Novos problemas, novas soluções

Os fluidos hidráulicos ecológicos de hoje podem causar sérios problemas que não ocorriam com os fluidos da geração anterior que continham aditivos de metais pesados. Descargas eletrostáticas e uma série de outros efeitos prejudiciais podem ocorrer com os fluidos atuais, mas existem soluções para aliviar os problemas.

Os produtores de fluidos hidráulicos introduzem aditivos (geralmente vários, como um pacote de aditivos) nos óleos básicos para dar-lhes as características necessárias para as condições exigentes dos sistemas hidráulicos. Os aditivos melhoram a viscosidade, reduzem o atrito, evitam o desgaste e permitem que o fluido tolere altas temperaturas sem oxidar. Os óleos básicos do Grupo I contêm aromáticos (a maioria deles tóxicos) e zinco (metal pesado que promove resistência ao desgaste). Devido à sua toxicidade e potencial ameaça aos sistemas ambientais, já não cumprem as actuais normas ambientais internacionais.

Os óleos hidráulicos e de lubrificação dos Grupos II a IV (não mostrados no gráfico abaixo) são produzidos com pacotes de aditivos apropriados, que não contêm toxinas ou carcinógenos, são isentos de metais pesados ​​e não contêm cinzas (não produzem resíduos como resultado da combustão). Entretanto, como esses óleos não contêm metal, eles apresentam baixa condutividade elétrica. Quando estes óleos fluem através de filtros num sistema hidráulico, podem gerar cargas eletrostáticas. Podem ocorrer faíscas, que podem causar explosões no reservatório ou danificar componentes hidráulicos, como válvulas e filtros. As faíscas também podem interferir ou danificar componentes eletrônicos e formar depósitos de envelhecimento do óleo.

Quando os óleos modernos sem zinco e sem cinzas envelhecem, forma-se uma contaminação sólida muito fina (menos de 1 μm) que não se dissolve no óleo e é comumente chamada de verniz. Este verniz deposita-se nas superfícies oleosas dos componentes e prejudica o seu funcionamento. As possíveis consequências incluem carretéis de válvula emperrados, solenóides superaquecidos e vida útil extremamente curta do elemento filtrante.

Se duas substâncias (como meio filtrante e fluido hidráulico) com diferentes funções de trabalho de elétrons forem reunidas, os elétrons no ponto de interface serão transferidos do material com menor função de trabalho para o material com maior função de trabalho. Existe um déficit de elétrons na interface e uma camada de difusão no fluido se forma com carga oposta à do meio filtrante. A carga desta camada enfraquece com o aumento da distância do meio filtrante.

Quando o fluido está fluindo, a carga é transportada a jusante e cria um potencial de tensão. Quanto mais rápido o fluxo do fluido, maior será o potencial de tensão. Se a tensão exceder um valor limite, ocorrerá uma equalização repentina da tensão, geralmente na forma de faíscas. No entanto, o fluido deve ter baixa condutividade para que ocorram faíscas. Caso contrário, as cargas na camada difusa podem retornar e ser equalizadas, como acontece com fluidos contendo aditivos de metais pesados.

Consequências — As consequências das descargas eletrostáticas podem ser graves. Por exemplo, quando a carga é transportada mais a jusante pelo óleo, podem ocorrer descargas descontroladas no reservatório hidráulico. Dependendo da mistura óleo-ar no reservatório, podem ocorrer explosões. Além disso, podem ocorrer furos no meio filtrante como resultado de faíscas.

A foto acima mostra um orifício com mais de 200 μm de diâmetro em meio filtrante de 3 μm. O buraco cria um caminho para a passagem de contaminantes através do filtro, comprometendo gravemente a eficácia do filtro. Outros componentes do sistema, como resfriadores e válvulas, também podem ser danificados por descargas descontroladas.

As descargas eletrostáticas também podem causar ondas eletromagnéticas que perturbam e danificam sensores sensíveis e componentes eletrônicos. Além dos danos aos componentes hidráulicos, as descargas também podem afetar o óleo hidráulico. A faísca quebra as ligações dentro do fluido, formando radicais livres que polimerizam em longas cadeias. Isso, por sua vez, leva à formação de verniz devido ao envelhecimento em óleo.