Por: Pedro Nelson A. Belmiro
É muito comum, para as pessoas que não são especialistas no assunto, confundir Viscosidade com Índice de Viscosidade (IV). Poderíamos dar aqui duas definições técnicas simples, e o problema estaria teoricamente resolvido; entretanto, a prática nos tem mostrado que a confusão se dá, principalmente, na hora da utilização desses conceitos. São comuns perguntas do tipo: pode um óleo ter uma viscosidade alta e um Índice de Viscosidade baixo, ou vice-versa? Elas realmente merecem uma resposta mais elaborada para dirimir todas as dúvidas pertinentes ao assunto.
As formulações mais modernas de lubrificantes multigrau, para atender às exigências dos fabricantes de veículos e à necessidade de utilização de aditivos específicos que melhoram as características viscométricas do óleo básico, tornam imperioso o conhecimento desse assunto e da melhor forma de calcular os parâmetros envolvidos na questão.
Portanto, vamos verificar, neste artigo, alguns conceitos básicos importantes.
Viscosidade
É a propriedade vital de um lubrificante, porque influencia diretamente a habilidade de formar o filme de óleo que vai reduzir o atrito e o desgaste. Tem importância fundamental na chamada lubrificação hidrodinâmica. A viscosidade de um fluido está diretamente relacionada ao atrito interno entre as moléculas desse fluido e, portanto, representa a resistência desse fluido ao escoamento ou cisalhamento. Popularmente falando, um óleo de alta viscosidade é chamado de “grosso” e flui com dificuldade, enquanto o óleo “fino”, de baixa viscosidade, escorre mais facilmente. Podemos dizer que a viscosidade de um óleo é inversamente proporcional à sua fluidez.
De acordo com a ASTM International (American Society for Testing and Materials) podemos definir dois tipos de viscosidade, conforme diferentes métodos de medição:
Dinâmica ou Absoluta, representada pela letra grega µ, é geralmente reportada pela unidade Poise (P) que tem as dimensões g/cm3.s (gramas por centímetro cúbico por segundo). A unidade mais usada para esse tipo de viscosidade é, na verdade, o centipoise (cP), que equivale a 0,01P. No sistema internacional de unidades (SI) utiliza-se o segundo-Pascal (Pa-s), que corresponde a 10P.
Cinemática, que é o quociente da divisão da viscosidade dinâmica pela densidade (µ/d), medidas à mesma temperatura. A unidade de viscosidade cinemática mais utilizada é o Stoke, que tem as dimensões cm2/s (centímetro quadrado por segundo). É prática comum na indústria do petróleo exprimir a viscosidade cinemática em centistokes (cSt). Um Stoke equivale a 100 cSt. No sistema SI essa viscosidade é apresentada em milímetro quadrado por segundo (mm2/s), e 1mm2/s = 1cSt.
Para se medir a viscosidade de um óleo lubrificante, é necessária a utilização de aparelhos específicos chamados viscosímetros, que podem ser classificados em dois tipos principais: capilares e rotativos. Existem ainda outros tipos com princípios diferentes de ação que não abordaremos aqui.
Os viscosímetros capilares medem a taxa de escoamento de um determinado volume de fluido através de um pequeno orifício a uma determinada temperatura. Esse escoamento pode se dar por força da gravidade, como no método de determinação, normalmente utilizado para viscosidade cinemática a 40º C e 100º C e regulado pelo ASTM D-445, ou por aplicação de pressão de gás, como na determinação de viscosidade a alta temperatura, também chamada de HTHS (High Temperature High Shear), regulada pelo ASTM D-4683.
Os viscosímetros rotativos são normalmente usados para a determinação da viscosidade dinâmica e medidas a baixas temperaturas. Utilizam o torque em um eixo rotativo para medir a resistência do fluido ao escoamento. Podemos citar alguns equipamentos para medir esse tipo de viscosidade, tais como: Mini Rotary Viscometer (MRV), Brookfield Viscometer e o Tapered Bearing Simulator, porém o mais utilizado hoje pela Indústria é o CCS (Cold Cranking Simulator), que determina a viscosidade aparente numa faixa de 500 a 200.000 cP, operando numa faixa de temperatura de 0º C a -40º C. O CCS, com regulação do ASTM D-5293, tem demonstrado uma excelente correlação com os dados práticos em motores e é utilizado pela classificação SAE J300 para determinar os limites de viscosidade dos óleos de motor que atendem às especificações de baixas temperaturas (óleos que levam a letra W em sua denominação).
Óleos multiviscosos
Também chamados de multigrau, os óleos multiviscosos atendem, ao mesmo tempo, aos requisitos de mais de um grau de viscosidade da classificação SAE. Dessa forma, um óleo 15W-40 tem viscosidade a -20º C de, no máximo, 7000 cP (determinada pelo CCS – ASTM D 5293) e também encontra-se na faixa de 12,5 a 16,3 cSt a 100º C (medida pelo método ASTM D 445), atendendo ainda ao limite mínimo de 3,7 cP a 150º C (pelo ASTM D 4683 – viscosidade HTHS).
Para que um óleo possa atender aos requisitos de mais de um grau de viscosidade, ele precisa ter uma grande resistência à variação de temperatura. Um óleo monograu perde muito sua viscosidade (afina) com o aumento da temperatura, e também aumenta muito a viscosidade (engrossa) com a diminuição da temperatura. Um óleo multiviscoso varia muito menos sua viscosidade com a temperatura, proporcionando maior estabilidade do filme lubrificante.
Durante algum tempo, acreditou-se que esses óleos seriam apenas úteis em países onde a temperatura ambiente atinge níveis bastante baixos, dificultando de forma sensível a partida do motor frio. Com o advento de especificações com limites para economia de combustível e a necessidade de se minimizar o desgaste das partes altas do motor, verificou-se que os óleos de viscosidade mais baixa apresentavam melhor rendimento, desde que mantivessem uma viscosidade adequada na temperatura de operação do motor. Ao atingirem as partes altas do motor mais rapidamente, evitam o contato prolongado de metal com metal nos primeiros segundos da partida, que é quando o maior desgaste acontece.
O Índice de Viscosidade (IV)
A resistência que um produto de petróleo apresenta para modificar sua viscosidade com a variação de temperatura é indicada na prática por um simples número adimensional chamado de Índice de Viscosidade, ou simplesmente IV, cujo cálculo é baseado nas medidas da viscosidade cinemática às temperaturas de 40º C e 100 º C. Quanto mais alto o IV, menor o efeito da temperatura sobre a viscosidade do produto.
A Norma Brasileira NBR 14358 de 2005, baseada no método ASTM 2270, indica toda a metodologia para se obter o IV de um produto, através de tabelas padronizadas que indicam os parâmetros adotados pelo método em questão.
Para efeito de composição das tabelas para o cálculo do IV, foram tomados como referência dois óleos básicos padrões: um proveniente da Pensilvânia e outro do Golfo do México, aos quais foram conferidos os valores arbitrários de 0 (zero) e 100 (cem) respectivamente para os seus IVs. A partir daí, elaborou-se uma tabela com os valores de viscosidade a 40º C dos dois óleos básicos medidos em centistokes ou milímetro quadrado por segundo. Para o óleo com IV=0, esses valores situam-se na coluna nomeada pela letra L e para o óleo com IV=100 esses valores estão na coluna denominada pela letra H. A tabela apresentada só é aplicada a produtos de petróleo com viscosidade cinemática entre 2 cSt e 70 cSt.
Se chamarmos pela letra U a viscosidade cinemática em cSt. a 40ºC do produto cujo IV se deseja calcular, o cálculo do IV será dado pela seguinte equação:
Exemplo: Para se determinar o Índice de Viscosidade de um óleo com os dados abaixo:
viscosidade a 40º C = 73,3 cSt.
viscosidade a 100º C = 8,86 cSt.
Da tabela (por interpolação) temos:
L = 119,94 e H = 69,48
Substituindo na equação e arredondando o resultado para o número inteiro mais próximo, tem-se:
Se a viscosidade cinemática a 100º C for superior a 70 cSt, determinar o valor de L de acordo com a seguinte equação:
L = 0,8353 Y2 + 14,67 Y-216;
e o valor de H pela equação
H = 0,1684 Y2 + 11,85 Y – 97,
onde Y é a viscosidade cinemática, em centistokes a 100º C, do produto cujo índice de viscosidade se deseja calcular.
Para óleos com IV maior ou igual a 100, o índice de viscosidade deverá ser calculado pela seguinte fórmula:
Boa noite!
se eu tenho a viscosidade cinemática a 100°C e o IV, como faço para descobrir a viscosidade a 40°C?
POR EX:
Viscosidade cinematica a 100°C: 14,0
I.V: 150
Obrigado
Prezados senhores,
Trabalho com manutenção de vículos Blindados sobre rodas e sobre lagartas, cito o Vtr Suíça Piranha IIIC e o Tank Kurassier Autriaco, no primeiro caso possue o motor caterpillar C-9, mas ambos usam um lubrificante sintético 10W40 e que nao possui um substituto no mercado nacional. Solicito, respeitosamente, sua sugestão na escolha do melhor substituto para o referido lubrificante.
Respeitosamente
2ºSG FN IF Douglas;
Aux. Gerente da VtrBldEsp PIRANHA IIIC
Tel 21-2126-5222
FAx 21-2126-5196
POR FAVOR ME ESCLAREÇA O QUE SIGNIFICA 25W50.DIGO SE FOSSE 15W40 SERIA QUE O OLEO SUPORTA UMA TEMPERATURA E PRESSAO MENOR OU MAIOR DO QUE O 25W50.QUAL É A REGRA QTO MAIOR MELHOR OU NAO.
Boa noite!
Alguém saberia me responder o seguinte?
Preciso misturar dois óleos, no primeiro sua viscosidade a 100°C é 1000Cst o segundo a viscosidade é de 10,3Cst, preciso chegar à viscosidade entre 14Cst e 16Cst. Que cálculo devo usar para determinar as porcentagens de cada óleo para obter a tal viscosidade desejada.
Desd já obrigado!
Boa noite!
Estou realizando um TCC cujo tema e a analise da degradacao de lubrificantes em motores a gasolina.
Utilizo lubrificantes da marca Mobil para realizar as analises, porem quando utilizo os valores das fichas tecnicas para encontrar o IV, nao e o mesmo dado na propria ficha tecnica.
Gostaria de alguma uxilio.
Grato,
Pedro
Se os óleos multiviscosos apresentam menor viscosidade em temperaturas mais baixas, então, pela lógica, é melhor efetuar as trocas nos veículos com os motores frios. Ele fluirá mais rápido pelo tampo do cárter.
Preciso saber para resolver um trabalho de aula a viscosidade de um óleo iso vg 68, gostaria da resposta em Pa.s, mas não estou conseguindo achar nada a respeito..
Amigos
Voces que enviaram os comentários acima e ficaram sem resposta até agora, ainda precisam de explicações ou já conseguiram resolver?
o óleo 15w40 é recomendado para sistema hidraulico?
gostaria de estar atualizado sobre a ciencia da lubrificação com qualidade e seus avanços tecnicos de uma boa preventiva em equipamentos moves
desde-ja agradeço
Lembro que o IBP tem cursos regulares sobre lubrificantes, e eventualmente pode realizar algum sob encomenda.
Bom dia Sr. Pedro Nelson Belmiro.
Queria primeiramente parabenizá-lo pelo artigo, está muito bom e didático. Eu gostaria apenas de tirar uma dúvida a respeito de óleos lubrificantes mais especificamente para motocicletas.
Atualmente e a vários anos, no Brasil, utiliza-se óleos lubrificantes para motos com viscosidade SAE 20w50, isso independente de sua formulação, neste caso mineral, semi-sintético ou 100% sintético.
Como eu gosto muito de motos, sempre me preocupei se o óleo que eu estava utilizando ou mesmo se o óleo que a montadora recomendava era o ideal. Justamente devido a alta viscosidade do 20w50. Como é um óleo mais grosso, tem-se a preocupação nas partidas a frio e também na bombeabilidade do óleo dentro do motor. Baseado nisso, comecei a realizar pesquisas para saber qual o óleo ideal para usar numa moto de alta cilindrada.
Até o momento não cheguei a uma conclusão adequada, pois durante minha pesquisa não obtive respostas da montadora e também de laboratórios que fabricam nossos lubrificantes, neste caso a Petrobrás, Ipiranga, Texaco e a Castrol.
Toda minha pesquisa começou devido aos manuais das motos produzidas no Brasil serem muito mal escritos, com erros de grafia e com indicações de produtos defasados.
Baseado nisso, se possível, eu gostaria de deixar alguns questionamentos aqui e se puderem me ajudar, ficarei muito grato.
A nível de informação, minha moto é uma Suzuki GSX 750 F (750 cilindradas, 106cv), refrigeração mista (ar/óleo), ano 1994/1994 com 53.000 km.
Atualmente, a Suzuki recomenda para todas as suas motos o óleo mineral da Petrobrás GP Lubrax 20w50 API SL. É um óleo com API recente, porém bem viscoso.
1) Desconsiderando a indicação do fabricante, que tipo de viscosidade seria a ideal para motocicletas?
2) Um óleo mineral 20w50, em alta temperatura, terá a mesma bombeabilidade de um óleo 10w 40 nas mesmas condições?
3) A fábrica japonesa Suzuki recomenda a viscosidade 10w40 para todas as suas motos. No Japão, existe os dois extremos, inverno rigoroso porém verão também bastante rigoroso. A pergunta é: um óleo com viscosidade 10w40 tem a mesma resistência térmica que um óleo 20w50?
4) Atualmente estou fazendo um teste em minha moto com resultados satisfatórios. Estou utilizando um óleo para motos da Ipirianga com formulação sintética, viscosidade 10w 40 e API SM. O óleo é o Moto GP Sintético 10w40 API SM. Gostaria de saber, na sua opinião Pedro, baseado na viscosidade do óleo e suas características, estou utilizando um produto adequado na minha moto?
Seria isso amigos, eu agradeço desde já a atenção.
Eliseu,
Realmente, os fabricantes de motos recomendam óleos mais viscosos, principalmente devido às altas rotações dos motores e a necessidade de uma película resistente para manter a lubrificação nas camisas. Como se trata de um motor pequeno, o problema da bombeabilidade é muito reduzido. O que ocorre é que os óleos 10W-xx normalmente são feitos com óleos básicos sintéticos, o que dá uma resistência maior à película e também à oxidação térmica. Nos casos dos automóveis, as montadoras estão todas mudando para óleos menos viscosos e com recomendação de sintéticos (à excessão da Honda, que não explica até hoje porque não recomenda sintéticos).
Acredito que o API SL seja suficiente, pois o SM seria para motores com catalisadores para baixas emissões.
Bom dia Sr. Pedro Nelson, obrigado por sua resposta.
Realmente, a película formada por um óleo mais viscoso é muito maior, concordo plenamente.
Com relação a bombeabilidade, eu acredito que ela sofra uma interferencia com um óleo mais viscoso, digo isso pois o motor da minha moto é grande, são 4 litros de óleo no cárter.
Não posso afirmar com certeza a diferença de bombeabilidade de um óleo 20w50 comparado a um 10w40, mas notei após utilizar o óleo 10w40 que o motor está mais redondo e solto.
Mas vou acompanhar até o próximo período de troca, caso o nível do óleo baixe além do normal terei que voltar ao mineral mesmo, no caso o GP Lubrax 20w50.
Um ítem que você citou é verdade. Recentemente adquiri um carro zero km, e em seu manual está em letras garrafais para somente utilizar óleos com viscosidade 5w 40 (100% sintéticos) ou 10w 40 (Semi-Sintéticos). Neste caso, óleos com 20w ou 15w estão descartados.
Grato novamente.
A VISCOSIDADE DO OLEO SAE 50 tem a mesma viscosidade do sae EP 90?
Bom noite Sr. Pedro Nelson Belmiro.
venho por meio deste lhe parabenizar pela exelente explanação sobre o respectivo assunto ; e aproveitando o ensejo gostaria de tirar uma enorme duvida quanto a pressão de oleo
bom primeiramente o motor em questão seria um motor ford zetec 1.4 16v ano 96 onde a propria ford por meio de seu manual do proprietario recomenda o oleo motorcraft mineral 20w50 .Apos a retifica deste motor tambem fora trocada bomba de oleo obtive um resultado inesperado com a pressão do oleo quando em temperatuars altas não passa do 0,6 de pressão onde algumas tabelas de pressão de oleo informam que deveria ser 1,4 bar na lenta quando quente, passei a usar outro oleo que seria o motul 10w40 semi-sintetico e percebi que ele teve a mesma reação do que o oleo 20w50 ,acredito que seja necessario almentar a densidade do oleo quando ainda quente usando talvez 20w50 semi sintetico será que isso resolveria meu “problema”?
Bom dia. Parabéns pelo blog e pelos artigos. São muito bons e explicativos.
Acompanhando a dúvida do amigo Eliseu, gostaria de saber só uma questão.
No que diz respeito a motores de motos, qual viscosidade protege e lubrifica mais o motor em baixa (partida a frio) e altas temperaturas? A viscosidade 20w 50 ou 10w 40?
Grato desde já.
André, a faixa de viscosidade para SAE 50 é entre 16,3 e 21,9 centistokes a 100 C. Para SAE 90 a faixa é entre 13,5 e 24,0. Ou seja, uma está dentro da outra. Ocorre que uma é para óleos de motor e a outra é para óleos de engrenagens.
Rafael,
O “problema” da pressão do óleo não parece estar ligada ao óleo em si.
Acontece, em alguns casos, que quando se usa um óleo menos viscoso a pressão pode cair um pouco, mas parece que não foi esse o caso com voce. De qualquer forma, pressão pode ser uma questão de regulagem interna, e não adiantaria ficar trocando o óleo. Como o motor foi retificado e deve estar sem folgas críticas, o 10W-40 deveria atender perfeitamente.
Miguel,
Em partidas a frio, o óleo de mais baixa viscosidade é melhor, portanto, o 10W-40 chega mais rápido a todas as partes que precisam de lubrificação.
O antigo problema dos óleos mais finos é que em altas temperaturas eles evaporavam mais e perdiam a película lubrificante. Esse problema foi sanado com o advento dos óleos sintéticos e semi-sintéticos que podem ter baixa viscosidade com película muito mais resistente.
Muito obrigado pelas explicações Sr. Pedro Nelson.
Um grande abraço.
Queria saber o que e bambeabilidade
Bombeabilidade é a capacidade de um produto de ser bombeado, ou seja, sua fluidez. Isso serve para dimensionar bombas, ou mesmo saber se o produto em questão pode ser bombeado de um lugar para outro. Quanto mais alta a viscosidade do produto, pior é sua bombeabilidade pois fica muito grosso e difícil de bombear.
Boa noite,
Em primeriro lugar parabéns pela qualidade da publicação.
Tenho uma dúvida, não em relação ao óleo mas sim em relação a sua aplicação do mesmo. O que é melhor na lubrificação do motor, uma viscosidade cinemática de 14mm2/s ou de 22mm2/s, considerando q o motor esta trabalhando a 100°C?
Obrigado!
Boa tarde,
Estou fazendo um trabalho de Quimica Industrial do 5 º periodo de Engenharia Civil, e tenho a seguinte questão:
Se a viscosidade de um oleo lubrificante é 40ºC é 635 SSU e a 40ºC é 65 SSU, qual o seu IV!?
Poderiamos dizer que seria:
635-40/65-40? O que me daria um IV de 23,8 SSU!?!?
Preciso de uma força ai..
Puder ajudar!
Segundo o livro Problemas de Mecânica dos Fluidos, de F. A. Bastos, a viscosidade cinemática da mistura é: log(v) = f1.log(v1) + f2.log(v2), onde v1 e v2 são as visc cin de cada líquido, f1 e f2 são as frações de cada líquido no volume total da mistura e v é a visc. cin. final da mistura.
Prezados, se eu colocar um oleo 20w(mineral) ao inves de um de 10w(semi sintetico) que é o recomendado, sendo que a temperatura da cidade é em torno de 20º, que prejuízos posso ter no motor do meu carro?
Agradeço a atenção
Abraço
Fernando