Tribologia: mais eficiência e menos desgaste nos motores

Com informações da Agência Fapesp - 03/12/2015

Superfícies de cilindros de motores. Nos veículos 1.0 brasileiros, os mais usados são o Plateau honing e o Smooth Peak.
[Imagem: LFS/Poli/USP]

Congresso do atrito

Engenheiros brasileiros apresentaram cinco trabalhos que prometem ajudar aumentar a vida útil dos motores bicombustível.

Além de três trabalhos do Laboratório de Fenômenos de Superfície, da USP, dois trabalhos de engenheiros da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRGN) foram levados ao Leeds-Lyon Symposium on Tribology (LLST), um dos congressos mais tradicionais e respeitados na área.

A tribologia é um ramo da ciência que trata das questões ligadas à interação de dois ou mais materiais sólidos em movimento e contato mútuo - tribos em grego significa atrito.

Usinagem

"O foco do LFS tem sido essencialmente reduzir a perda de eficiência dos motores causada pelo atrito e o desgaste dos componentes. Isso tem a ver com a geometria das peças e também com sua microgeometria, definida pela operação de usinagem chamada brunimento", afirmou o engenheiro Amilton Sinatora, coordenador do projeto.

Não se trata do simples polimento, porque, em certas regiões ao longo do curso do pistão, o polimento excessivo pode prejudicar a ação dos aditivos dos lubrificantes.

O que os pesquisadores brasileiros demonstraram é a necessidade de controlar o processo de usinagem, observando a topografia da peça na escala de tamanho de dois décimos de micrômetro (milésimo de milímetro).

"Para cada região, há uma rugosidade, um acabamento adequado. O polimento não deve ser homogêneo nem do ponto de vista espacial nem do ponto de vista temporal. No início da vida útil do motor, é necessário que haja maior rugosidade. No decurso do funcionamento, a rugosidade diminui naturalmente e sua importância também diminui," acrescentou Sinatora.

Os trabalhos no campo da tribologia também são importantes nos reatores de biocombustíveis, nos equipamentos de exploração de petróleo e até na geração de eletricidade pelo atrito do pneu com o asfalto.
[Imagem: Wikimedia]

Viscosidade dos lubrificantes

Devido à necessidade de reduzir o consumo de energia, há uma tendência mundial de produzir lubrificantes cada vez menos viscosos. Com menor viscosidade, o motor roda mais, consumindo menos combustível.

"Mas é preciso determinar os aditivos apropriados para essa nova geração de lubrificantes. E este é outro subtema que estudamos", prosseguiu Sinatora.

Além disso, no caso dos motores bicombustível, existe uma peculiaridade a ser considerada. Trata-se da água presente no etanol, em um percentual de 5%. Essa água, juntamente com o próprio etanol, "lava" as superfícies dos componentes, carregando os aditivos depositados pelos lubrificantes.

"A película de aditivos, que chamamos de 'tribofilme', é removida pelo etanol ou mesmo pela gasolina consumida no Brasil, que, de acordo com a legislação, pode conter até 27% de etanol. Trabalhando com a geometria e microgeometria dos componentes e com a formulação de lubrificantes, procuramos, por várias vias, minimizar os inconvenientes e melhorar o desempenho dos motores," acrescentou Tiago Cousseau, membro da equipe do LFS.

Montadoras

Por ser desenvolvido em parceria com montadoras concorrentes, o projeto está concentrado no aumento do conhecimento dos fundamentos da mecânica por trás do atrito nesses motores.

Esse conhecimento agora será partilhado por cada empresa parceira, que poderá utilizá-lo no desenvolvimento de seus próprios processos e produtos. Participam do projeto as montadoras Fiat, Renault e Volkswagen, além das empresas de autopeças Mahle e Tupy.

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