1. GRAXAS LUBRIFICANTES
Fonte:
Livro:Lubrificante e Lubrificação
Autor: Ronaldo P. Carreteiro e
Carlos R.S. Moura
e
Petróleos e Derivados
Publicação Ipiranga
Introdução
A graxa lubrificante pode ser definida como uma combinação semi-sólida de
produtos de petróleo e de um sabão ou ainda uma mistura de sabões, adequada
para certos tipos de lubrificação. Porém, a definição que amplia o conceito é a de
combinação de um fluido com um espessante, resultando em um produto
homogêneo com qualidade lubrificantes, podendo variar desde o estado semifluido
até o sólido.
A ASTM, nas suas definições, considera a graxa como um lubrificante sólido a
semifluido, proveniente da dispersão de um agente engrossador em um líquido
lubrificante.
As graxas são empregadas em pontos onde os óleos lubrificantes não seriam
eficazes, face sua tendência de escorrer, ainda que se tratassem de óleos muitos
viscosos. É conveniente também utilizá-las onde se pretende a formação de um
selo protetor, evitando desta forma a entrada de contaminantes.
Geralmente as graxas "amolecem" durante os serviços, recuperando sua
consistência quando deixadas em repouso.
O consumo de graxas representa entre 5 a 10% dos gastos com lubrificantes,
porém nunca devemos menosprezar sua importância.
Podemos considerar que 90% dos espessantes empregados são sabões
metálicos que, em essência, não diferem muito dos tradicionais sabões de lavar
roupas. De maneira bastante simples podemos dizer que são obtidos pela reação
química entre ácido graxo e um produto alcalino, que pode ser sabão de cálcio
(Cal), sabão de sódio (soda cáustica) ou hidróxido de lítio (sabão de lítio).
É importante observar que a graxa não possui viscosidade. Esta propriedade é
definida para fluidos que seguem as leis de Newton para escoamentos, enquanto
a graxa, por ser uma substância fibrosa, possui um comportamento diferente
dependendo da posição das fibras na hora do escoamento . Com o passar do
tempo , as fibras se "assentam" e permitem um escoamento mais fluido .
A estrutura das graxas, observada ao microscópio, mostra-se como uma malha de
fibras formada pelo sabão, onde é retido o óleo.
As graxas apresentam diversas vantagens e desvantagens em relação aos óleos
lubrificantes.

2. Vantagens da Utilização das Graxas:
a) Em mancais de rolamento:
• Boa retenção.
• Lubrificação instantânea na partida.
• Mínimo vazamento.
• Pode ser utilizada em mancais selados.
• Permite operação em várias posições.
• Elimina contaminação.
• Requer menor freqüência de aplicações.
• Baixo consumo.
b) Em mancais de deslizamento:
• Boa retenção.
• Resistente ao choque.
• Permanece onde necessário nas partidas e operações intermitentes.
c) Em engrenagens:
• Boa retenção em engrenagens abertas.
• Resistente à ação da força centrífuga, que tende a removê-la.
• Resistente à pressão de carga.
As vantagens dos óleos lubrificantes em relação às graxas são:
• Os óleos dissipam melhor o calor do que as graxas.
• Os óleos lubrificam melhor em altas velocidades.
• Os óleos resistem melhor à oxidação.
Características das Graxas:
O desempenho de uma graxa depende do sabão, do método de fabricação, dos
aditivos e do líquido lubrificante empregado.
• Consistência (ASTM D 217)
Consistência de uma graxa é a resistência que ela opõe à deformação sob a
aplicação de uma força.
O conhecimento da consistência da graxa é importantíssimo para sua escolha. No
Brasil, onde a temperatura ambiente não atinge extremos muito rigorosos, é mais
empregada a graxa NLGI 2. Já em locais onde a temperatura é mais elevada,
emprega-se a NLGI 3 e, onde a temperatura é mais baixa, a NLGI 1.
Como nos óleos, quanto maior for a velocidade e mais baixas forem a temperatura
e a carga, menor deverá ser a consistência. Por outro lado, com baixas

3. velocidades e altas temperaturas e cargas, deve ser usada uma graxa mais
consistente.
Em sistemas centralizados de lubrificação, deve ser empregada uma graxa com
fluidez suficiente para escoar.
PENETRAÇÃO ASTM TRABALHADA A
NÚMERO DE CONSISTÊNCIA NLGI
77ºF EM MM
000 445-475
00 400-430
00 355-385
1 310-340
2 265-295
3 220-250
4 175-205
5 130-160
6 85-115
• Viscosidade Aparente
Como os fluxos das graxas não são newtonianos, a relação entre a tensão de
cisalhamento e o grau de cisalhamento (gradiente de velocidade) é denominado
viscosidade aparente.
Quanto maior o grau de cisalhamento, menor será a viscosidade aparente da
graxa.
A viscosidade aparente é afetada pelos seguintes fatores:
a. Viscosidade do fluido.
b. Processo de fabricação.
c. Estrutura e concentração do engrossador.
A importância da viscosidade aparente pode ser verificada na bombeabilidade das
graxas.
• Bombeabilidade
Bombeabilidade é a capacidade da graxa fluir pela ação do bombeamento.
A bombeabilidade de uma graxa lubrificante é um fator importante nos casos em
que é feito o método da aplicação de lubrificação centralizada.
A bombeabilidade de uma graxa depende de três fatores:
• Viscosidade do óleo mineral;
• consistência da graxa;
• tipo de sabão.

4. A variação da bombeabilidade pode ser ilustrada pelos seguintes gráficos:
• Ponto de gota (ASTM D-566)
O Ponto de gota de uma graxa indica a temperatura em que se inicia a mudança
do estado pastoso para o estado líquido ( primeira gota ).
O ponto de gota de determinada graxa limita a sua aplicação. Na prática, usa-se
limitar a temperatura máxima de trabalho em 20 a 30°C abaixo de seu ponto de
gota.
Em geral, as graxas possuem seu ponto de gota nas seguintes faixas:
- graxas de cálcio. . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 a 105°C
- graxas de sódio. . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 a 260°C
- graxas de lítio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 a 220°C
- graxas de complexo de cálcio . . . . . . . 200 a 290°C
As graxas de argila não possuem ponto de gota, podendo assim ser usadas em
elevadas temperaturas.
Na ilustração abaixo, é apresentada a resistência à temperatura de acordo com a
natureza do sabão das graxas. A graxa de cálcio é a única que possui baixa
resistência à temperatura.

5. • Resistência à água
O tipo de sabão comunica ou não à graxa a resistência à ação da água. Dos tipos
citados anteriormente, a graxa de sabão de sódio é a única que se dissolve em
presença da água.
• Resistência ao trabalho
As graxas de boa qualidade apresentam estabilidade quando em trabalho e não
escorrem das partes a lubrificar, como as graxas de lítio que possuem,
geralmente, uma ótima resistência ao trabalho.
Além dessa ótima resistência, as graxas de lítio também têm uma resistência
muito boa à ação da água, na qual são insolúveis e suportam temperaturas
elevadas.

6. RESISTÊNCIA
QUADRO
SABÃO À Á Ao COMPARATIVO
temperatura água trabalho
Sódio MB P B P = Pobre
Cálcio RaB O RaB R = Regular
Complexo de B = Bom
MB MB MB MB = Muito bom
cálcio O = Ótimo
Lítio MB MB O
• Separação do Óleo durante a armazenagem:
As graxas apresentam uma tendência à separação do óleo quando armazenadas
durante um período muito longo. Um bom teste para determinar se essa
separação não ultrapassou os limites aceitáeis é manter a graxa, por um período
de 30 a 50 horas em uma tela cônica, perfurada, de níquel a 210ºF. Nessa
situação, ela não poderá se separar do óleo em quantidade superior a 5% do peso
em relação à graxa inicial.
• Fabricação
Existem dois processos para a fabricação das graxas: formar o sabão em
presença do óleo ou dissolver o sabão já formado no óleo.
A fabricação é feita em tachos, providos de um misturador de pás e envoltos por
uma camisa de vapor para aquecer o produto. Quando o sabão é formado em
presença do óleo, o tacho é munido de uma autoclave, para a necessária
saponificação.
Acabada a fabricação, a graxa. ainda quente e fluida, passa por filtros de malhas
finíssimas, sendo então envasilhada. A filtragem evita que partículas de sabão não
dissolvidas permaneçam na graxa e o envasilhamento imediato impede que as
graxas sejam contaminadas por impurezas.
Existem outros tipos de engrossantes usados, como as argilas modificadas
(bentonita), empregadas em aproximadamente 5% das graxas consumidas e,
ainda, outros produtos como aerogel de sílica, tintas, pigmentos, negro-de-fumo,
fibras, gomas, resinas, sais orgânicos e inorgânicos, que totalizam outros 5%.
Quanto aos fluidos lubrificantes, podemos considerar que em 70% dos casos, são
óleos minerais de viscosidade superior a 100 SUS a 100ºF, podendo até ser maior
que 125 SUS a 210ºF.

7. • Classificação:
As graxas podem ser subdivididas em graxas sintéticas, graxas à base de argila,
graxas betuminosas, graxas para processo e graxas de sabão metálico.
As graxas sintéticas são as mais modernas. Tanto o óleo mineral, como o sabão,
podem ser substituídos por óleos e sabões sintéticos. Como os óleos sintéticos,
essas graxas têm um elevado custo e acabam tendo sua aplicação limitada aos
locais onde os tipos convencionais não podem ser utilizados.
As graxas à base de argila são constituídas de óleos minerais puros e argilas
especiais de granulação finíssima. São graxas especiais de alto custo.
As graxas betuminosas são formuladas à base de asfalto e óleos minerais
puros. Algumas, devido a sua alta viscosidade, devem ser aquecidas antes de sua
aplicação; já outras, são diluídas em solventes, que evaporam após sua aplicação.
As graxas para processo são graxas especiais, fabricadas para atender a
processos industriais como a estampagem, moldagem etc. Algumas contêm
materiais sólidos como aditivos.
As graxas de sabão metálico são as de uso mais comum. São constituídas de
óleos minerais puros e sabões metálicos, sendo o sabão metálico a mistura de um
óleo graxo e um metal ( cálcio, sódio, lítio, etc.). Da mesma forma que os óleos,
estas graxas podem ser aditivadas para alcançar determinadas características.
De acordo com a natureza do sabão metálico utilizado em sua fabricação, as
graxas podem ser classificadas em graxas de sabão de Lítio, graxas de sabão de
cálcio, graxas de complexo de cálcio e graxas de bases mistas.
Além dos sabões metálicos mencionados, podemos ter graxas de alumínio, de
bário, etc., que são, porém, menos empregadas.

8. • Aplicações:
Abaixo são dadas algumas aplicações e características de algumas graxas,
classificadas de acordo com a natureza do sabão:
1. Graxas à base de argila
Estas graxas são insolúveis na água e resistem a temperaturas
elevadíssimas. Embora sejam multifuncionais, seu elevado custo faz com
que suas aplicações sejam restritas aos locais onde as graxas comuns não
resistem às temperaturas elevadas (acima de 200oC).
2. Graxas betuminosas
As graxas betuminosas, também podem ser classificadas como óleos.
Possuem uma grande aderência e suas maiores aplicações são em cabos
de aço, engrenagens abertas e correntes. Não devem ser usadas em
mancais de rolamentos mas, alguns mancais planos que possuem grande
folga ou suportam grandes cargas, podem, às vezes, utilizá-las.
3. Graxas de sabão de cálcio
Em sua maioria, possuem textura macia e amanteigada. São resistentes à
água.
Devido ao fato de a maioria das graxas de cálcio conter de 1 a 2% de água
em sua formulação e como a evaporação desta água promove a
decomposição da graxa, elas não são indicadas para aplicações onde as
temperaturas sejam acima de 60ºC (rolamentos, por exemplo).
As graxas de complexo de cálcio (acetato de cálcio) não contêm água em
sua formulação, podendo ser usadas com temperaturas elevadas.
As maiores aplicações das graxas de cálcio são para a lubrificação de
mancais planos, chassis de veículos e bombas d'água.
4. Graxas de sabão de sódio
As graxas de sódio possuem uma textura que varia de fina a fibrosa.
Resistem a altas temperaturas sendo, porém, solúveis em água. Suas
maiores aplicações são em mancais de rolamentos e juntas universais,
desde que não haja presença de água, pois elas se desfazem.
5. Graxas de sabão de lítio
São as chamadas graxas multipurpose (múltiplas finalidades). Possuem
textura fina e lisa, são insolúveis na água e resistem a elevadas
temperaturas. Podem substituir as graxas de cálcio e de sódio em suas
aplicações e possuem ótimo comportamento em sistemas centralizados de
lubrificação.
A vantagem do emprego de uma graxa multipurpose é evitar enganos de
aplicação quando se têm diversos tipos de graxas e simplificar os estoques.
6. Graxas de complexo de cálcio
As graxas de complexo de cálcio possuem elevado ponto de gota, boa
resistência ao calor e ao trabalho e apresentam a propriedade de engrossar
quando contaminadas com água. No caso de serem formuladas com teor
de sabão elevado, a tendência a engrossar manifesta-se quando
submetidas ao trabalho. Podem ser aplicadas em mancais de deslizamento
e de rolamentos.

9. 7. Graxas mistas
As graxas de bases mistas possuem as propriedades intermediárias dos
sabões com que são formadas. Assim, podemos ter graxas de cálcio-sódio,
cálcio-lítio etc.
As graxas de sódio e lítio não são compatíveis, não devendo ser
misturadas.
8. Graxas Grafitadas:
Muitas vezes, além dos componentes fluido e espessante, as graxas
recebem aditivos que lhes conferem qualidades especiais.
A grafita é um lubrificante sólido, que sob a forma micropulverizada ou em
emulsão coloidal, é adicionada as graxas para emprego em temperaturas
mais elevadas.
Um exemplo de sua utilização é a lubrificação de moldes para fabricação de
vidros, onde a grafita desempenha importante papel, uma vez que os
demais componentes da graxa sofrem combustão.
9. Graxas de Alumínio:
Sua máxima temperatura é equivalente à das graxas de cálcio. Possuem
boa resistência à água, muito boa adesividade natural e ótima aparência.
Porém seu bombeamento é regular.
• Aditivos:
Como nos óleos lubrificantes, as características das graxas podem ser
melhoradas com o uso de aditivos. Entre os mais usados, temos:
1. Extrema pressão
o Aplicações: graxas para mancais de laminadores, britadores,
equipamentos de mineração etc., e para mancais que trabalham com
cargas elevadas.
o Finalidades: como nos óleos, quando a pressão excede o limite de
suporte da película de graxa, torna-se necessário o acréscimo
desses aditivos que, usualmente, à base de chumbo. Os lubrificantes
sólidos, como o molibdênio, a grafite e o óxido de zinco também são
empregados para suportar cargas mas, em geral, não são
adequados para mancais de rolamentos.
2. Adesividade
o Aplicações: graxas de chassis e aquelas empregadas em locais de
vibrações ou onde possam ser expelidas.
o Finalidades: aditivos como o látex ou polímeros orgânicos, em
pequenas quantidades, aumentam enormemente o poder de
adesividade das graxas. Estes aditivos promovem o "fio" das graxas,
já que as graxas aplicadas em locais com vibração como os chassis
ou em locais em que a rotação das peças pode expulsá-las, como as
engrenagens abertas, devem ter bastante adesividade.

10. 3. Antioxidantes
o Aplicações: graxas para mancais de rolamentos.
o Finalidades: o óleo, como já vimos, é passível de oxidação, mas os
sabões são mais instáveis que o óleo. As graxas de rolamentos, que
são formuladas para permanecerem longos períodos em serviço e
onde as temperaturas são elevadas, devem ser resistentes à
oxidação, para não se tornarem corrosivas. Graxas formuladas com
gorduras mal refinadas ou óleos usados não possuem resistência à
oxidação.
4. Anticorrosivos e antiferrugem
o Aplicações: graxas para mancais de rolamentos.
o Finalidades: neutralizar os ácidos formados pela oxidação ou a
ação da água. Como as graxas de sódio se misturam com água, esta
perde seu efeito corrosivo, sendo então dispensados os aditivos
antiferrugem.
Além destes aditivos, muitos outros podem ser usados, como os de
oleosidade, os lubrificantes sólidos, corantes, fios de lã, etc.