Óleo básico é o líquido que forma a maior parte de um lubrificante; os aditivos, em menor quantidade, dão a função final. Ele vem do refino do petróleo ou de síntese química, e a API (American Petroleum Institute, instituto americano do petróleo) o divide em cinco grupos, do I ao V, por três medidas: saturados, enxofre e índice de viscosidade. Para escolher: em lubrificante, decide o grupo (II e III para estabilidade e vida longa); em borracha, tinta e adesivo, decide a família química: parafínica, naftênica ou aromática.
Pense na farinha de um pão. Ela é quase toda a massa e decide a textura; fermento e sal entram em pouca quantidade e mudam o resultado, mas não consertam uma farinha ruim. No lubrificante, o óleo básico é a farinha e os aditivos são o fermento. As três medidas da API dizem como essa farinha se comporta: saturados são moléculas sem ligações duplas nem anéis aromáticos, que resistem melhor ao oxigênio; o enxofre é um resto do petróleo que mostra quanto o refino limpou a base; o índice de viscosidade mostra quanto o óleo afina no calor e engrossa no frio (quanto maior o número, menos ele muda).
Qual óleo básico usar em cada aplicação?
Comece pelo que a sua fábrica produz. Quem formula lubrificante de alto desempenho escolhe pela estabilidade, e aí entram os Grupos II e III. Quem fabrica borracha, tinta, adesivo ou fibra têxtil escolhe pela família química: parafínica, naftênica ou aromática. A tabela resume o boletim técnico de cada linha de óleos básicos para formuladores e indústria química.
| Se na sua fábrica você… | Use | Por quê |
|---|---|---|
| Formula óleo de motor de alto desempenho ou de baixa viscosidade | HBP-E (Grupo III+, nome de mercado do Grupo III de índice mais alto) ou linha HBP-S (Grupo III) | Índice de viscosidade alto e baixa volatilidade (perde pouco óleo por evaporação no calor) |
| Formula lubrificante industrial, óleo hidráulico, fluido de transmissão, óleo de turbina ou graxa | linha HBP-I (Grupo II) | Hidrorrefinada (tratada com hidrogênio): menos enxofre e aromáticos, mais estabilidade à oxidação e ponto de fulgor elevado (a temperatura em que o vapor do óleo se inflama por um instante quando uma chama passa perto) |
| Fabrica artefato de borracha, trata fibra têxtil, faz tinta base óleo, amaciante de couro ou protetivo temporário, ou precisa de um óleo sem aditivo | linha HBP (parafínica) | Parafínicos de primeiro refino (feitos direto do petróleo, sem óleo rerrefinado), feitos para plastificar (amolecer) e estender (aumentar o volume do composto) elastômeros, as borrachas, e para servir de base a óleos e graxas |
| Fabrica borracha de cor clara, adesivo, lubrificante para baixa temperatura ou fluido de corte solúvel | linha HBN (naftênica) | Escorre no frio (ponto de fluidez baixo) e se mistura bem a borrachas |
| Fabrica pneu ou composto de elastômero que pede um meio-termo entre parafínico e naftênico | HPN (base mista) | Mistura de básicos de primeiro refino, com composição intermediária entre parafínico e naftênico |
| Fabrica borracha escura, como polibutadieno (BR) e estireno-butadieno (SBR), ou tinta gráfica | HBA (aromática) | Óleo aromático derivado do resíduo do petróleo, usado como extensor e plastificante |
Cada linha tem vários graus, do mais fino ao mais viscoso. O grau sai da viscosidade que a sua formulação pede, e a Equipe Técnica Kelpen Oil confere a escolha no boletim do grau.
Como é feito o óleo básico?
O óleo básico mineral é feito separando as frações pesadas do petróleo e tirando delas o que oxida e o que endurece no frio. São cinco etapas, e o jeito de fazer a limpeza (com solvente ou com hidrogênio) decide o grupo:
Destilação atmosférica. O petróleo aquecido se separa pela temperatura de ebulição: gás, gasolina, querosene e diesel saem pelo topo e pelas retiradas laterais da torre, e no fundo da torre sobra um líquido pesado, o resíduo atmosférico.
Destilação a vácuo. Com a pressão baixa, esse resíduo ferve a uma temperatura menor, sem se decompor. Saem os cortes de óleo, separados pela faixa de ebulição, o que dá viscosidades diferentes (o spindle, mais fino, e os neutros leve, médio e pesado), e sobra o resíduo de vácuo.
Desasfaltação. Um solvente (propano) separa o asfalto do resíduo de vácuo e recupera o óleo desasfaltado, muito viscoso, que dá origem ao bright stock, o óleo básico mais viscoso do refino, usado em óleos de engrenagem e de máquinas lentas e pesadas.
Remoção dos aromáticos, as moléculas em anel que baixam o índice de viscosidade e, quando oxidam, escurecem o óleo e formam borra (depósito pastoso de óleo oxidado). Na rota a solvente, eles são extraídos e saem como extrato aromático. Na rota com hidrogênio, o hidrotratamento ou o hidrocraqueamento (hidrogênio, catalisador, pressão e temperatura) transforma os aromáticos em saturados e retira enxofre e nitrogênio na forma de gás, o que leva a uma base mais estável.
Remoção da cera, as moléculas lineares que cristalizam no frio e turvam o óleo. Na rota a solvente, a cera se cristaliza a frio e sai como parafina. Na rota com hidrogênio, a desparafinação catalítica, em geral por isomerização (o rearranjo da molécula linear em ramificada, sem mudar o tamanho dela), transforma a cera em isoparafina, uma molécula ramificada que continua líquida no frio.
No fim, a rota a solvente dá o Grupo I. A rota com hidrogênio dá, em geral, o Grupo II quando o tratamento é moderado e o Grupo III quando é severo, com índice de viscosidade de 120 ou mais. Um acabamento com hidrogênio (hidroacabamento) pode entrar nas duas rotas para clarear e estabilizar a base.
Como isso aparece na sua fábrica: a rota deixa sinais visíveis. Básico de Grupo II e III é quase incolor, o de Grupo I vai de claro a âmbar conforme o corte e o aromático é escuro. Cera que ficou no óleo aparece como turvação ou depósito esbranquiçado no tambor em dia frio. E, no equipamento que trabalha quente, a base com mais aromáticos escurece e forma borra mais cedo, o que encurta o intervalo de troca.
Figura 1. Do petróleo ao óleo básico: as cinco etapas do refino e onde se separam os Grupos I, II e III. Cada corte segue em separado pelas etapas 4 e 5; as setas vermelhas mostram o que sai em cada etapa, e o naftênico e os Grupos IV e V seguem outro caminho.
Quais são os grupos de óleo básico?
São cinco na classificação da API: os Grupos I, II e III são minerais e se separam por saturados, enxofre e índice de viscosidade; o Grupo IV é a polialfaolefina (PAO), um sintético; o Grupo V reúne todas as outras bases.
| Grupo | Como é feito | Saturados (% em massa) | Enxofre (% em massa) | Índice de viscosidade |
|---|---|---|---|---|
| I | Rota a solvente | Abaixo de 90 | Acima de 0,03 | De 80 a menos de 120 |
| II | Rota com hidrogênio, tratamento moderado | 90 ou mais | Até 0,03 | De 80 a menos de 120 |
| III | Rota com hidrogênio, tratamento severo ou isomerização de cera | 90 ou mais | Até 0,03 | 120 ou mais |
| IV | Síntese química: PAO, montada a partir de moléculas pequenas | Definido pela química, sem limite numérico | ||
| V | Todas as demais: ésteres (feitos de ácido e álcool), PAG (polialquilenoglicol, sintético feito de óxido de etileno e de propileno), silicones, naftênicos e outras | Tudo o que não cabe nos Grupos I a IV | ||
Pela API, para ser Grupo I basta um dos dois critérios químicos ficar fora: saturados abaixo de 90% ou enxofre acima de 0,03%. Grupo III+ é um nome de mercado, sem definição na API nem na ANP, para o Grupo III de índice de viscosidade mais alto e menor perda por evaporação, obtido com hidrocraqueamento e isomerização de cera mais severos. Na tabela oficial ele continua sendo Grupo III. Onde a troca do Grupo I pelo II compensa, e onde não compensa, está no artigo sobre o óleo básico Grupo 2.
No Brasil, quem regula a venda de óleo básico é a ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), pela Resolução nº 911/2022. Ela usa os mesmos valores-limite da API para os Grupos I, II e III e mantém uma classe à parte, o naftênico, definida pela origem da base: o petróleo que deu origem a ela precisa ser naftênico ou intermediário. Isso se mede pelo fator KUOP, um número calculado pelo método de ensaio UOP 375 que indica se o petróleo tende a parafínico ou a naftênico (quanto maior o número, mais parafínico é o petróleo); a classe naftênica pede KUOP maior que 10 e menor que 12,5. Na tabela da API, o naftênico costuma cair no Grupo V, porque o índice de viscosidade dele fica abaixo de 80.
No rótulo de um lubrificante pronto, a palavra sintético costuma indicar base de Grupo III, IV ou V; mineral indica Grupo I, II ou naftênico.
Qual a diferença entre óleo básico e óleo lubrificante?
O óleo básico é a matéria-prima; o óleo lubrificante é o produto pronto, feito de óleo básico com um pacote de aditivos escolhido para a máquina. Os aditivos mais comuns, segundo a ANP, são detergentes, dispersantes, antioxidantes, antiespumantes, melhoradores do índice de viscosidade e abaixadores do ponto de fluidez. A graxa segue a mesma lógica: um espessante, em geral um sabão metálico, disperso no óleo básico.
Cada parte responde por uma coisa:
A base decide quanto o óleo resiste ao oxigênio e ao calor, quanto evapora, como se comporta no frio e quanto dissolve aditivo e borracha.
O aditivo decide a função específica: proteger contra desgaste, aguentar a carga entre dentes de engrenagem, manter o motor limpo, quebrar a espuma.
Por isso dois óleos hidráulicos com o mesmo grau de viscosidade e o mesmo aditivo podem durar tempos diferentes na mesma máquina: a diferença está na base. O melhorador do índice de viscosidade compensa parte de uma base de índice baixo, mas é um polímero que pode se quebrar com o cisalhamento (o esforço de corte que o óleo sofre entre peças em movimento), e aí a viscosidade cai com o uso.
Para que serve o óleo básico?
Serve para fabricar lubrificantes e graxas e, sem aditivo, como matéria-prima de outras indústrias. Os boletins das linhas HBP, HBN, HPN e HBA registram estes usos:
borracha e pneus, como plastificante e extensor (óleos que amolecem o composto e facilitam o processamento);
tintas base óleo, tintas gráficas e adesivos;
tratamento de fibras têxteis e amaciantes de couro;
protetivos temporários e fluidos de corte solúveis;
vaselina, pastas desmoldantes e matéria-prima de produtos agrícolas.
Nesses usos quem decide é a família química, lida na composição de carbono (a porcentagem do carbono que está em cadeias parafínicas, em anéis naftênicos e em anéis aromáticos): parafínica (cadeias lineares e ramificadas, estável), naftênica (anéis saturados, escorre no frio e se mistura bem à borracha clara) ou aromática (anéis aromáticos, com alto poder de dissolver, para borracha escura). Como escolher entre as três pela composição de carbono e pelo ponto de anilina (ensaio que mede o poder de dissolver da base) está no artigo óleo parafínico, naftênico ou aromático.
O que é feito com o óleo lubrificante usado?
Ele deve ser coletado e rerrefinado. A Resolução CONAMA nº 362/2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, obriga que todo óleo usado coletado vá para o rerrefino, que o transforma de novo em óleo básico; queimar ou incinerar o óleo usado não conta como reciclagem nem como destino adequado.
O rerrefino passa o óleo usado por etapas parecidas com as do refino para tirar água, combustível, metais, aditivos gastos e produtos da oxidação. Segundo o panorama da ANP publicado em 2023, os básicos rerrefinados respondem por cerca de 20% dos básicos usados no país. A Resolução ANP nº 911/2022 especifica o Grupo I rerrefinado numa tabela própria, separada da tabela dos básicos de primeiro refino (os que vêm direto do petróleo).
Para saber o que você compra, olhe os documentos: toda carga de óleo básico vendida no Brasil precisa vir com certificado de qualidade legível, e a nota fiscal indica o código ANP do produto e o número desse certificado. As linhas HBP, HBP-I, HBN e HPN da Kelpen Oil são de primeiro refino, como registram os boletins.
Como a Kelpen Oil confere cada lote de óleo básico?
Cada lote é analisado no laboratório próprio em Arujá (SP) e sai com laudo técnico; um resultado fora da faixa impede o lote de sair da planta. O critério da Equipe Técnica Kelpen Oil é conferir o lote por medida, nunca pelo nome do produto ou só pela viscosidade: dois básicos com o mesmo grau podem ser de grupos ou famílias diferentes, e o índice de viscosidade e a composição de carbono mostram essa diferença. As normas da tabela são métodos de ensaio publicados pela ASTM (entidade americana de normas técnicas) e pela ABNT, a associação brasileira, cujas normas levam a sigla NBR.
| O que medimos | O que revela | Norma e equipamento |
|---|---|---|
| Viscosidade a 40 °C e a 100 °C | O grau do básico e os dois pontos que entram no cálculo do índice de viscosidade | ASTM D7042, viscosímetro SVM 4001 |
| Índice de viscosidade | Quanto a viscosidade muda com a temperatura; separa o Grupo III (120 ou mais) dos Grupos I e II | NBR 14358, SVM 4001 |
| Composição de carbono (CA, CN, CP) | A porcentagem de carbono aromático, naftênico e parafínico: a família da base e quanto aromático sobrou do refino | ASTM D2140 e D3238, com índice de refração (quanto a luz desvia ao atravessar o óleo) no refratômetro Abbemat 350 e densidade e viscosidade no SVM 4001 |
| Teor de enxofre | Nas bases com enxofre alto, como a aromática e o Grupo I, confere a repetição do padrão de lote para lote; o método foi feito para elementos de aditivo e não decide o grupo | Fluorescência de raios X, ASTM D6481 |
| Ponto de anilina | O poder de dissolver (solvência): quanto mais baixo, mais a base dissolve borracha e aditivo | ASTM D611 |
| Ponto de fluidez | A menor temperatura em que o óleo ainda escorre; denuncia cera que ficou na base | NBR 11349 |
| Cor | O grau de refino e a repetição do padrão de lote para lote | NBR 14483 |
| Espectro de infravermelho | A assinatura química do lote, comparada com o padrão do produto | Comparação com o padrão, com base na ASTM E2412 |
O teor de saturados, o terceiro critério da API, tem método próprio (ASTM D2007) e não está entre os 25 ensaios do laboratório. Por isso o grupo das linhas HBP-I (Grupo II), HBP-S (Grupo III) e HBP-E (Grupo III+) é o que o boletim de cada uma registra; nas linhas escolhidas pela família (HBP, HBN, HPN e HBA), a composição de carbono e o ponto de anilina conferem o lote. A lista completa, com norma e equipamento, está no artigo sobre os ensaios do laboratório de lubrificantes.
Perguntas frequentes
Óleo básico pode ser usado puro, sem aditivo? Pode, onde a máquina ou o processo não pede aditivo. Os boletins indicam graus da linha HBN para compressores de ar alternativos (de pistão) de baixa temperatura de descarga do ar, exceto os de refrigeração, e para mancais banhados a óleo, sistemas circulatórios e caixas de engrenagens que não exigem óleo aditivado, sempre quando o fabricante do equipamento indicar.
O que é óleo neutro? É o nome de mercado dos cortes parafínicos que saem da destilação a vácuo e depois são refinados; leve, médio e pesado indicam a viscosidade, e o spindle é o corte mais fino. A sigla SN (solvent neutral) marca o neutro refinado a solvente, e o número, como em SN 150, é a viscosidade aproximada em segundos Saybolt (SUS, unidade antiga que mede a viscosidade pelo tempo que o óleo leva para escoar por um orifício) a 100 °F, ou 37,8 °C.
O Brasil produz óleo básico Grupo III? Segundo o panorama da ANP de 2023, o país produz só básicos dos Grupos I e II e naftênicos. O Grupo III usado aqui é importado, assim como grande parte do básico consumido no Brasil.
Glossário
Saturados: moléculas de hidrocarboneto sem ligações duplas nem anéis aromáticos, mais resistentes ao oxigênio.
Índice de viscosidade (IV): número que mostra quanto a viscosidade muda com a temperatura; quanto maior, menos o óleo muda.
Hidrorrefino: tratamento com hidrogênio, catalisador, pressão e temperatura que transforma aromáticos em saturados e retira enxofre e nitrogênio.
Desparafinação: etapa que tira a cera ou a transforma em isoparafina, para o óleo não endurecer no frio.
Extrato aromático: a fração rica em aromáticos retirada na rota a solvente, usada como óleo de processo para borracha.
Ponto de anilina: temperatura em que volumes iguais de óleo e anilina se misturam por completo; indica o poder de dissolver da base.
PAO (polialfaolefina): base sintética do Grupo IV, montada por síntese química.
Rerrefino: processo que transforma óleo lubrificante usado de novo em óleo básico.
Fale com a Equipe Técnica
A Equipe Técnica Kelpen Oil avalia o que a sua formulação ou o seu processo exige (estabilidade, solvência, comportamento no frio, viscosidade e cor) e confirma o óleo básico adequado. Se você quer conferir um básico que já comprou, ou se o óleo já está em uso, o laboratório de Arujá (SP) faz a análise do óleo, como serviço pago: viscosidade, índice de viscosidade, cor, composição de carbono e ponto de anilina estão entre os 25 ensaios da lista. Salve este artigo ou envie para quem compra matéria-prima na sua empresa.
