Em um primeiro momento, o termo superlubricidade pode parecer apenas uma outra nomenclatura do marketing para diferenciar um lubrificante da concorrência. Mas, na verdade, a definição é muito mais técnica do que parece. E, mesmo que ainda não seja tão difundida na indústria ― afinal, não há superlubrificantes no mercado, apenas estudos acerca do seu desenvolvimento ―, ela trará impactos significativos.
E é para explicar melhor sobre superlubricidade que elaboramos este artigo. Acompanhe e fique por dentro de uma das últimas tendências da lubrificação industrial.
Entenda o que é superlubricidade
Todo lubrificante, líquido ou sólido, tem como função prevenir o atrito entre as faces de metal. Um excelente lubrificante consegue manter o coeficiente de atrito (COF) entre 0,1 e 0,2, por exemplo. Mas a superlubricidade acontece quando esse coeficiente chega a níveis menores que 0,01. Dessa forma, o atrito é praticamente inexistente.
Quem trabalha diretamente com manutenção sabe muito bem o que esse número significa: muito menos desgaste. E, também, que isso se reverte em menos custos, mais produtividade e confiabilidade no maquinário. Porém, como mencionamos no início do artigo, esse conceito segue no campo da teoria e dos testes.
Isso porque para atingir esse coeficiente de atrito mínimo, os produtos aplicados precisam ser diferentes. O prefixo “super” está presente novamente, desta vez para determinar esses fluidos superiores, os superlubrificantes. Neles, é usada a nanotecnologia, que vem sendo amplamente pesquisada, a fim de reduzir o consumo de energia e o desgaste. Para se ter uma ideia, existe uma estimativa que a energia desperdiçada por conta da fricção cairia de 33% para 25%.
Conheça a evolução nos estudos da superlubricidade
A busca pela superlubricidade não é algo recente. No início dos anos 1990, o cientista japonês Motohisa Hirano já buscava provar a existência de um estado físico em que o atrito entre duas superfícies deslizantes pode ser, praticamente, erradicado. Os estudos conduzidos por ele eram ao nível atômico e possibilitaram descobertas interessantes. Entre elas, que o comportamento de deslizamento entre duas superfícies sólidas cristalinas pode chegar a ser imensurável quando uma ponta sólida é girada em um determinado ângulo.
Mais tarde, em 2004, o alemão Martin Dienwiebel mostrou evidências de que duas faces de grafite, em contato, também alcançavam níveis de superlubricidade. No entanto, esses esforços ficaram restritos às escalas de nano a mícron por um longo tempo, uma vez que qualquer defeito ou rugosidade da superfície destruiria a superlubricidade ao escalar para áreas maiores.
Porém um artigo de 2015 do Dr. Anirudha Sumant, cientista de materiais do Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, foi considerado um divisor de águas nas pesquisas sobre superlubricidade. Isso porque, pela primeira vez, foi testada a fusão de nanodiamantes e grafeno, ultrapassando a nano e a microescala para demonstrá-la em escala de engenharia. Na prática, os nanodiamantes, quando encapsulados por grafeno, atuam como rolamentos de esferas, que reduzem o atrito a quase zero.
Já em 2018, Sumant conduziu uma nova pesquisa, desta vez substituindo o grafeno por dissulfeto de molibdênio. Os resultados foram inesperados. Uma reação química danificou os nanodiamantes, criando bolas de carbono semelhantes a cebolas, com camadas de cascas esféricas de grafite. A combinação resultou em uma fricção deslizante muito baixa, capaz de suportar altas pressões de contato. Além disso, era aplicável até mesmo em superfícies ásperas, devido ao tamanho maior das esferas de carbono.
Os principais desafios para o desenvolvimento de superlubrificantes
Como você pode ver, os estudos avançam, mas ainda há muito a se fazer para que a superlubricidade seja aplicada na indústria. Alguns testes foram feitos acrescentando grafeno e outros nanolubrificantes em óleos e aditivos, mas existem alguns desafios que precisam ser superados. Embora o atrito tenha apresentado uma redução de 10% a 20%, a reação triboquímica que ocorre no óleo ao longo do tempo não mostrou a consistência esperada.
Mesmo que a fórmula consiga ser lançada, especialistas do setor não apostam na total substituição dos fluidos que temos hoje pelos superlubrificantes. Em primeiro lugar, porque se sabe que sair da escala científica para a industrial ainda levará tempo. Depois, pelos custos. O próprio Dr. Sumant diz que isso só acontecerá caso os clientes vejam uma mudança muito significativa no desempenho, arcando com custos similares aos de hoje e com base na mesma infraestrutura já existente.
Outro ponto importante é em relação à sustentabilidade. Isso porque a falta de compreensão sobre todos os aspectos de saúde e segurança também limita a sua aplicação industrial. Diversas pesquisas sobre a interação do homem e do meio ambiente com partículas nano vêm sendo desenvolvidas desde 1990. Uma delas, inclusive, mostrou a ocorrência de danos cerebrais em peixes que estavam em um aquário onde eram utilizadas nanopartículas à base de carbono (fulerenos de carbono – C60 ). Com base nesse indício, foi elaborado o projeto de lei 5133/2013, que buscava regulamentar a rotulagem de produtos da nanotecnologia e ou que fazem uso dela.
Saiba como a superlubricidade impactará a indústria
Ainda que as previsões nos digam que a superlubricidade não é algo que teremos tão brevemente, o fato é que muitos estudos vêm sendo conduzidos nesse sentido. Ou seja, o tema já está em pauta e pode ser que a produção de superlubrificantes em escala industrial aconteça antes do que se imagina.
Quando eles estiverem disponíveis, o maior impacto, sem dúvidas, será em relação ao desgaste dos equipamentos. Com o coeficiente de atrito praticamente zerado, as superfícies, naturalmente, durarão mais. Consequentemente, os custos com peças diminuem, assim como as paradas para manutenções, o que culmina no aumento da produtividade.
Agora que você já sabe o que é superlubricidade, aproveite para saber o que mais vem sendo desenvolvido atualmente quando o assunto é lubrificação industrial. No artigo “LubTime: conheça esse conceito de análise desenvolvida pela PETRONAS” você verá o que uma das maiores fabricantes do mundo vem oferecendo para para dar suporte às equipes de manutenção.
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