O documento discute combustíveis e lubrificantes, definindo-os e classificando-os. É explicado que combustíveis são substâncias que liberam grande quantidade de calor por meio da oxidação, sendo derivados principalmente de fontes vegetais, minerais ou biológicas. Também são detalhadas as propriedades e usos de derivados do petróleo como a gasolina e o óleo diesel.

1. Combustíveis
Combustíveis • DEFINIÇÃO:
e Substâncias, na forma líquida, sólida ou
gasosa, cuja reação de oxidação (com O2) é
Lubrificantes altamente exotérmica
Otoniel G. L. Ferreira
LIBERA GRANDE QUANTIDADE DE CALOR
DER – FAEM – UFPel
Combustíveis Combustíveis
• CONSTITUIÇÃO: • CLASSIFICAÇÃO QUANTO À ORIGEM:
Átomos de carbono e de hidrogênio
(hidrocarbonetos) formando cadeias curtas ou longas VEGETAL: madeira, resíduos vegetais, carvão vegetal e
metanol;
A reação completa do combustível com o O2
desprende calor energia a ser aproveitada MINERAL: carvão mineral, petróleo e seus derivados;
e os subprodutos gás carbônico (CO2)e água
BIOQUÍMICA: obtidos por fermentação de substratos
de origem orgânica (ex. álcool etílico, gás metano).
Obs.: Comb. incompleta monóxido de carbono (CO)
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2. Combustíveis DERIVADOS DO
PETRÓLEO
• DERIVADOS DO PETRÓLEO _GLP
_querosene
O petróleo dito cru (na forma em que é extraído da jazida) _óleos combustíveis
é um composto de hidrocarbonetos e impurezas _gasolina
(compostos de enxofre, nitrogênio, água e areia). _diesel
_óleos lubrificantes
O processo de separação das diversas partes do _asfalto
petróleo é conhecido como REFINAÇÃO. _etc...
FRAÇÕES DO PETRÓLEO
Composição Ponto de ebulição e
Frações
aproximada utilização principal
-162 a -75 °C
Gás Combustível e matéria-prima de
1a2
natural compostos orgânicos e fabricação de
plásticos
-42 a 20 °C
3a4 Combustível, gás de cozinha e
GLP
carbonos matéria-prima de compostos
orgânicos e na fabricação de borracha
TORRES DE FRACIONAMENTO DE PETRÓLEO 20 a 60 °C
Éter de 5a6
Solventes em lavagens a seco. O
A destilação fracionada baseia-se na diferença de petróleo carbonos
nome éter vem da alta volatilidade
volatilidade entre os vários componentes do petróleo
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3. 60 a 90 °C • GASOLINA:
Benzina 7 a 8 carbonos
Solvente orgânico
Principal característica :
90 a 120 °C
Nafta ou
8 a 9 carbonos Solvente e matéria-prima na - Índice de octano (IO): mede a tendência de uma
ligroína
industria petroquímica. gasolina a resistir à detonação;
40 a 200 °C
6 a 10 - IO da gasolina tipo C brasileira especificado pela
Gasolina Combustível de motores de
carbonos
explosão ANP 80 - 82 octanos
10 a 16 150 a 300 °C
Querosene
carbonos Iluminação, solvente, combustível - Gasolina Premium Petrobras IO de 95, menor
15 a 18 250 a 350 °C teor de enxofre e composição que evita o acúmulo de
Óleo diesel
carbonos Combustível resíduos no motor
• GASOLINA:
Outras características
• GASOLINA:
Determinação do Índice de Octano (IO) - Estabilidade de armazenamento
- Volatilidade
- n-heptano IO = 0 (zero) - Poder calorífico
- Iso-octano IO = 100 - Teor de enxofre
- Queima
- Impurezas
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4. • ÓLEO DIESEL: • GASOLINA:
Determinação do Índice de Octano (IO)
Principal característica do óleo diesel:
- n-heptano IO = 0 (zero)
- Índice de cetano (IC): expressa a maior ou menor - Iso-octano IO = 100
facilidade do óleo diesel entrar em ignição;
• ÓLEO DIESEL:
> IC mais fácil será a ignição do óleo diesel,
Determinação do Índice de Cetano (IC)
facilitando a partida do motor.
- α-metilnaftaleno IC = 0 (zero)
O índice de cetano do óleo diesel é especificado pelo
- Cetano ou n-hexadecano IC = 100
ANP em no mínimo 45 cetanos (IC adequado: 40 – 60)
• GASOLINA: • ÓLEO DIESEL:
Determinação do Índice de Octano (IO) Outras características importantes
- n-heptano IO = 0 (zero) - Ponto de névoa: temperatura na qual as substâncias
- Iso-octano IO = 100 sólidas presentes no combustível começam a
cristalizar-se, formando uma mistura não homogênea,
influindo na partida do motor.
• ÓLEO DIESEL:
Determinação do Índice de Cetano (IC)
Diesel de inverno Petrobras:
_partida rápida e dispensa aditivos ou misturas
- α-metilnaftaleno IC = 0 (zero)
- Cetano ou n-hexadecano IC = 100 _comercializado no RS de maio a setembro
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5. -Viscosidade: deve ser tal que garanta um bom COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS
funcionamento do sistema de injeção dos motores.
_Diminuição dos custos de produção
-Teor de enxofre: _Apelo ambiental
_Causa corrosão _combustíveis menos poluentes
_Formação de óxidos de enxofre compostos _fontes renováveis
altamente poluentes
premissas a considerar:
_Em contato com a umidade do ar ácido
sulfúrico chuvas ácidas _Balanço energético positivo;
_Inalteração dos motores e,
- Teor de impurezas: água, sedimentos e cinzas _Utilização da atual infra-estrutura estocagem e
distribuição
ÁLCOOL ETÍLICO GÁS NATURAL
Obtido por fermentação alcoólica de um substrato
- Extraido junto com o petróleo
vegetal (cana-de-açúcar no Brasil) e posterior destilação.
- Difícil ignição - Encontrado acumulado em rochas porosas no subsolo
- Alto consumo - Necessidade de transformar o motor para ciclo Otto
pela adição de velas de ignição
- Necessidade de transformar o motor
para ciclo Otto pela adição de velas - Necessidade de instalação de tanques para o
de ignição e carburador armazenamento do combustível
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6. BIODIESEL Utilização
_Inicialmente em misturas com óleo mineral
_Combustível biodegradável derivado de
definidas pela ANP
fontes renováveis que estimulados por um
catalisador reagem quimicamente com _Mesclas são identificadas pela letra B, seguida do
etanol ou metanol transesterificação percentual de biodiesel na mistura
B5 = 5% de biodiesel e 95% de diesel mineral
_Sub-produto glicerina Bn = ...
B100 = biodiesel puro
_Fontes vegetais oleaginosas como
_Permitido atualmente: 2%
mamona, dendê, giralssol, babaçu, soja e
_Em 2008 2% obrigatório e 5% permitido
algodão
_A partir de 2013 obrigatório 5%
Não são biodiesel óleos vegetais puros (soja,
mamona, girassol) e óleos reutilizados (frituras)
ARMAZENAMENTO E MANIPULAÇÃO
Podem ser utilizados mas não são biodiesel Prejuízos decorrentes do uso de óleo diesel contaminado:
Podem servir de matéria-prima para biodiesel
Não passaram pelo processo de transesterificação - Desgaste do sistema de alimentação;
- Aumento do consumo de combustível;
Problemas de características físico-químicas - Perda de potência e,
(viscosidade, densidade e formação de depósitos - Aumento do custo de manutenção do motor.
carbonosos)
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7. NA PROPRIEDADE RURAL O ÓLEO DIESEL PODE SER
ARMAZENADO DAS SEGUINTES FORMAS: Respiro
Tampa
Em grandes reservatórios
(acima ou abaixo do solo)
Bomba
Geralmente cilíndricos
Instalados com declividades na
Filtro
direção de sua maior dimensão Dreno
Em reservatórios móveis que
Esquema de um reservatório acima do nível do solo
além de armazenarem podem
transportar o combustível
Em tambores Forma correta de armazenamento de combustíveis
em tambores dispostos horizontalmente e
verticalmente
Tomar cuidados adicionais:
- não utilizar tambores feitos de chapas galvanizadas;
- jamais jogar os tambores de caminhões ou carretas;
- não deixar os tambores ao relento;
- não mover o tambor antes do abastecimento
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8. RECEBIMENTO DE NOVAS REMESSAS DE MEDIDAS DE SEGURANÇA REFERENTE AO
COMBUSTÍVEL LOCAL DE ARMAZENAMENTO
Armazenar em local de pouco
Deixar em repouso por, no mínimo, 36 horas antes de movimento, distante das demais
instalações da propriedade e de fontes de
utilizá-lo permitir a decantação das impurezas
calor
Abastecer o trator ao final da jornada de trabalho e
Instalar placas de advertência:
com o motor ainda quente devido a condensação de
“Não Fume”, “Perigo”, “Inflamável”
água junto às paredes internas do tanque de combustível
Instalar extintores de incêndio em
locais visíveis e de fácil acesso
MEDIDAS DE SEGURANÇA REFERENTE AO
LOCAL DE ARMAZENAMENTO Lubrificantes & Lubrificação
DEFINIÇÃO:
Manter as instalações elétricas do depósito em bom
estado de conservação; Interposição de uma substância (fluida ou sólida),
de propriedades adequadas, entre duas superfícies que
Instalar pára-raios nas imediações do depósito;
apresentem movimento relativo entre si, visando à
Aterrar tanques metálicos - acima do nível do solo; redução de atrito entre essas partes.
O pessoal envolvido no abastecimento deve ser
instruído no combate de incêndios no local.
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9. •Tipos de Lubrificação: ATRITO
- Lubrificação sólida: Força que se opõe ao movimento, ou à tendência de
Quando se emprega uma substância sólida movimento, de um corpo, oferecendo uma resistência ao
grafita seu deslocamento.
O atrito dos fluidos < dos sólidos
- Lubrificação fluida:
Quando se introduz líquido entre as superfícies em Por isso se introduz fluidos entre dois sólidos para
movimento evitar que entrem em contato direto
óleos minerais, derivados do petróleo
Há produção do atrito fluido
O contato sólido com sólido provoca: TIPOS DE ATRITO
aquecimento das partes
consumo extra de energia
•Com relação ao contato entre as superfícies sólidas
ruído
- Atrito de deslizamento:
deformação
Ocorre quando arrasta-se ou tenta-se arrastar um
desgaste das partes
Figura de duas superfícies polidas em contato corpo sobre outro.
A
B
- Atrito de rolamento:
A
Ocorre entre uma superfície qualquer e um cilindro ou
uma esfera.
B
V ist a ao m ic ro sc ó p io
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10. • Com relação ao estado de movimento dos corpos REGRAS IMPORTANTES A RESPEITO DO
- Atrito estático: ATRITO
Ocorre quando o movimento ainda não se iniciou,
ou seja, a força aplicada ao corpo ainda não é a força de atrito é diretamente proporcional à carga
suficiente para vencer o atrito entre as superfícies. aplicada entre as superfícies ( > carga; > Fa);
- Atrito cinético:
a força de atrito não depende, sensivelmente, da
Ocorre no momento em que se inicia o movimento
velocidade relativa entre as superfícies;
do corpo.
Atrito cinético é normalmente inferior ao atrito estático.
a lubrificação e o polimento das superfícies diminuem
o atrito;
a força de atrito praticamente não depende da área LEIS DO DESGASTE
de contato entre as superfícies;
i.e: Um caixote é arrastado pela mesma força, não
importando se encontra-se sobre sua face de maior ou a quantidade de desgaste é diretamente proporcional
à carga;
menor área.
a força de atrito de rolamento é inversamente a quantidade de desgaste é diretamente proporcional
proporcional ao ∅ da esfera ou do cilindro em questão; à distância deslizante;
i.e: Duas esferas de mesma massa e mesmo
a quantidade de desgaste é inversamente
material, aquela com maior ∅ deslocada mais proporcional à dureza da superfície.
facilmente
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11. • Tipos de lubrificantes:
• Tipos de lubrificantes: a) Lubrificantes gasosos:
De uso restrito, geralmente em locais de difícil
a) Gasosos; penetração.
b) Sólidos; Ex.: ar, nitrogênio e gases halogenados
c) Líquidos;
Problemas com as elevadas pressões requeridas para
d) Pastosos; mantê-lo entre as superfícies e de vedação
NÃO SÃO UTILIZADOS EM MÁQUINAS AGRÍCOLAS
b) Lubrificantes sólidos: c) Lubrificantes líquidos:
Geralmente apresentam grande resistência à Dentre os lubrificantes líquidos, os óleos
pressão e a temperaturas elevadas. lubrificantes são os mais importantes.
Os lubrificantes mais utilizados são: Óleos lubrificantes industriais:
Se destinam à lubrificação de máquinas industriais
Grafita Bissulfeto talco mica como compressores, turbinas, bombas, etc...
de molibdênio
Óleos lubrificantes automotivos:
Destinados à lubrificação de motores de combustão
interna e sistemas de transmissão de potência
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12. Podem ainda ser subdivididos de acordo com a sua Óleos graxos:
origem e formulação Óleos orgânicos de origem animal (lanolina, banha de
porco, óleo de mocotó) ou vegetal (babaçu, mamona)
Óleos minerais puros:
Obtidos a partir dos processos de refinação do Óleos compostos:
petróleo São a base da maioria dos óleo comerciais Mistura de óleos minerais e óleos graxos visam
aumentar a oleosidade dos óleos minerais
Óleos aditivados:
Óleos sintéticos:
São óleos minerais aos quais se adicionam
Produzidos pela indústria petroquímica por síntese
substâncias para reforçar ou acrescentar determinadas
química atende as especificações mais severas
características do óleo base
(altas temperaturas, alto índice de viscosidade, etc.).
Custo elevado
Classificação da lubrificação Lubrificação Total:
A espessura da camada lubrificante é superior à soma
Lubrificação Hidrostática:
das alturas das rugosidades.
O fluido é introduzido sob pressão, de modo a separar as
partes, fazendo com que as saliências microscópicas em - o atrito gerado é pequeno;
uma e em outra superfície sejam separadas. - o desgaste insignificante
C -espessura da película; A e B -altura das saliências (vistas ao microscópio
Não deve existir movimento entre as partes até que o
CORPO MÓVEL
lubrificante seja introduzido
A
Lubrificação Hidrodinâmica: C
O filme de lubrificação entre as superfícies é formado B
pelo próprio movimento relativo destas cunha de óleo CORPO FIXO
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13. Lubrificação Limite: Lubrificação Mista:
A espessura da película é apenas igual a soma das Até que se inicie o movimento a camada de lubrificante
alturas das saliências Há desgaste não tem espessura suficiente para separar totalmente as
superfícies lubrificação limite
C -espessura da película; A e B-altura das saliências (vistas ao microscópio) Quando se inicia o movimento, há a formação da cunha
de óleo lubrificação total
CORPO MÓVEL CARGA
CARGA
A O CORPO
ADQUIRE
VELOCIDADE
C INÍCIO DO
MOVIMENTO
B PRESSÃO HIDRODINÂMICA
PARTE FIXA
CORPO FIXO
LIMITE TOTAL
VISCOSIDADE A viscosidade é expressa em tempo (s) para
determinada quantidade de óleo fluir através de um
Expressa a facilidade com que um óleo escoa
orifício calibrado a uma determinada temperatura.
resistência interna oferecida pelas moléculas de um
fluido quando se tenta movimentá-lo
A B
Viscosímetro Saybolt Viscosímetro cinemático
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14. CLASSIFICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES
LÍQUIDOS Viscosidade medida a temperaturas próximas ou
inferiores a 0°C óleos de inverno (série W)
Numeração SAE:
Agrupa os óleos lubrificantes segundo a sua
0 w, 5 w, 10 w, 15 w, 20 w e 25 w
viscosidade em determinadas temperaturas.
Visam a lubrificação adequada durante a partida
Não considera fatores de qualidade ou desempenho
Viscosidade medida a 100°C óleos de Verão.
Quanto > o numero SAE > a viscosidade do óleo
Não importando se o número é seguido ou não por letra 20, 30, 40, 50 e 60
Evita que as altas temperaturas de funcionamento
Óleo SAE 40 é mais viscoso que um óleo SAE 20
causem um aumento no consumo e desgaste do motor
VISCOSIDADE versus TEMPERATURA ÍNDICE DE VISCOSIDADE (IV)
A variação da viscosidade é inversamente Indica a variação da viscosidade de um óleo em função
proporcional à variação da temperatura da variação da temperatura
> IV < mudança na viscosidade causada pela
alteração da temperatura
IV = (L – U) . 100
(L – H)
onde:
L – viscosidade a 37,8°C (100°F) do óleo de IV=100
H – viscosidade a 37,8°C (100°F) do óleo de IV=0
U – viscosidade a 37,8°C (100°F) do óleo em estudo
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15. Óleos Multiviscosos
Óleos que possuem alto IV pouco afetados pelo Óleo SAE 20W-50
aumento da temperatura
Se comporta como um óleo
Reúnem características de óleos de verão e de SAE 20 a baixas
inverno simultaneamente. temperaturas e como um
SAE 50 em temperaturas
Vantagens: altas MULTIVISCOSO
- lubrificam adequadamente o motor numa faixa
mais ampla de temperatura
- facilitam a partida a frio
- diminuem o desgaste do motor
• Classificação de serviço:
Classificação de serviço (API): Categoria Aplicação
O sistema de classificação API leva em conta: Motores de aspiração natural, operando
CA em condições suaves ou moderadas,
Tipo de trabalho
utilizando combustível de baixo teor de
Tipo de motor enxofre.
Características do combustível Motores de aspiração natural, operando
Práticas de manutenção CB em condições suaves ou moderadas,
Séries: utilizando combustível de alto teor de
enxofre (1%).
S: agrupa os lubrificantes para motores ciclo Otto
C: reúne os lubrificantes para motores ciclo diesel CD II Motores dois tempos operando em
serviço severo.
Categorias (A, B, C, D, DII, E, F.4): CF.4 Motores quatro tempos de alta rotação.
A: baixa classificação de serviço Supera a categoria CE quanto ao
F: alta classificação de serviço consumo de lubrificante e formação de
depósitos nos pistões.
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16. Aditivos Óleos para Transmissões
Produtos usados em concentrações baixas com a Numeração SAE: 70W, 75W, 80W, 85W, 90, 140 e 250
finalidade de realçar algumas qualidades dos
Classificação de serviço API:
lubrificantes, ceder-lhes novas ou eliminar as GL3 = Indicada para engrenagens cônicas helicoidais
indesejáveis sob condições de carga e velocidade moderadas.
GL4 = Indicada para todo tipo de engrenagens
antioxidantes anticorrosivos operando sob condições alta velocidade e baixo torque
ou vice-versa.
detergentes dispersantes
agentes extrema pressão antiespumantes GL5 = Idêntica a categoria GL- 4, mas possui aditivação
melhoradores de IV inibidores de ferrugem necessária para resistir também às cargas de choque.
agentes antidesgaste
d) Lubrificantes pastosos: Desvantagens das graxas em relação aos óleos:
representados pelas GRAXAS Dissipam menos calor
Não lubrificam tão bem em altas velocidades
Pastas homogêneas de consistência semifluida à Resistem menos à oxidação
sólida, formadas pela combinação de um fluido (óleo Muitas vezes para relubrificar é necessário abrir o
lubrificante) e um espessante (sabões metálicos, argila), mancal para retirar a graxa usada
com características lubrificantes.
Vantagens das graxas em relação aos óleos:
Promovem melhor vedação contra a água e impurezas
Utilização lubrificação de locais onde o emprego de Maior economia nos locais onde o óleo escorre
óleos não seja adequado, devido à sua fluidez natural, Possuem maior adesividade
razões construtivas ou de manutenção Não necessitam de controle de nível
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17. Principais características das graxas: Principais espessantes utilizados na formulação das
Consistência (mole/dura) padronizada pela NLGI graxas:
Bombeabilidade facilidade ou dificuldade em fluir
- Sabão de cálcio:
quando bombeada
resistente ao ataque da umidade (insolúveis
Ponto de gota Tº em que começa a haver separação
em água)
entre o sabão e o óleo
baixo custo
Aditivos para graxas: não devem ser utilizadas em locais em que
EP = Mancais que suportam carga elevada
a temperatura exceda 60°C
Adesividade = para locais que com vibrações ou
recomendado para a lubrificação de
sujeitos a força centrífuga
mancais de buchas, chassis de veículos e bombas d’água.
Anticorrosivo= neutralizam ácidos da oxidação
Antiferrugem= inibem a ação corrosiva da água
- Sabão de sódio: Classificação de Consistência NLGI para graxas
resistentes às altas temperaturas (90 a 120°C)
solúvel em água Grau NLGI* Tipo de Graxa
indicadas para a lubrificação de mancais de 000 Semifluida
rolamentos e juntas universais 0 Semifluida
- Sabão de lítio: 1 Muito Mole
insolúveis em água 2 Mole
utilizadas em locais com altas temperaturas (até 3 Média
4 Dura
150°C)
5 Muito Dura
muito utilizada em máquinas agrícola
6 Extra Dura
*NLGI: National Lubricating Grease Institute – Instituto
Nacional de Graxas Lubrificantes dos EUA
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18. LUBRIFICAÇÃO DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOS LUBRIFICAÇÃO DE MÁQUINAS E IMPLEMENTOS
Transmissão por correntes:
Transmissão por correntes:
correntes de roletes de dentes
Recomenda-se aplicação de óleo de média
viscosidade com boas características de adesividade e
antigotejamento
corrente comum ou cadeia de elos de elos livres
almotolia
Eixos e árvores: Engrenagens:
Normalmente lubrificadas com lubrificantes
líquidos por banho de óleo
BUJÃO DE
PREENCHIMENTO
BUJÃO DE
ESCAPE
BUJÃO DE
ESVAZIAMENTO
ÓLEO
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19. Mancais: Mancais:
Mancais de rolamento
Mancais de atrito
Como engraxar? Equipamento para engraxar
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20. MUITO OBRIGADO
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