Lubrificação

Lubrificação

O que é a viscosidade do óleo?

Rafael Recio Nakazato
Engenheiro Técnico | Publicado em: 06/05/2020

Grau de viscosidade e índice de viscosidade

Viscosidade é a principal e, talvez, a característica física mais importante do óleo. Assim como a definição de lubrificante, a viscosidade tem várias, mas vamos apresentar a mais simples e direta para um óleo:

Viscosidade é a resistência que o líquido tem para fluir.

Na prática, de maneira geral, a viscosidade então seria a resistência ou a velocidade com que o óleo teria de circular dentro do motor. Podemos pensar na comparação do mel e da água: o mel demora muito mais para fluir, portanto tem maior viscosidade que a água.

Podemos ver quais seriam os resultados de óleos de diferentes viscosidades dentro do motor:

Alta viscosidade

Um óleo de viscosidade alta teria maior resistência para fluir, portanto demoraria mais tempo para circular dentro do motor. Também aumentaria o consumo de combustível, já que exige mais energia para fazer circular o óleo. A película ou filme lubrificante seria maior, gerando maior proteção.

Baixa viscosidade

Um óleo de baixa viscosidade teria mais fluidez, portanto demoraria menos tempo para circular dentro do motor principalmente na partida a frio. Da mesma maneira, economiza mais combustível pois exige menos esforço do motor para se movimentar. No entanto, a baixa viscosidade produz uma película ou filme lubrificante menor, gerando menor proteção se comparado ao caso acima.

Aqui já  é possível entender que a viscosidade, entre outros fatores, é definida pelo fabricante de acordo com o projeto do motor (ou transmissão, diferencial, etc.) levando em consideração muitos fatores, experimentos e cálculos, de maneira que não cabe uma mudança sem que se saiba muito bem o que está fazendo. Existem pontos e contrapontos importantes com os quais só o fabricante poderia decidir qual a viscosidade adequada, exceto em raros casos.

Viscosidade x Temperatura

A viscosidade está diretamente relacionada com a temperatura da seguinte maneira:

A viscosidade depende da temperatura

A viscosidade depende da temperatura.

Assim, quanto mais quente estiver o óleo, menos viscoso ele fica e o contrário também vale. Quanto mais frio estiver o óleo, maior será sua viscosidade e ele fluirá mais lentamente. Todo óleo passa por esse comportamento, mas dependendo do tipo de óleo básico, esse comportamento será um pouco diferente:

Gráfico da variação da viscosidade

Gráfico da variação da viscosidade em função da temperatura. A viscosidade depende da temperatura, mas nem todo óleo se comporta da mesma maneira.

Como interpretar o gráfico acima?

Quanto mais estivermos na parte superior, maior será a viscosidade. Já a parte inferior compreende baixas viscosidades. Quanto mais para o lado esquerdo estivermos, menor será a temperatura, sendo que no lado direito estão as altas temperaturas.

Pensando nessas duas informações, vamos analisar o comportamento da linha amarela, que representa o comportamento da viscosidade em função da temperatura para um óleo mineral.

Vemos que a linha começa na parte superior esquerda do gráfico, ou seja, a baixa temperatura, portanto, a viscosidade desse óleo mineral será alta. À medida que andamos para o lado direito (maior temperatura), a linha vai caindo, ou seja, a viscosidade vai caindo conforme aumentamos a temperatura. Visto isso, é esperado de qualquer tipo de óleo:

baixa temperatura = alta viscosidade
alta temperatura = baixa viscosidade.

Agora, observando a linha azul, o que podemos entender?

Se estivermos a uma baixa temperatura (lado extremo esquerdo do gráfico), a linha azul estará abaixo da linha amarela, ou seja, a viscosidade do óleo sintético será menor que a viscosidade do óleo mineral. À medida que a temperatura sobe (vamos caminhando para o lado direito do gráfico), a viscosidade vai caindo, mas não tanto quanto a viscosidade do óleo mineral.

Podemos concluir que, se for comparado ao óleo mineral, o óleo sintético tem sua viscosidade mais constante com a variação da temperatura, ou seja, mesmo no frio intenso, não terá sua viscosidade tão elevada, assim como quando a temperatura estiver alta, sua viscosidade não cairá tanto.

Resumindo, o óleo sintético consegue trabalhar melhor que o óleo mineral dentro de uma mesma faixa de temperatura, ou ainda, tem melhor comportamento que o óleo mineral em temperaturas extremas. Na prática, usando um óleo sintético, as partidas a frio serão mais fáceis e, em uso a altas temperaturas, a proteção será garantida.

Graus de viscosidade do óleo

A maneira mais fácil de saber a diferença entre viscosidades diferentes é observando o grau de viscosidade, representados pelos números separados pela letra W no caso dos óleos multiviscosos.

MOTUL 6100 SYN-nergy

Grau de viscosidade no rótulo da embalagem. Nesse caso, o MOTUL 6100 SYN-nergy com o grau de viscosidade SAE 5W40 ampliado no detalhe.

Cada tipo de óleo usa uma escala ou classificação de grau de viscosidade diferente. Os óleos de motor são classificados pela norma SAE J300. Veremos mais adiante o que essa norma significa, mas por enquanto, vamos nos concentrar em entender os graus de viscosidade de motor.

Atualmente utilizamos somente óleos multiviscosos para motor (0W20, 5W30, 5W40, 10W40, etc.). O grau de viscosidade é representado por dois conjuntos de números.

O número da esquerda representa o comportamento do óleo a baixa temperatura, por exemplo na partida do motor. Não à toa, ele sempre vem junto da letra W, do inglês winter, que significa inverno. Quanto maior for o número, maior será a viscosidade do óleo a frio. O contrário também é verdadeiro, ou seja, quanto maior for o número, maior será sua viscosidade a frio.

Por exemplo: um óleo com grau de viscosidade 0W30 terá uma boa fluidez a frio e por isso uma partida do motor facilitada. Já um 15W40 terá uma viscosidade maior a frio (15W é maior que 0W), resultando uma partida do motor a frio mais difícil.

Graus de viscosidade a frio

Graus de viscosidade a frio (comportamento da viscosidade do óleo do motor na partida a frio).

O número à direita da letra W representa o comportamento do óleo a quente, conforme a norma SAE J300, quando está a 100°. Da mesma forma, quanto maior for esse número, maior será sua viscosidade a quente e o contrário também vale, ou seja, quanto menor for esse número, menor será sua viscosidade a quente.

Graus de viscosidade a quente

Graus de viscosidade a quente (comportamento da viscosidade do óleo a quente).

Um óleo com grau de viscosidade 0W20 terá o grau de viscosidade a quente definido pelo número 20, enquanto um óleo 0W40, terá seu comportamento a quente ditado pelo número 40. Como 40 é maior que 20, o óleo com viscosidade 0W40 terá uma viscosidade a quente maior que o 0W20. Ainda, nesse caso, ambos têm o mesmo comportamento na partida a frio, pois ambos são 0W.

Unindo essas informações, teremos o seguinte, usando como exemplo um óleo com viscosidade 5W30: O comportamento da viscosidade desse óleo a frio (quando damos a partida com o motor frio) corresponde a um SAE 5W. Já o comportamento da viscosidade a quente (depois do motor atingir a temperatura normal de funcionamento, que no caso dessas medidas de viscosidade, será de 100°C), corresponde a um SAE 30.

Vamos comparar dois produtos com viscosidades diferentes abaixo para exemplificar o que vimos até então. Nesse caso, ambos são óleos para motores de motos com embreagens úmidas, 100% sintéticos, mas com graus de viscosidades diferentes:

7100 5W40 e 7100 10W30. Qual a diferença entre as viscosidades?

Nesse caso, temos diferença no comportamento a frio e a quente. O óleo 7100 5W40 tem viscosidade a frio mais baixa (5W) e viscosidade a quente mais alta (40) se comparado ao 7100 10W30, que tem viscosidade mais alta a frio (10W) e viscosidade mais baixa a quente (30).

Os “números” que vemos nas embalagens na verdade são o grau de viscosidade desse óleo, não viscosidade propriamente dita. O grau de viscosidade (os números da embalagem) representa a viscosidade desse óleo conforme a norma SAE J300. Por exemplo, dizer que determinado óleo tem grau de viscosidade 40 a quente, quer dizer que na verdade a viscosidade desse óleo foi medida a 100°C e resultou dentro do intervalo entre 12,5 mm2/s a 16,3 mm2/s.

Imagine você ter que pedir no balcão da loja um lubrificante que tenha viscosidade a quente entre 12,5 mm2/s a 16,3 mm2/s? É mais fácil pedir um óleo com grau SAE 40, certo?

Na tabela abaixo, podemos ver algumas viscosidades reais que representam cada grau da SAE J300 para temperaturas a 100°C.

 Viscosidades cinemáticas correspondentes a cada grau de viscosidade

Viscosidades cinemáticas correspondentes a cada grau de viscosidade SAE conforme a J300.

Índice de viscosidade do óleo

O índice de viscosidade é uma medida da variação da viscosidade em função da variação da temperatura. Em outras palavras, conseguimos saber de um óleo o quanto a viscosidade é afetada pela temperatura.

Já sabemos que a viscosidade aumenta quando abaixamos a temperatura e que a viscosidade cai quando a temperatura aumenta. Ou seja, na partida do motor, óleo frio, viscosidade alta; e, motor funcionando, alta temperatura, viscosidade baixa. Mas será que à medida que o motor vai esquentando, todo óleo diminui sua viscosidade na mesma medida e do mesmo jeito?

Não, pois vai depender do índice de viscosidade.

Para a maioria dos óleos mais modernos, o índice de viscosidade pode ser calculado se soubermos a sua viscosidade cinemática (ou dinâmica) a 40°C e a 100°C, usando uma tabela de referência com valores para cálculo conforme a viscosidade a 100°C.

Para facilitar, as fichas técnicas de quase todos os lubrificantes nos fornecem o valor do índice de viscosidade, que é calculado usando como norma a ASTM D2270 ou ISO 2909.

O índice de viscosidade, na prática, pode ser útil por exemplo para termos uma ideia de quanto mudaria a viscosidade de determinado óleo com a mudança de temperatura. Em outras palavras, um índice de viscosidade maior se traduziria em um óleo com viscosidade mais estável quando submetido a diferentes temperaturas de trabalho, enquanto um óleo com baixo índice de viscosidade, sofreria mais mudanças de viscosidades com as mudanças de temperatura impostas a ele.

Até agora estávamos falando de óleos multiviscosos pois ele é o mais dominante hoje no mercado, porém existe também o óleo monoviscoso.

Há algumas décadas, antes da existência dos óleos multiviscosos, existiam os óleos monoviscosos, como o SAE 40 ou um SAE 15W. Principalmente em regiões de climas mais frios, era necessário trocar o óleo conforme o clima (óleo para o inverno e óleo para o verão, por isso o uso do W), pois um óleo monoviscoso teoricamente funcionaria bem somente no frio ou no calor.

Um monoviscoso 15W, por exemplo, seria bom para o inverno, pois teria uma viscosidade razoavelmente baixa para proporcionar uma partida fácil do motor quando estivesse frio. No entanto, no calor sua viscosidade a quente seria muito baixa para conseguir proteger o motor adequadamente. Então seria necessário usar o SAE 40 quando estivesse quente, pois ele teria uma viscosidade razoavelmente boa para trabalhar com o motor quente, mas caso fosse usado no frio, provavelmente a partida do motor seria bem mais difícil. Portanto, o índice de viscosidade de um óleo monoviscoso seria menor que o de um multiviscosos.

Não existe viscosidade melhor ou pior. A melhor viscosidade para o motor é aquela que atende ao que o fabricante recomendou. O uso de viscosidade acima do recomendado pelo fabricante vai causar imediatamente um aumento do consumo de combustível, aumento da temperatura de trabalho e possivelmente problemas de lubrificação, pois a fluidez do óleo não está de acordo com o projeto do motor (folgas, tipo e qualidade de acabamento superficial das peças, tratamento de superfícies, etc.).

Motul Hybrid 0W16

Motul Hybrid 0W16, da linha específica para veículos híbridos, lançada em 2018, que conta com as viscosidades 0W20, 0W16, 0W12 e 0W8 para motor.

Cada vez mais, se tornará comum vermos no mercado viscosidades mais baixas como as já comuns 0W20, 0W16, 0W12 e outras ainda menores. Na verdade, óleos de baixíssima viscosidade são formulados de forma especial quanto ao cuidado com sua aditivação e tipo de óleo básico. Sua viscosidade deverá ser ainda mais estável dentro de uma ampla faixa de temperatura, e seu pacote de aditivos deve ser muito bem desenvolvido para proteger o motor mesmo com uma baixa viscosidade.

Outro detalhe que quase todos já devem ter presenciado é que não podemos determinar a condição do óleo através de exame visual ou tátil. A viscosidade só pode ser determinada através de ensaios em laboratório com equipamentos especializados.

Portanto, o intervalo de troca do óleo não pode ser determinado de maneira fácil. Por essa razão, a montadora do veículo já fez esse trabalho antecipadamente, testando o óleo especificado conforme a norma determinada por ela mesma. Por fim, observe o manual do proprietário sobre a norma correta e o intervalo de troca e manutenção de acordo com a condição de uso (normal ou severa) e converse com seu mecânico de confiança.

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