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Análise de Óleo

Entenda como é feito o teor de água por Karl Fischer

 26 de março

A água é um dos piores contaminantes conhecidos na lubrificação de equipamentos.

Quando você ou os seus técnicos observarem que o óleo se tornou mais turvo, já pode ser tarde demais.

O que é o teor de água por Karl Fischer?

Karl Fischer foi um químico alemão que, em 1935, desenvolveu a metodologia que hoje leva seu nome.

É considerada um dos métodos mais sensíveis para a determinação da presença de água em todo tipo de amostras. Não apenas em óleo lubrificante. As indústrias farmacêutica e alimentícia são grandes usuárias da metodologia.

Na área de análise de óleo, o método foi aprimorado de forma a nos permitir determinação de quantidades tão pequenas quanto 5 ppm ou menos, tal como o exigido em transformadores elétricos.

É bom lembrar que “ppm” significa “parte por milhão” e que “porcentagem” significa “parte por centena”. Então, para transformar ppm em porcentagem, basta dividir o valor por 10.000.

Isso mesmo, 5 ppm é o mesmo que míseros 0,0005%.

Em linhas gerais, a metodologia é uma titulação que utiliza o reagente de Karl Fisher e um eletrodo que avalia o comportamento elétrico da amostra sob análise.

Titulação é o procedimento químico no qual adicionamos um reagente à amostra e medimos seu comportamento. Quando atingimos o ponto desejado (neste caso, acusado pelo eletrodo), interrompemos a adição do reagente de Karl Fisher. A quantidade de reagente utilizada é diretamente proporcional à quantidade de água na amostra.

Dito assim, parece bem simples. Mas é um método que exige muito cuidado, treinamento, reagentes de alta pureza e, obviamente, instrumentos muito bem calibrados.

teor de água

É verdade que existem várias formas de fazer a análise por Karl Fisher?

Sim, é verdade.

Há diversas normas que descrevem o passo a passo desse procedimento. As mais comumente usadas no Brasil são os métodos ASTM D6304, ASTM D4377, NBR 11348 e NBR 10710. Em resumo, o exame é feito por aparelhos tituladores volumétricos ou columétricos que devem estar em conformidade com as normas nacionais e internacionais de padrões de qualidade.

Nem todo tipo de amostra pode ser analisada pelo mesmo método. Na análise de óleo, os motivos mais importantes são:

  • Nível de água necessário para a boa operação da máquina. Os  óleos isolantes de transformadores elétricos exigem níveis infinitamente pequenos quando comparados com os possíveis para uma turbina a vapor.
  • Tipo e quantidade de aditivos do lubrificante. Óleos de motor a combustão possuem aditivos alcalinos (aqueles responsáveis pelo TBN), que interferem na medição, causando erros muito sérios.
  • Amostras pastosas, como a graxa, não se diluem facilmente no vaso onde é feita a reação.
  • A natureza do óleo-base. Existem óleos sintéticos ou certos aditivos que simplesmente se degradam e se transformam em água dependendo da temperatura utilizada na medição. O resultado evidentemente será falseado.
  • A quantidade de água presente na amostra. Toda medição precisa levar em conta o nível que se vai medir. Aliás, esse cuidado existe em qualquer área. De forma divertida, poderíamos dizer que seria absurdo utilizarmos um micrômetro para medir a distância entre duas cidades.

O que a contaminação por água pode causar

Na prática, não se trabalha com óleos absolutamente secos (zero absoluto de água). Algum nível de contaminação já é previsto para todos os óleos e as máquinas que os utilizam. Ultrapassar os níveis recomendados de água no óleo representa sérios riscos de danos, panes ou até mesmo falhas catastróficas nos equipamentos. Além do enorme prejuízo financeiro e material, podem ocorrer acidentes de trabalho.

É possível que a água acelere os processos de oxidação e corrosão. A presença desse líquido também pode provocar a perda das propriedades físico-químicas desejáveis dos aditivos, uma vez que muitos são solúveis em água.

A perda da capacidade lubrificante do óleo pode causar aumento no atrito entre as partes móveis do maquinário. Isso algumas vezes ocasiona sobreaquecimento das máquinas, além de desgastes e a consequente formação de partículas.

Como o teste de teor de água por Karl Fischer ajuda a esclarecer o que fazer quando há contaminação

É fundamental seguirmos boas práticas de manutenção, estocagem, transporte e aplicação do óleo para evitar a contaminação com o vapor de água atmosférico. Não é fácil controlar tal contaminação, já que muitos tanques ficam abertos, o que significa que haverá absorção de água pelo óleo em algum momento.

Manter as vedações em bom estado é outra providência óbvia. Contudo, nem sempre é viável identificarmos visualmente a eficiência das vedações.

O monitoramento regular é a melhor ferramenta para nos certificarmos de que nossos sistemas estão operando adequadamente.

Como todo gestor de manutenção tem conhecimento, os custos operacionais e o dos próprios lubrificantes são elevados. Por isso, é fundamental que essa decisão seja pautada pelo máximo de informações que seja possível obter a fim de evitar o gasto desnecessário de dinheiro e o desperdício de recursos como óleo, eletricidade e horas de trabalho das equipes de operação e manutenção.

Recebi um resultado que acusou expressiva quantidade de água na minha amostra. Isso significa que a minha máquina está contaminada?

Acalme-se e revise todos os procedimentos utilizados na coleta da amostra.

Lembre-se de que a análise, por mais precisa que seja, não consegue consertar uma coleta ruim. O resultado indica exclusivamente o que foi encontrado no frasco.

É importante notar que a coleta e a manipulação da amostra de óleo devem ser encaminhadas para análise seguindo um roteiro adequado, visando evitar contaminação no momento da coleta (por exemplo, recolher o que está depositado no fundo da máquina), no transporte ou na manipulação, o que pode alterar significativamente os valores dos resultados da análise. E isso ocorre não apenas com o de teor de água por Karl Fischer.

Devo fazer a análise de teor de água por Karl Fisher em todas as minhas amostras?

Não necessariamente.

Devemos é fazer aquilo que nossos sistemas realmente necessitam. Isso é básico nos conceitos de Gestão de Ativos.

Já dissemos acima que “zero absoluto” de água não é prático. A relação custo-benefício de um óleo totalmente seco demonstra isso facilmente.

A análise de teor de água por Karl Fischer é um ensaio de elevada precisão, mas também de custo elevado.

Há vários tipos de sistema que podem trabalhar com níveis de água detectáveis pelo método de crepitação. São as caixas de engrenagem robustas, bem como vários tipos de motor a combustão.  Quando há a indicação de presença de água (seja pela crepitação, seja pela turbidez, seja por qualquer outro sinal), a análise por Karl Fisher permite esclarecer a real condição de contaminação.

Por outro lado, sistemas com maiores exigências nos níveis de contaminação precisam, obrigatoriamente, receber a análise por Karl Fisher regularmente. São os transformadores elétricos, os compressores de refrigeração, as turbomáquinas, os sistemas hidráulicos delicados, etc.

Mantenha seu equipamento limpo, previna-se de falhas e garanta a vida útil de suas máquinas.

A ALS pode lhe ajudar na decisão de qual o melhor programa de monitoramento para seus sistemas. Contacte-nos.

Comentários:

Pedro Hernandes | 14 de maio
Óleos que possuem quantidade significativa de Cálcio e Magnésio interferem na reação de KF. Neste caso, a quantificação sem interferentes deve feita no KF com Codestilação (KF Forno).

Comentários:

julio | 10 de maio
Bom dia, gostaria de saber se existe, e se existe quais são os reagentes que dão resultado falso na titulação por karl fischer. Obrigado

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