Substituindo os óleos básicos minerais
A grande maioria dos lubrificantes usados em todo o mundo são feitos principalmente de óleos básicos minerais, mas um acadêmico sueco disse em uma conferência do setor no mês passado que é hora de procurar substitutos.
Falando em 25 de janeiro no Colóquio Internacional de Tribologia da Teknische Akademie Esslingen, o professor da Universidade de Lulea, Roland Larsson, previu que o movimento de sustentabilidade forçará os formuladores de lubrificantes a mudar para uma ampla variedade de óleos básicos, como glicerol diluído em água oriundo de refinarias de biocombustíveis.
Larsson, do corpo docente da Divisão de Elementos de Máquinas da Lulea, reconheceu que tais mudanças podem aumentar os custos e exigir comprometimentos no desempenho da lubrificação e no projeto do equipamento. Ele acrescentou que eles devem levar a grandes oportunidades de emprego em pesquisa e desenvolvimento de lubrificantes.
A Europa está na vanguarda do movimento de sustentabilidade, e a apresentação de Larsson foi uma das várias que trataram do tema no colóquio deste ano, realizado online. Ele disse que há uma série de boas razões para os óleos minerais se tornarem a base dominante para lubrificantes: eles estão disponíveis em grandes quantidades a custos razoáveis; fornecem um produto de valor agregado para os refinadores de combustíveis; têm boas propriedades de lubrificação, mesmo no regime de lubrificação limítrofe.
Ele acrescentou que os minerais também têm desvantagens – sendo tóxicos, inflamáveis e difíceis de limpar – mas ele afirmou que, mais importante, eles serão retirados de uso pelo movimento global em direção à sustentabilidade.
“O maior problema é que eles são feitos de petróleo”, disse ele, citando as emissões de gases de efeito estufa geradas pelo fornecimento. A indústria está começando a exigir que os fornecedores forneçam materiais com pegadas de carbono mais baixas, e os governos acabarão exigindo isso.
Larsson observou que alguns comerciantes de lubrificantes começaram a tomar medidas para reduzir as pegadas de carbono, pelo menos em parte, para aumentar a popularidade de seus produtos. Ele argumentou, no entanto, que a indústria precisa adotar uma abordagem muito mais agressiva, onde a sustentabilidade se torne um critério fundamental de tomada de decisão em todos os aspectos do negócio.
Até agora, disse ele, as decisões foram tomadas com base em dois critérios: desempenho e custo. “Devemos adicionar um terceiro parâmetro”, disse ele. “Não podemos apenas dizer que a sustentabilidade ou o efeito verde é um extra que podemos comercializar. É algo que devemos ter – é um requisito inevitável.”
A indústria continuará a usar óleos básicos à base de petróleo por algum tempo, disse Larsson, mas a indústria deve começar agora a encontrar substitutos. Ele admitiu que alternativas podem custar mais ou, em alguns casos, não combinar com o desempenho dos óleos minerais, mas argumentou que tais sacrifícios devem ser feitos – e que soluções aceitáveis podem ser encontradas.
Por exemplo, os fabricantes de equipamentos podem precisar tornar alguns componentes mais robustos para que possam suportar níveis reduzidos de proteção contra desgaste. Isso pode exigir que os componentes sejam 5% mais pesados, disse ele, o que pode aumentar os custos e aumentar a quantidade de combustível necessária para fabricar o componente.
No entanto, tais sacrifícios podem ser justificados se as emissões globais de gases de efeito estufa forem reduzidas. Mudar para diferentes estoques de base também pode exigir um afastamento do projeto de equipamento até o limite, a fim de alcançar condições de lubrificação mais suaves.
A substituição dos óleos básicos minerais não será fácil, disse Larsson. A indústria petrolífera global produz atualmente cerca de 1,5 metro cúbico de óleo básico por segundo – ou um pouco mais de meia tonelada métrica.
Larsson sugeriu uma série de fontes potenciais com pegadas de carbono significativamente menores: lubrificantes de resíduos reciclados, água, óleos básicos de gás para líquidos (GTL) feitos de gás natural, óleos de base biológica de plantas como colza ou girassol, hidrocarbonetos sintéticos de recursos renováveis, óleos feito a partir de processos bioquímicos.
“Provavelmente haverá uma grande variedade de básicos no futuro”, disse ele. Ele sugeriu que a indústria de lubrificantes seguisse o exemplo da indústria de tintas, que substituiu amplamente os produtos à base de óleo por produtos de látex solúveis em água. Além de reduzir as pegadas de carbono, isso levaria a lubrificantes acabados mais fáceis de limpar, disse ele.
Ele ofereceu o glicerol como um material renovável que poderia ser usado para fazer lubrificantes solúveis em água. Não é tóxico, está presente em alimentos que as pessoas consomem regularmente e é produzido em grandes quantidades – por exemplo, como subproduto das refinarias de biodiesel – embora menos do que os óleos básicos minerais a 0,08 toneladas por segundo.
Tem prós e contras em termos de propriedades de desempenho. Os gliceróis diluídos são superiores aos óleos minerais em capacidade de refrigeração, são menos inflamáveis e podem fornecer uma gama de viscosidades dependendo da quantidade de água utilizada. Eles também fornecem lubrificação muito boa quando um filme lubrificante pode ser mantido, mas manter um filme adequado é um desafio. A espessura do filme pode ser melhorada aumentando a viscosidade e tornando as superfícies dos componentes mais lisas.
“A lubrificação de limite é um problema, é claro, então precisamos encontrar uma nova química de aditivos para lubrificantes à base de glicerol”, disse Larsson. “Isso será algo para todos nós trabalharmos no futuro.”
Durante uma sessão de perguntas após sua apresentação, Larsson reconheceu que os lubrificantes à base de glicerol também são muito mais limitados nos níveis de calor que toleram. O teor de água ferveria a 80-90 graus Celsius, então eles claramente não poderiam ser usados em óleos de cárter automotivo.
Questões significativas ainda precisam ser resolvidas, mas Larsson disse que isso não deve impedir a indústria de aprender a fabricar lubrificantes funcionais a partir de matérias-primas mais sustentáveis.
“Gastamos alguns milhares e milhares de bilhões de dólares ou euros para desenvolver as máquinas de hoje junto com os óleos de hoje, e agora vamos fazer a mesma coisa para fluidos de base completamente novos e aditivos completamente novos”, disse ele. “Então isso é fantástico, de certa forma, para nós fazendo pesquisas em tribologia. É um paraíso mesmo. Estamos realmente enfrentando um futuro muito empolgante porque teremos muitos problemas divertidos para resolver. Mesmo que eu entenda que as empresas estão enfrentando uma luta por algum período.”
