A viscosidade de um determinado fluido é o fator mais importante para garantir que o seu equipamento funcione como esperado. Discutimos os problemas que você encontrará com a seleção inadequada da viscosidade no artigo Uma olhada na viscosidade do fluido hidráulico artigo. Uma abordagem que continua a ganhar força para ajudar a combater as amplas faixas de temperatura e a busca constante pela sustentabilidade é o uso de fluidos multigraduados em aplicações hidráulicas. Neste artigo, discutiremos como a utilização de fluidos hidráulicos multigraduados difere dos chamados fluidos “simples” tradicionais e como eles podem levar a ganhos relativos de eficiência operacional e aumento da vida útil do sistema hidráulico.
Compreensão de fluidos hidráulicos de vários graus
A maioria dos fluidos no mercado é chamada de óleos de peso “simples” ou “mono”. Fluidos como esses, por exemplo, podem ser encontrados como dígitos simples seguindo um prefixo SAE (por exemplo, SAE 30). Conforme apresentamos no artigo da semana passada, esses fluidos engrossam até certo ponto quando submetidos a temperaturas mais frias e afinam até certo ponto quando submetidos a temperaturas mais quentes. O grau em que um fluido muda de viscosidade com a temperatura é chamado de índice de viscosidade (VI) e é inerente principalmente ao óleo básico usado. Consulte o gráfico abaixo para obter uma referência visual sobre como os fluidos mudam a viscosidade em relação à temperatura.
Observe como a inclinação do fluido de alto VI é menor do que a da referência. Isso significa que o fluido com um VI mais alto é mais resistente às mudanças de viscosidade à medida que as temperaturas mudam.
Uma maneira de contornar essa propriedade de um fluido hidráulico é incorporar um melhorador de VI. Os melhoradores de VI são normalmente polímeros que, uma vez incorporados a um fluido, melhoram drasticamente o VI para criar um fluido de grau múltiplo. Esses polímeros se expandem em temperaturas mais altas, o que os torna mais espessos, de modo que a viscosidade geral muda menos do que mudaria sem o referido polímero. Às vezes, os fluidos multigrau são comercializados especificamente como tal, como um óleo de motor que é designado como “SAE 0W20”. Consulte o gráfico abaixo para ver uma representação de como os melhoradores de VI alteram o perfil de viscosidade de um fluido em uma faixa de temperatura.
A vantagem mais notável dos fluidos multigrau é a viscosidade operacional mais consistente em uma faixa de temperatura mais ampla. No exemplo gráfico acima, observe como um 10W40 tem uma viscosidade relativamente baixa em temperaturas mais frias, mas uma viscosidade relativamente mais alta em temperaturas mais altas. Essa é uma ótima solução se você estiver utilizando uma escavadeira em uma manhã fria de inverno, pois deseja um fluido que seja fino o suficiente em baixas temperaturas para fluir na partida, mas espesso o suficiente em temperaturas operacionais mais altas para proteger e transferir energia adequadamente. O outro benefício que você terá com os fluidos multigrau é a capacidade de reduzir o consumo de energia, o que leva a uma redução das emissões e da pegada de carbono.
O mecanismo de economia de energia e outros benefícios
Sabe-se que os sistemas hidráulicos são menos de 100% eficientes. A eficiência de uma bomba hidráulica é um equilíbrio entre a eficiência volumétrica e a eficiência mecânica. À medida que a viscosidade do fluido diminui em resposta ao aumento da temperatura, a eficiência mecânica aumenta, pois há menos resistência ao movimento, mas, em contrapartida, a eficiência volumétrica diminui devido ao aumento do vazamento interno. A utilização de fluidos de vários graus ajuda a equilibrar essa relação, pois a viscosidade não muda tanto com as flutuações de temperatura em comparação com os fluidos de grau único. Estudos de campo publicados mostraram aumentos de produtividade entre 10% e 30% que economizam centenas de dólares por ano e reduções de emissões de 3% ao usar fluidos multigraduados.
Outro fenômeno a ser considerado em um sistema hidráulico é a questão da liberação inadequada de ar, que leva a uma degradação mais rápida do próprio sistema. À medida que os reservatórios se tornam menores para economizar espaço em um equipamento, as bolhas de ar no fluido não têm tanto tempo para escapar antes de serem reintroduzidas no sistema hidráulico. Esse problema leva à falta de lubrificação e, mais importante, à cavitação. Quando essas bolhas de ar estouram no sistema, um jato de ar é criado, agindo como um monte de mini martelos dentro do seu equipamento. Com o tempo, isso levará a um vazamento crítico e à condenação do sistema, exigindo reparo ou substituição. Os fluidos multigrau são mais finos em temperaturas mais frias no reservatório, permitindo que o ar seja liberado mais facilmente antes de entrar no sistema. Isso leva a uma expectativa de vida mais longa para o seu sistema hidráulico.
Conclusão
Concluindo, a adoção de fluidos hidráulicos multigrau apresenta vantagens significativas em relação aos fluidos monograu tradicionais, especialmente no âmbito da eficiência operacional e da sustentabilidade. Esses fluidos avançados mantêm uma viscosidade mais consistente em temperaturas variadas, garantindo melhor desempenho e proteção para os sistemas hidráulicos em diversas condições ambientais. O uso de melhoradores de VI aumenta a estabilidade desses fluidos, resultando em menor consumo de energia, menos emissões e menos pegadas de carbono. Além disso, os fluidos multigraduados contribuem para a longevidade dos sistemas hidráulicos, facilitando uma melhor liberação de ar, evitando assim problemas como a lubrificação e a perda de óleo. em relação à inanição e à cavitação. Como os estudos de campo indicam aumentos substanciais de produtividade e reduções de emissões, a mudança para fluidos multigraduados é uma estratégia convincente para aqueles que buscam otimizar a eficiência e o impacto ambiental de seus equipamentos hidráulicos.
