Além das graxas de lítio
Além das graxas de lítio – As graxas feitas com espessantes simples de sabão de lítio apareceram pela primeira vez na década de 1940. Desde então, as graxas de lítio dominaram o mundo da lubrificação com graxa. Conhecidos por sua versatilidade, elas funcionam bem com uma variedade de fluidos básicos e operam de forma eficaz em uma ampla gama de condições e temperaturas.
As graxas de lítio têm sido favorecidas há muito tempo por sua vantajosa relação desempenho-custo e têm se destacado na maioria das especificações dos fabricantes de equipamentos originais (OEMs).
As graxas lubrificantes que utilizam sabão de lítio como espessante mantiveram uma posição tão forte que houve incentivo limitado para desenvolver alternativas, diz Mikael Kruse, gerente de produto do grupo (UE) da AXEL Christiernsson International AB, fabricante líder de graxas lubrificantes na Europa e nos EUA. sediada na Suécia. As indústrias têm sido relutantes em investir recursos na exploração de diferentes produtos.
A situação da graxa esteve estável há muito tempo. Até agora.
Kruse destacou um “gigante em declínio” durante a Sessão de Compartilhamento entre Membros da Associação Asiática da Indústria de Lubrificantes (ALIA) em 5 de março de 2024 na cidade de Ho Chi Minh, Vietnã. Ele enfatizou que as perspectivas atuais para as graxas de lítio são desfavoráveis, antecipando uma mudança significativa no cenário das graxas.
As perspectivas de oferta de lítio são um tema de importância crescente devido à crescente procura de baterias de íons de lítio em veículos eléctricos (VE), sistemas de armazenamento de energia e vários dispositivos electrónicos.
O lítio, uma das 34 matérias-primas críticas (CRM) identificadas pela União Europeia, tem sofrido volatilidade de preços devido a flutuações na dinâmica da oferta e da procura.
A procura de lítio deverá continuar a aumentar acentuadamente nos próximos anos, impulsionada principalmente pela expansão do mercado de VE e pela necessidade de soluções de armazenamento de energia renovável.
Kruse descreveu um declínio de 8% na utilização de graxas de lítio na pesquisa de produção de graxa do National Lubricating Grease Institute (NLGI) de 2019 a 2022. As graxas convencionais de lítio tiveram uma redução de 7%, juntamente com um declínio de 1% nas graxas complexas de lítio.
Houve o surgimento de alternativas novas e promissoras. As graxas de cálcio anidro tiveram um aumento notável de 5,5%, enquanto as graxas de poliureia (PU) e sulfonato de cálcio tiveram um ligeiro aumento de 1%.
Durante a conferência e exposição F+L Week 2024 recentemente concluída na cidade de Ho Chi Minh, Vietnã, Avelyn Lim da Dow Industrial Solutions Singapore descreveu um novo e promissor processo de produção de PU com espessante de PU pré-formado.
Vencedor do prêmio de melhor pôster na F+L Week 2024, Lim disse que esta abordagem inovadora oferece diversas vantagens sobre os métodos convencionais de produção de graxa PU e pode ajudar a satisfazer a crescente demanda por graxa de alto desempenho em aplicações de alto crescimento, como rolamentos, constante juntas homocinéticas em siderúrgicas e motores elétricos.
Um processo simplificado e econômico utiliza uma chaleira metálica com graxa e sabão sem a necessidade de sistemas adicionais. Lim observou maior flexibilidade na cadeia de suprimentos ao oferecer opções locais de mistura de graxa. Além disso, o espessante PU é estável, com longa vida útil e fácil armazenamento.
O principal catalisador da ruptura do status quo é a ascensão dos veículos eléctricos. Os VEs exigem menos graxa, devido à sua operação mais suave, arquitetura mecânica simplificada, sistemas de acionamento direto, fricção e geração de calor reduzidas e tecnologia de frenagem regenerativa.
No entanto, a força motriz é o aumento da concorrência pelo lítio, que é um dos principais componentes das baterias EV. O poder de compra da indústria de graxas diminuiu significativamente, diz Kruse. Embora a indústria consumisse anteriormente cerca de 30% de todo o lítio, a procura diminuiu para cerca de 3%, diz ele.
Além disso, o fornecimento de lítio está restrito a determinadas regiões com um número limitado de fornecedores. A disponibilidade é suscetível à política e à agitação, apresentando riscos tanto para os custos como para a oferta nas regiões afetadas.
Kruse observou que obter materiais e entregar dentro do prazo tem se tornado cada vez mais desafiador, já que a indústria de graxas não é mais um cliente tão valioso como antes. Além disso, ele enfatizou o custo elevado, instável e imprevisível do lítio, que é fortemente influenciado pela indústria de baterias.
Cerca de 70% das aplicações de graxa podem ser atendidas por graxas multiuso, com graxas de alto desempenho (20%) e graxas especiais (10%) cobrindo as demais aplicações. Esta distribuição é consistente na maioria dos segmentos.
As graxas multiuso consistem predominantemente em graxas convencionais de lítio. Felizmente, existe uma alternativa prontamente disponível no cálcio anidro, diz Kruse. O cálcio anidro oferece desempenho igual e, em alguns casos, superior. Também é compatível com graxas existentes, eliminando a necessidade de limpeza excessiva e frequente.
Quando se trata de graxas de alto desempenho, a história é diferente, diz Kruse.
Não existe uma única alternativa com a mesma versatilidade das graxas de complexo de lítio comumente utilizadas nessas aplicações. As alternativas incluem complexo de sulfonato de cálcio, PU e complexo de alumínio.
A seleção da graxa apropriada depende da tarefa específica em questão. Kruse aconselha dedicar algum tempo à compreensão dos requisitos da aplicação para fazer uma escolha informada.
Por exemplo, em situações que envolvem altas temperaturas, cargas elevadas e condições úmidas, as graxas com complexo de sulfonato de cálcio são frequentemente recomendadas.
Para veículos elétricos, as graxas PU são notavelmente mais eficazes. Desenvolvimentos intensos em relação à tecnologia de espessantes de graxa estão em andamento na comunidade de graxas, diz Kruse.
As graxas especiais são as menos afetadas pelo declínio no uso de graxas de lítio, diz ele. Essas graxas representam uma proporção menor do mercado e há uma variedade de opções disponíveis. As graxas especiais tendem a ser produtos de alto valor e altas margens, desenvolvidos para executar tarefas específicas. As alternativas incluem complexo de sulfonato de cálcio, PU, complexo de alumínio e novos espessantes.
A maior necessidade de tecnologias de substituição de graxas reside em produtos mais baratos; as graxas especiais permanecem um tanto isoladas dessas mudanças, sugere Kruse.
Há uma ênfase crescente na sustentabilidade na cadeia de abastecimento de lubrificantes. O representante da AXEL Christiernsson observou os desafios de sustentabilidade nas fases de extração e transporte da produção de graxa de lítio. Além disso, Kruse abordou preocupações relativas à biodegradabilidade das graxas de lítio, tornando-as inadequadas para aplicações de perda total, e legislação pendente sobre questões de toxicidade.
Apesar da importância da sustentabilidade, não é tão simples como mudar para uma massa lubrificante sustentável. O mesmo produto pode ser utilizado em diferentes aplicações e ter efeitos diferentes na sustentabilidade. É vital entender como o produto será utilizado para avaliar o impacto na sustentabilidade.
Kruse enfatiza que a sustentabilidade de aplicações individuais é determinada pelo sistema combinado e não apenas pela graxa em si. Ele ressaltou a necessidade de considerar os componentes da máquina, como a produção de rolamentos, o impacto no uso de energia e a adequação e utilização do lubrificante da máquina.
Na maioria dos casos, o fator dominante que afeta a sustentabilidade é a perda de potência por atrito, disse Kruse, destacando a pesquisa da SKF, um dos principais fabricantes mundiais de rolamentos, com sede na Suécia.
No entanto, ele reconhece os desafios que envolvem a disposição dos clientes em adotar soluções sustentáveis. Por muito tempo, as graxas de lítio provaram ser eficazes e acessíveis. Ainda não se sabe se os consumidores estão dispostos a pagar o custo de alternativas sustentáveis. As graxas biodegradáveis ainda mais baratas podem ser três a quatro vezes mais caras, representando um desafio significativo para os consumidores.
