ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Análise da degradabilidade do fluido de corte mineral emulsionável utilizado no processo de retificação
AUTORES: Rabelo Moreira, M. (CEFET-MG) ; Bicalho Duarte Rosa, J. (CEFET-MG) ; Isabel de Oliveira Marcelino, L. (CEFET-MG) ; Rezende Calado, C. (CEFET-MG) ; Roberto da Silva, L. (CEFET-MG) ; Vilaça Lima, H. (CEFET-MG) ; Lúcia Oliveira Morais, H. (CEFET-MG)
RESUMO: Os fluidos de corte são utilizados no processo de usinagem por apresentarem
vários benefícios no processo de produção. O objetivo deste trabalho é analisar
o fluido mineral emulsionável antes e após a produção de 1074 peças, totalizando
6 meses de utilização. Os parâmetros empregados na avaliação da degradabilidade
foram: pH, percentual de espuma formado, corrosão e contagem microbiológica. Os
resultados que apresentaram maior variação foram pH de 9,36 para 7,63 e a
constatação de uma contaminação microbiológica de 106 UFC
mL-1 para bactérias totais e 103 UFC mL-1 para
fungos e leveduras. A queda no valor do pH pode estar relacionada à proliferação
de micro-organismos, sendo considerada uma importante causa da degradação do
fluido.
PALAVRAS CHAVES: Degradação; Fluido de corte; Usinagem
INTRODUÇÃO: Fluidos de corte são aplicados à zona de retificação para limitar a geração de
calor pela redução de atrito através de suas propriedades lubrificantes e
reduzindo o aquecimento por condução da energia gerada (IRANI; BAUE; WARKENTIN,
2005). Os requisitos básicos que devem ser cumpridos pelos fluidos de corte além
da refrigeração e lubrificação são a remoção eficiente dos cavacos gerados na
região de retificação e proteção contra a corrosão (EBBRELL apud IRANI; BAUE;
WARKENTIN, 2005, WEBSTER; CUI apud IRANI; BAUE; WARKENTIN, 2005, MARINESCU apud
ALBERDI, 2011, p. 491).
Os fluidos de corte podem ser classificados em: aquosos, emulsões, óleos de
corte puro, fluidos semissintéticos e fluidos sintéticos. Os aditivos contidos
nos fluidos são responsáveis por aumentar a eficiência dos mesmos, reforçando-os
e conferindo-lhes características necessárias às exigências das máquinas
modernas como emulsificantes, anticorrosivos, biocidas e antiespumantes
(PETROBRÁS 1999 apud MUNIZ, 2008). O objetivo principal deste estudo é
caracterizar a degradação do fluido mineral emulsionável para avaliar as
mudanças nas propriedades ocorridas no processo: antes e após produção de 1074
peças correspondente a um período de 6 meses de utilização, sem a realização de
ajustes no reservatório.
MATERIAL E MÉTODOS: Para usinagem dos corpos de prova foi utilizada uma retificadora Tos Hostivar do
laboratório de retificação do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas
Gerais (CEFET-MG) com ferramenta de corte de óxido de alumínio branco - 99 % de
Al2O3. Foram usinadas 1074 peças por corpo de prova, sendo
estes de aços ABNT 4340.
O fluido de corte analisado foi o óleo de corte emulsionável de base naftênica
da marca MECAFLUID S 1100 do fabricante PETRONAS LUBRIFICANTES BRASIL S.A., lote
nº 0007/2011 e data de fabricação 30/08/2011 e possui as seguintes informações:
70 a 85 % em peso de óleo naftênico, 1 a 5 % em peso de bactericidas e 10 a 25 %
de aditivos (Tensoativos, sulfonatos e inibidores de corrosão). A concentração
da emulsão fez-se na proporção é de 1 parte de óleo em 16 partes de água.
As medidas de pH foram realizadas no pHmetro Digimed DM-20 previamente
calibrado.
O percentual de espuma formado foi calculado pela comparação entre o volume
inicial de fluido e água adicionados em uma proveta, antes e após realizar
inversões para homogeneização.
A corrosão foi analisada umedecendo 2 gramas de ferro fundido com 2 mL de
amostra. Após 2 horas de repouso verificou-se visualmente o grau de corrosão
comparando-se com a classificação reportada na norma DIN 51.360.
A contagem microbiológica foi feita por meio da imersão de lâminas de plástico
revestidas com nutrientes (dip slide). Uma face contendo PCA (Plate Count Ágar)
para contagem total de bactérias e a outra face com Ogye Ágar para fungos e
leveduras. O conjunto foi colocado na estufa, por um período de 48 H a 35 °C e
posteriormente a 30 °C por 72 H. Após o período de incubação, inspecionou-se a
lâmina e comparou-se com o gabarito fornecido.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O valor final do pH está abaixo do valor de uma emulsão satisfatória para uso
que seria acima de 8,7 (RUNGE ; DUARTE, 1990). Esta queda do pH pode estar
relacionada à proliferação de micro-organismos no fluido, uma vez que estes, no
decorrer de seu metabolismo, liberam substâncias ácidas. O biocida usado na
formulação comercial pode falhar por algumas razões: a) pode ser solúvel na
concentração de uso (0,1 a 0,2 %), mas pode não ser em concentrações 20 vezes
superiores – concentração esta existente no óleo concentrado; b) a reatividade
química a altos níveis em fluidos de corte pode destruir a molécula de biocida
(Rossmoore; Rossmoore apud Takahashi, 2005). O nível de contaminação que é
considerado aceitável, e não causa problemas na qualidade da peça usinada,
corresponde a contagens inferiores a 104 UFC mL-1 para
cada grupo microbiano analisado (CAPELLETTI, 2006). A contaminação microbiana
não chegou a consumir o antiespumante da emulsão, evitando a formação de espuma
que pode dificultar a visão do operador ou prejudicar a refrigeração pela
formação de bolhas de ar (MUNIZ, 2008). Já o grau de corrosão aumentou
ligeiramente, o que pode evidenciar o consumo de anticorrosivo da emulsão.
Tabela 1
Caracterização físico-química do fluido de corte
emulsionável antes e após processo de retífica em
um período de seis meses.
CONCLUSÕES: Com os resultados obtidos conclui-se que a grande proliferação de microrganismos
se mostrou como a maior fonte de degradação do fluido. A presença destes reduziu
o pH do meio e aumentou a corrosividade do fluido, evidenciando esgotamento de
aditivos. Portanto, observou-se a redução da qualidade do fluido comparativamente
com as especificações do segmento industrial.
AGRADECIMENTOS: PIBIC/PIBIT/CNPq/FAPEMIG/CEFET-MG/PETRONAS LUBRIFICANTES BRASILS/A
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALBERDI, R. et al. Strategies for optimal use of fluids in grinding. International Journal of Machine Tools & Manufature, Elgoibar, v.51, p. 491-499, 2011.
CAPELLETTI R. V. Avaliação da atividade de biocidas em biofilmes a partir de fluido de corte utilizado na usinagem de metais. 2006. 81f. Dissertação (mestrado)-Faculdade de Engenharia Química, Universidade Federal de Campinas, Campinas, 2008.
IRANI, R. A; BAUER, R. J.; WARKENTIN A. A review of cutting fluid application in the griding process. International Journal of Machine Tools & Manufacture. Halifax, n.45, p. 1696-1705, 2005.
MUNIZ, C. A. S. Novas formulações de fluidos de corte: otimização, propriedades e recuperação do óleo usado. 2008. 175f. Tese (doutorado) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008.
RUNGE, P. R. F.; DUARTE, G. N. Lubrificantes nas indústrias. Fluidos de corte. Cotia: Triboncept, 1990. cap.4, p.71-172.
Takahashi D. F. Biocidas garantem a vida útil do fluido de corte. 2005. Revista Máquinas e Metais, n.475, p. 164-173.
