWITEC os contextos científicos. Portanto, acontece um processo de ligação físico-química, em que provavelmente os átomos de silicato da substância ativa se unem com os átomos das superfícies metálicas. Na Universidade Justus Liebig em Giessen, os pesquisadores observaram entre outras coisas o comportamento de rodagem entre êmbolo e camisa na fase de amaciamento em um equipamento de testes tribológicos, com e sem a adição do Rewitec. Nessa fase, o conjunto se lapida, e ajusta-se da melhor forma. Aqui os cientistas investigaram se o atrito e o desgaste foram alterados pela adição do aditivo. A série de testes executados com os pares em atrito foi para analisar a relação entre o tamanho da superfície de contato e, a pressão e temperatura. Até 30 por cento menos atrito "Nossos resultados confirmam que as propriedades dos materiais originais melhoraram significativamente com a adição do aditivo", diz Schirmeisen. Os pesquisadores mediram uma redução de até 30% no atrito. Do ponto de vista de Stefan Bill a adição do produto faz sentido desde o início da vida do equipamento: "Possíveis danos podem ser evitados desde o início, antes que eles surjam." O processo em si, ainda não é totalmente compreendido cientificamente. Os resultados iniciais, no entanto, indicam que no processo em andamento, as partículas do aditivo formam com as moléculas da superfície metálica uma camada de metal-silicato, com alguns nanômetros de espessura. O resultado final seria uma superfície metal-cerâmica de baixíssima fricção. Assim, o par de atrito metal / metal seria substituído pelo de metal-cerâmica / metal-cerâmica e possuirá propriedades melhores do que os pares de fricção de metal puro. Os ensaios da Universidade de Mannheim também se aproximaram do uso prático: "Nós pesquisamos o desgaste de rolamentos em um banco de ensaios de 2 discos, recriando desta forma o comportamento de atrito e desgaste dos flancos dentados", explica o Dr. Markus Grebe. O estudo investigou até que extensão se alterou o comportamento de fricção e a temperatura com a adição de REWITEC. Os resultados foram avaliados com o interferômetro de luz branca, que mede com precisão a topografia de superfície, e com o microscópio eletrônico de varredura, que mostra os danos e fissuras. O Centro de Competência para Tribologia testou o aditivo com dois óleos padrão para transmissões, de viscosidades diferentes, da empresa Agip. Eles usaram o óleo mineral simples "Agip Blasia 150" e o óleo sintético de qualidade superior "Agip Blasia SX320" para os testes. "Realizamos dois testes de curto prazo de cerca de 20 horas, como também um teste de longo prazo com cerca de 60 horas", diz o diretor do laboratório Grebe. Temperatura do óleo diminui No teste de curta duração o atrito das superfícies metálicas foi reduzido pela adição de REWITEC. Também baixaram as temperaturas do processo. Mais expressivos foram os resultados no óleo mineral simples: "Aqui o atrito diminuiu em até 23% e a temperatura em até 8%, 95 graus Celsius", relata o diretor do laboratório. No óleo de alto desempenho

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o aditivo reduziu o atrito em 18% e a temperatura diminuiu em 4%. No teste de longa duração, o óleo de alto desempenho foi testado com e sem REWITEC . Mesmo sem a adição do aditivo houve uma redução inicial da fricção. "A temperatura caiu, mas apenas minimamente", disse Grebe. Ela permanecia durante todo o período do teste em cerca de 125 graus Celsius "Com REWITEC a força de atrito diminui nas primeiras horas de forma muito significativa”, explica o cientista da equipe liderada pelo Prof. Dr. Paul Feinle. Após cinco horas, a força de atrito foi reduzida em cerca de 33%. Assim, a temperatura do corpo de prova caiu inconfundivelmente. Após cerca de 16 horas, a força de atrito permaneceu constante . A temperatura se firmou em torno dos 100 graus Celsius, ficando assim cerca 20% inferior ao do óleo não tratado (125° C). A rugosidade das superfícies diminuiu pela metade. "Esta redução da rugosidade aumentou as áreas hidrodinâmicas no atrito e levou a um nível de fricção menor, bem como a um nível de temperatura mais baixo", explica o cientista as interações. A próxima bateria de ensaios tribológicos introduziu um teste de travamento na bancada de torção de engrenagens (FZG). Aqui são avaliados os danos nos flancos das engrenagens, conforme cada categoria de danos, tais como riscos, sulcos e gripagem. Como resultado, seguindo o método de ensaio FZG para determinar a capacidade de carga abrasiva relativa de lubrificantes (teste de acordo com a norma DIN ISO 14635), a universidade confirmou uma melhora da categoria de danos de 10 para 11. Segundo Grebe ainda está faltando uma validação estatística dos resultados, de modo que este ainda deverá ser visto com certa reserva. No entanto, do ponto de vista do pesquisador, seriam necessários mais estudos para uma avaliação final. Além disso, com base nos testes realizados, uma transferibilidade para outros sistemas em atrito tais como rolamentos, não era possível. Segundo a opinião dos engenheiros da REWITEC, devido à fricção reduzida, o concentrado melhora a eficiência, trazendo uma extensão do tempo de funcionamento e aumentando rendimento energético respectivamente. "Por exemplo, devido à otimizada estanqueidade do motor, o consumo de óleo é mais baixo", diz Bill. Na prática, a economia de combustível será entre 5 e 10 por cento. Devido às temperaturas mais baixas no sistema de transmissão e mancais, a demanda de energia exigida para o resfriamento é também menor, reduzindo assim a emissão térmica. "A vida útil dos agregados é prolongada significativamente, contribuindo para a segurança de abastecimento, do sistema, e economizando custos de reparação, e de peças de reposição", disse o diretor-gerente. Com a melhora substancial da eficiência energética destes milhares de agregados funcionando pelo mundo afora, a redução de dióxido de carbono será imensa. Também é adequado para motores marítimos "As emissões do destruidor do clima CO2, e de outros poluentes nocivos, como partículas de fuligem, são reduzidas significativamente", disse Bill. Somente no o uso em motores marítimos que queimam até 300 toneladas de óleo combustível pesado por dia, o consumo do mesmo pode ser reduzido em até 4%. "Com isso, as empresas de navegação podem economizar muitos milhões de euros por ano", disse Bill. Com os mais de 90.000 navios no mundo, seria uma contribuição gigantesca para a proteção do meio ambiente. De acordo com Bill, atualmente um número de

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armadores renomados já usa o concentrado. Uma companhia de navegação alemã já testou os benefícios do substrato em um navio porta contêiner. O motor diesel auxiliar que gera a eletricidade no navio foi selecionado para que se fizesse uma comparação antes e depois do uso de Rewitec. O "Daihatsu 6 DK28" é um motor diesel de 6 cilindros com 144 litros de cilindrada e aproximadamente 1.800 kW. O teste, que durou quase um ano e mais de 2.000 horas de funcionamento, foi documentado por meio de medições. "Primeiramente mediante um pré-teste (sem o aditivo), registrou-se o consumo de combustível convertido em kWh de energia", disse Bill. Posteriormente foram feitos os registros, após a unidade ter sido tratada com o produto REWITEC. Durante a fase pós-tratamento ("after-run"), .. dados relevantes foram registrados ao longo de um período semelhante". A comparação resultou numa redução no consumo de combustível de quase 4 por cento por motor”, diz BiII, e projetado para um ano, significa um consumo menor de quase 17 mil toneladas de óleo combustível. De acordo com Bill, em três meses, no mais tardar, o tratamento se pagaria. "Na prática, não só navios usam o concentrado", diz Jürgen Baumann, o revendedor autorizado REWITEC para o sul da Alemanha. Atualmente a maioria dos seus clientes são proprietários de usinas eólicas e de automóveis, aos quais ele auxilia na aplicação. Este concentrado pré-misturado, é simplesmente adicionado ao lubrificante". No entanto, a quantidade de concentrado necessária depende da cilindrada ou do volume desse lubrificante. Baumann diz ainda: “Pelo fato das características do óleo existente não serem alteradas, a quantidade usada é significativamente menor do que a de outros aditivos". Devido a esta propriedade, os produtos Rewitec são compatíveis com todos os óleos minerais e sintéticos, graxas lubrificantes e vernizes antifricção, e são ainda combináveis mutuamente. Entre os clientes de Baumann incluem-se também operadores de usinas de biogás. “Nestes sistemas, é importante que o gás não se espalhe no motor deteriorando o óleo” diz ele. Ele tem certeza, que em geral a adição da substância ativa aumenta vedação do motor, economizando assim gás e aumenta a vida útil das unidades. Na média são necessários 0,5 litros do concentrado para um revestimento básico de uma usina termoelétrica descentralizada, diz o especialista. Isso seria 330 Euros por motor para o tratamento inicial. Depois, deve ser adicionado anualmente a metade desta quantidade. Atualmente o diretor da Rewitec Stefan Bill está pensando sobre um modelo de prestação de serviço para atender às usinas de biogás. Sua ideia: As operadoras receberiam o produto sem custos, e a empresa (Rewitec) se beneficiaria apenas da economia gerada. Quando chegar a hora, informaremos sobre o assunto. _____________________ Autora: Martina Bräsel (Engenheira e Jornalista diplomada), traduzido para o português com a autorização da autora. Contato: Dipl.-Ing. – Dipl.-Journ. Martina Bräsel Ciência e Journalismo Holhgraben 27 – 71701 Schwieberdingen (Alemanha) Tel. +49-7150-9218772-2 E-Mail: braesel@mb-saj.de www.mb-saj.de

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Observação

Pistão do diesel auxiliar Daihatsu

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Imagem de microscópico eletrônico de varredura após um teste de curta duração com óleo mineral Agip Blasia 150, sem adição de REWITEC. Evidencia-se desgaste significante.

Imagem de microscópico eletrônico de varredura após um teste de curta duração com óleo mineral Agip Blasia 150, com adição de REWITEC. Houve redução de desgaste.

Imagem de microscópico eletrônico de varredura após o teste de longa duração com óleo de Alta Performance sem adição de REWITEC. Novamente evidencia-se desgaste significante.

Imagem de microscópico eletrônico de varredura após o teste de longa duração com óleo de Alta Performance com adição de REWITEC. O resultado é muito melhor