Viscosidade

Viscosidade é a resistência que um fluido oferece ao movimento ou a sua fluidez. Exemplos práticos são água que possuí baixa viscosidade e mel que possuí alta viscosidade.

Sabemos também, através de exemplos do dia a dia, que a viscosidade varia em função da temperatura. Mel, quando tirado da geladeira, quase não flui, porém quando deixado exposto ao calor do sol, por exemplo, passa fluir mais rapidamente.

Enfim, todos os fluidos possuem viscosidade em escala menor (gases, por exemplo) ou maior (óleos lubrificantes, por exemplo).

Então, a questão  é como medir a viscosidade. Há várias maneiras de medir a viscosidade, dependendo do tipo de fluido.

Uma maneira é medir o tempo de escoamento, outra medir a resistência oferecida o movimento de um rotor que gira dentro do fluido, por exemplo. Outro método é medir a velocidade de queda de uma esfera dentro do líquido.

No início da moderna lubrificação industrial surgiram algumas outras maneiras de viscosidade. Entre estes, um invento um tanto bizarro: uma esfera de aço molhada com o óleo a medir, colocada firmemente dentro de uma cavidade semi-esférica com um punho de madeira. Tudo isso parecia com um carimbo. Invertia-se o gadget e media-se o tempo para a esfera separar-se da semicavidade.

Os primeiros viscosímetros técnicos utilizavam o princípio do escoamento do fluido através de um orifício calibrado. Nos USA era popular o viscosímetro Saybolt (viscosímetro 1). Na Alemanha o viscosímetro Engler (viscosímetro 2), e, além dele, é bastante usado o viscosímetro Hoeppler (viscosímetro 3), baseado na esfera cadente. E Na Inglaterra o viscosímetro Redwood (viscosímetro 4).

Um fator adicional que dificulta a conversão do resultado de um sistema para outra são as temperaturas adotadas na medição da viscosidade em cada sistema. O sistema Saybolt usa 100°F e 210°F. O Redwood 100°F, 140°F e 210°F. O Engler 20°C e 80°C.

Os resultados nos sistema Saybolt e Redwood são expressos em segundos (o tempo necessário para o escoamento no aparelho). No sistema Engler o resultado é expresso em graus Engler (°E). Em todos os sistemas a informação é dada como a viscosidade junto com a temperatura de medição. Por exemplo, 58 SSU a 100°F (58 Segundos Saybolt Universal a 100°F) ou 23 °E a 20°C. Para uma conversão de um sistema para outro é necessário saber a viscosidade medida a duas temperaturas para traçar a curva de viscosidade num gráfico apropriado e depois fazer as inter ou extrapolações.  Tabelas ajudam nessa tarefa.

Cientificamente usa-se a viscosidade absoluta (centiPoise = cP = viscosidade cinemática em centiStoke multiplicado pela densidade em kg/dm3).

Tecnicamente emprega-se a viscosidade cinemática. Os resultados são expressos em centiStoke cSt).

A viscosidade cinemática lidera no campo industrial. Um centiStoke (cSt) equivale a viscosidade da água. 100 centiStokes, portanto, representa um fluido tendo uma viscosidade cem vezes maior do que a água. A viscosidade cinemática é medida a 40°C e a 100°C.

Ir a um posto de serviço e pedir um óleo de motor com uma viscosidade de 58 a 86 SSU a 210°F não é uma maneira muito prática, embora no passado era corriqueira essa maneira de especificar lubrificantes industriais. Acresce ainda o fato de que raros elementos de máquina exigem uma viscosidade tão precisa para operar corretamente.

Estes dois fatores levaram a adoção de classificações de viscosidade em diversos graus. Trata-se da classificação SAE (Society of Automotive Engineers) para óleos de motor e de engrenagens automotivos e da classificação AGMA (American Gear Manufacturers Association) para óleos de engrenagens industriais.

Assim surgiram os graus SAE 5W até 60 para motores e 75W a 250 para engrenagens. O número dado a cada grau de viscosidade nada tem a ver com a viscosidade em si. Apenas indica que um SAE 40 é mais viscoso do que um SAE 30. O mesmo aplica-se aos graus AGMA. Cada grau de viscosidade é bastante amplo e não há intervalos entre cada grau. Assim sendo, um óleo SAE 20 formulado bem no limite alto da faixa pode ser indistinguível, sem o uso de instrumentos, de um óleo SAE 30 formulado no limite inicial de seu grau. No caso dos graus SAE para engrenagens, os números maiores (SAE 75W, 80W, 90, 140 e 250) do que os dos óleos para motor (5W, 10W, 20W,20, 30, 40, 50 e 60), levam a crer que os óleos para engrenagens são muito mais viscosos. Na realidade não é nada disso. Dentro da faixa de viscosidade de um óleo SAE 90 cabe parte do SAE 40, totalmente o SAE 50 e parte do SAE 60.

Para outros equipamentos vigoravam recomendações do tipo XXX SSU a 100°F, ou XX°E a 20°C. Era comum que para elementos de máquina similares fabricantes fizessem recomendações de viscosidade diferentes, porém bastantes próximas uma da outra. Isso dificultava a prática da lubrificação em vista de muitos lubrificantes necessários numa indústria.

A introdução do sistema de classificação de viscosidade ISO VG facilitou em muito a caracterização, seleção e aplicação de óleos lubrificantes industriais.

Enquanto os números usados para caracterizar os óleos classificados pelo sistema SAE e AGMA são não dimensionais (os números não possuem nenhuma propriedade especifica), os números da classificação ISO VG utilizada modernamente para lubrificantes industriais, representam o centro da faixa de viscosidade em cSt a 40°C. A própria classificação ISO VG segue uma lógica: cada grau é 50% (ou aproximadamente 50% para evitar números quebrados) mais viscoso do que o anterior. Cada grau ISO VG admite uma faixa de -/+10%. Assim sendo, o grau ISO VG 100 (100 cSt a 40°C) tem uma faixa de viscosidade de 90 cSt a 110 cSt.

Com isso há  intervalos bem definidos entre cada grau ISO VG, ao contrário do que acontece com os graus SAE e AGMA.

O fabricante de lubrificantes normalmente não utiliza faixas de viscosidade tão amplas quanto os -/+ 10% de cada grau ISO VG. As faixas de viscosidade para o controle de produção são menores. Um exemplo seria 98 a 102 cSt a 40°C para um óleo ISO VG 100.

O uso do sistema ISO VG não é obrigatório. Entretanto, o fabricante de lubrificantes que insiste em fabricar óleos fora dessa classificação, encontraria dificuldades de venda. Por outro lado, é perfeitamente admissível fabricar um óleo com uma viscosidade de 55 cSt a 40°C, por exemplo, para atender a uma necessidade específica. Apenas não poderia se chamar este óleo de ISO VG 55, pois este grau não está previsto na classificação. Poderia, sim, por exemplo, chamar este óleo de Hidráulico 55 para sinalizar que este óleo tem esta viscosidade.

Nem é  obrigatório incluir o grau ISO VG no nome do produto. Companhias tradicionais continuam comercializando óleos lubrificantes com seus nomes antigos, informando nas Descrições Técnicas as propriedades viscosimétricas junto com o grau ISO VG.

Como palavra final vale mencionar que, embora a viscosidade seja a propriedade isoladamente mais importante de um óleo, ela sozinha normalmente não é suficiente para garantir o desempenho do óleo em serviço. O desempenho em serviço depende de uma série de fatores, tais como tipo de óleo básico, grau de refinação, aditivos, etc.

Fonte: Blog da Lubrificação