A diferença está no óleo básico, o líquido que forma quase todo o lubrificante: o mineral vem do refino do petróleo, com moléculas de muitos formatos, e o sintético é feito de moléculas montadas ou transformadas até ficarem mais parecidas entre si. Por isso, o sintético mais comum evapora menos, escorre melhor no frio e, com o aditivo certo, dura mais no calor. O semissintético mistura os dois e, no Brasil, só leva esse nome com pelo menos 10% de sintético, pela regra da Agência Nacional do Petróleo (ANP).
Do que é feito um óleo lubrificante?
De duas partes: o óleo básico, que é quase todo o volume, e os aditivos, que são a parte menor.
Pense num bolo. O óleo básico é a massa; os aditivos são o fermento e o tempero, que entram em pouca quantidade e mudam o resultado.
Aditivo é um produto químico, em dose pequena, que dá ao óleo uma qualidade que ele não teria sozinho, ou reforça uma que ele já tem, como proteger as peças contra o desgaste e a ferrugem. Como cada básico é produzido está no guia sobre o que são óleos básicos.
Mineral, sintético e semissintético são nomes que falam só do básico. Os aditivos existem nos três, e o mesmo nome no rótulo não garante o mesmo pacote de aditivos.
Uma palavra vai aparecer muito: viscosidade, o quanto o óleo resiste a escorrer, a "espessura" dele. O mel tem viscosidade alta; a água, baixa.
Agora, os básicos, a começar pelo mais antigo e mais comum, o mineral.
O que é óleo mineral?
É o lubrificante feito com óleo básico tirado do petróleo.
Imagine um muro de pedras de rio. Cada pedra tem um tamanho e uma resistência, e, quando o tempo aperta, as mais fracas cedem primeiro. A base mineral é assim por dentro.
O petróleo é uma mistura de milhares de moléculas, quase todas feitas de carbono e hidrogênio: são os hidrocarbonetos. A refinaria separa a parte pesada, que vira óleo básico, e a limpa: tira parte dos aromáticos (com solvente, no refino mais simples) e parte da cera (a desparafinação).
Mesmo limpa, essa parte continua com moléculas de três formatos, as famílias explicadas no texto sobre óleo parafínico, naftênico e aromático:
Parafínicas: cadeias de carbono, retas ou ramificadas. As retas e longas formam cera no frio.
Naftênicas: anéis de carbono só com ligações simples, que são estáveis.
Aromáticas: anéis com ligações duplas alternadas, como o do benzeno; os de vários anéis, e os que têm cadeia presa ao anel, são os que reagem com mais facilidade.
Junto delas sobram compostos de enxofre e de nitrogênio, em quantidade que depende do refino.
Quanto mais a refinaria limpa, mais o óleo fica com moléculas saturadas, que têm todo o hidrogênio que cabe nelas. Elas se estragam mais devagar no calor e deixam menos sujeira. E o óleo fica com menos aromático e menos enxofre.
Os óleos básicos se dividem em cinco grupos pela classificação do American Petroleum Institute (API), a associação da indústria do petróleo dos Estados Unidos. É essa limpeza que separa o Grupo I do Grupo II.
O Grupo II passa por tratamento com hidrogênio sob pressão (hidrorrefino ou hidrocraqueamento), que tira quase todo o aromático e o enxofre; a diferença está no texto do óleo básico Grupo 2.
Para quem precisa do número: pela API 1509 (Anexo E), o Grupo I tem menos de 90% de saturados ou mais de 0,03% de enxofre; o Grupo II tem 90% ou mais de saturados e 0,03% ou menos de enxofre. Os dois ficam na faixa de índice de viscosidade de 80 a menos de 120, um número explicado mais adiante.
A Resolução ANP 804/2019, art. 4º, inciso X, usa os mesmos números e conta como minerais os Grupos I e II e as bases naftênicas (de moléculas em anel, sem aromático), entre outras. Os grupos voltam logo abaixo, na parte do sintético.
E o sintético, como é por dentro?
O que é óleo lubrificante sintético?
É o lubrificante feito só com básicos sintéticos, de moléculas montadas em reator ou transformadas até ficarem mais parecidas entre si que as do mineral.
Se a base mineral é o muro de pedras de rio, a sintética é o muro de tijolos de fábrica, com peças muito mais parecidas.
Um exemplo é a PAO (polialfaolefina), o Grupo IV. A petroquímica junta moléculas pequenas e iguais num reator até chegar ao tamanho que quer. Sai uma base feita quase só de carbono e hidrogênio, como o mineral, mas sem aromático, sem enxofre e sem cera.
A ANP chama de sintéticos o Grupo IV do API, que é a PAO, e outras bases feitas em reator, como os ésteres. Ela também conta como sintético o Grupo III, que vem do petróleo; essa pegadinha aparece logo abaixo.
Figura 1. Por dentro das duas bases: a mineral reúne cadeias curtas e longas, retas e ramificadas, anéis e compostos de enxofre; a sintética de PAO tem moléculas ramificadas muito mais parecidas entre si.
Há outras bases sintéticas, como os ésteres (feitos de um ácido e de um álcool) e os poliglicóis, ou PAG, usadas em serviços especiais. Elas voltam mais adiante, só no que importa para a escolha.
A pegadinha do rótulo. O Grupo III nasce, quase sempre, do petróleo, como o mineral. Só que passa por um tratamento com hidrogênio sob pressão alta, mais severo que o do Grupo II: o hidrocraqueamento com isomerização, que quebra as moléculas e rearruma as cadeias retas em ramificadas.
Ele sai, como o Grupo II, quase todo de moléculas saturadas e com pouco enxofre. O que muda é o formato: cadeias ramificadas, com poucos anéis, que fazem a viscosidade mudar menos com a temperatura. É isso que o tira do Grupo II. A ANP o conta entre os sintéticos, e o mercado o vende como sintético.
Resultado: dois óleos com "sintético" no rótulo podem ter base de Grupo III ou de PAO. Pergunte ao fornecedor qual é.
Para quem precisa do número: os básicos sintéticos estão na Resolução ANP 804/2019, art. 4º, inciso XI, e a composição dos grupos, no inciso IX. Pela API 1509 (Anexo E), o Grupo III tem 90% ou mais de saturados, 0,03% ou menos de enxofre e índice de viscosidade de 120 ou mais; o Grupo V é definido por exclusão, sem lista de nomes.
Na lista da ANP (inciso IX), o naftênico e o mineral branco (óleo bem refinado, quase só saturados, sem cor nem cheiro) aparecem no Grupo V, o das demais bases. O naftênico vai para lá, em geral, por ter índice de viscosidade abaixo de 80.
Grupo e natureza são duas listas diferentes: o grupo diz do que a base é feita, e a natureza diz se o lubrificante é mineral, semissintético ou sintético.
Com as duas bases apresentadas, fica fácil entender a mistura delas.
O que é óleo semissintético?
É o lubrificante que junta básico mineral e básico sintético, com pelo menos 10% de sintético, contados pelo peso.
Pense no café com leite, em que o café é o sintético e o leite é o mineral. Quanto café precisa ter na xícara para chamar de café com leite? No lubrificante, a ANP pôs essa linha.
A Resolução ANP 804/2019 separa os lubrificantes em três naturezas:
Mineral: quase todo de básico mineral, com menos de 10% de sintético.
Semissintético: mineral e sintético juntos, com 10% ou mais de sintético.
Sintético: nenhum básico além dos sintéticos.
A conta é feita pelo peso (em massa), e não pelo volume.
Figura 2. Onde começa o semissintético: com 10% de básico sintético em massa o óleo já leva esse nome, e com 60% continua com ele; só com 100% é sintético, e a regra da ANP fixa só o piso.
Um semissintético com 10% de sintético e outro com 60% levam o mesmo nome, e nenhum dos dois é obrigado a dizer quanto tem.
A pegadinha do Grupo III volta aqui. Como a ANP o conta como sintético, um semissintético pode ser feito só com básicos que vieram do petróleo.
Para comparar dois semissintéticos, pergunte ao fornecedor de que bases cada um é feito e para que uso ele é indicado. A comparação se faz pelo uso, não pelo nome.
Para quem precisa do número: as três naturezas estão na Resolução ANP 804/2019, art. 4º, incisos VI a VIII. A Resolução ANP 941/2023 trata da autorização do produtor e não muda essas definições.
Falta a pergunta de fundo: por que a base sintética faz o óleo aguentar mais?
Por que o sintético aguenta mais calor e frio?
Porque, na base mineral, alguns tipos de molécula são o ponto fraco, e o calor e o frio acham esse ponto primeiro.
É como a corrente, que arrebenta no elo mais fraco. Estes são os elos fracos da base mineral:
As moléculas mais curtas e leves evaporam primeiro quando o óleo esquenta, a chamada volatilidade. Isso leva a repor óleo com mais frequência e a um óleo que engrossa com o tempo, porque fica a parte pesada.
Os aromáticos de vários anéis e os compostos de nitrogênio estão entre os primeiros a reagir com o oxigênio do ar, a oxidação. Isso leva a ácidos, a borra (depósito pastoso que entope filtros) e a verniz (película dura e escura nas peças).
No frio, as cadeias parafínicas longas e retas se juntam em cristais de cera, o que leva o óleo a engrossar e parar de escorrer. A menor temperatura em que ele ainda escorre é o ponto de fluidez.
Anéis aromáticos e naftênicos mudam mais de viscosidade com a temperatura do que as cadeias parafínicas, o que leva a um índice de viscosidade mais baixo. Esse índice diz quanto a viscosidade muda quando a temperatura sobe ou desce: quanto maior, menos o óleo afina no calor e engrossa no frio.
Na mesma viscosidade, a PAO tem moléculas de tamanho mais parecido, com quase nenhuma molécula muito mais curta que as outras, e não tem aromático, enxofre nem cera. Por isso ela evapora menos, escorre no frio e tem índice de viscosidade alto.
Na oxidação, a vantagem aparece no óleo já com os aditivos, o óleo pronto para uso. Com o antioxidante certo, o aditivo que retarda a oxidação, o óleo de base PAO dura mais no calor que o de base mineral.
Para comparar de forma justa, os dois óleos precisam ter o mesmo grau, a mesma faixa de viscosidade a 40 °C; é assim que a Figura 5 os compara.
Figura 3. Com o óleo esquentando, na base mineral as moléculas curtas evaporam primeiro e os aromáticos oxidam primeiro, enquanto o anel naftênico resiste mais que o aromático; na base de PAO, de moléculas mais parecidas, o óleo evapora menos e, com o antioxidante certo, oxida mais devagar.
Figura 4. No frio, as cadeias longas e retas da base mineral se juntam em cera e o óleo para de escorrer, que é o ponto de fluidez; na PAO, sem cera, o óleo continua escorrendo.
Figura 5. Dois óleos do mesmo grau ficam perto do mesmo valor de viscosidade a 40 °C; longe dessa temperatura, o mineral engrossa mais no frio e afina mais no calor que o sintético.
O Grupo III fica entre os dois: bem melhor que os Grupos I e II em evaporação e em índice de viscosidade, abaixo da PAO no frio mais severo.
Como isso aparece na sua fábrica: reposição de óleo acima do normal no equipamento que trabalha quente, óleo escurecendo antes do prazo, verniz em válvulas e filtro saturando cedo. Na análise do óleo, a acidez sobe rápido; no frio, a bomba ou o compressor demora a dar partida.
Para quem precisa do número: pela regra prática derivada da lei de Arrhenius, que é só aproximada, no óleo mineral acima de uns 60 °C cada 10 °C a mais reduz mais ou menos à metade a vida do óleo pela oxidação. O motivo é que a velocidade da reação dobra.
A volatilidade se mede pelo método Noack (ASTM D5800, NBR 14157); o ponto de fluidez, pela NBR 11349 (ASTM D97); e o índice de viscosidade, pela NBR 14358 (ASTM D2270), calculado a partir das viscosidades a 40 °C e a 100 °C.
Então o sintético é sempre melhor? A resposta depende da máquina.
Quando o óleo sintético compensa na indústria?
Compensa quando o custo por hora de máquina cai. Isso depende da temperatura, do intervalo entre trocas e do custo de parar a máquina, mais que do preço do litro.
Pense no pneu de estrada e no pneu de corrida. O de corrida é melhor, mas só se paga na pista.
O sintético costuma se pagar quando existe pelo menos uma destas condições:
o óleo trabalha quente e o mineral oxida antes do prazo, com a acidez subindo cedo na análise;
a troca exige parada cara, guindaste ou acesso difícil, como no redutor no alto de uma turbina eólica;
a máquina parte em frio severo, como numa câmara fria, e o mineral demora a chegar às peças;
a manutenção pode aproveitar o intervalo mais longo entre trocas (se a troca continuar no calendário de sempre, o ganho do sintético se perde).
Um exemplo: no compressor de parafuso que roda o dia inteiro, o óleo sintético de PAO costuma permitir trocas mais espaçadas que um mineral. São menos trocas, menos paradas e menos óleo para descartar, desde que a análise do óleo confirme.
O sintético não compensa na máquina que trabalha em temperatura e carga normais, com troca rápida e barata. Ali o mineral bem refinado atende bem e custa menos. E nenhuma base corrige grau de viscosidade errado, água no óleo ou filtro vencido.
A linha Compstar, da Kelpen Oil, tem opções mineral, semissintética e sintética para compressor. A escolha completa está no guia de qual óleo para compressor de ar; a do redutor, em qual óleo usar em redutor industrial.
O sintético também tem limites:
A PAO dissolve pouco aditivo e, sozinha, encolhe certas borrachas de vedação. Por isso a fórmula leva um pouco de éster (outra base sintética) ou de um aditivo que incha a vedação na medida.
Alguns ésteres reagem com a água e se desfazem em ácido e álcool, a hidrólise, quando o sistema tem umidade.
Com isso, dá para montar a escolha máquina por máquina.
Qual o melhor óleo, sintético, semissintético ou mineral?
O melhor é o que cobre a temperatura, o intervalo de troca e o custo de parada da máquina. Pagar por uma resistência que a máquina não usa é custo sem retorno.
| Se na sua fábrica… | Use | Por quê |
|---|---|---|
| Redutor ou compressor em temperatura e carga normais, com troca fácil e barata | Mineral: a linha Turan EP no redutor (EP vem de extrema pressão, a carga alta sobre os dentes da engrenagem); no compressor, a linha Compstar tem opção mineral, e a Equipe Técnica indica | Faz o serviço pelo menor preço por litro |
| Compressor de ar um pouco mais quente que o normal, sem justificar o sintético | Semissintético da linha Compstar; fale com a Equipe Técnica | Para quando o mineral já não basta e o sintético ainda não se paga |
| Compressor de ar de parafuso que trabalha quente, onde cada parada pesa | Sintético Compstar S 46, de base PAO | Base que aguenta o calor do parafuso; a análise do óleo diz até quando |
| Redutor com carga alta e parada cara (turbina eólica, extrusora de plástico, papel, aço, cimento) | Sintético da linha Turan S, de base 100% sintética (Grupos IV e V) | Resiste à oxidação |
| Formulação de lubrificante | Óleo básico Grupo III da linha HBP-S, que a Kelpen Oil distribui | O Grupo III une índice de viscosidade alto e evaporação baixa |
| Motor de carro, moto ou caminhão | O que o manual pede: o grau SAE (a escala de viscosidade do óleo de motor, como 5W30) e o nível de desempenho (a classificação de qualidade do óleo de motor, como a da ACEA, a associação dos fabricantes europeus de automóveis) | O motor foi projetado para aquele óleo; a natureza vem no rótulo |
E se a máquina já tem mineral e você quer passar para o sintético, ou completar com o que tem em casa?
Pode misturar óleo sintético com mineral?
Depende de qual sintético.
PAO e mineral são da mesma química, os dois feitos só de carbono e hidrogênio (hidrocarbonetos), e em geral se misturam sem separar. A mistura, porém, dilui a resistência que se pagou no sintético, e os aditivos dos dois óleos podem não combinar.
Com o PAG comum é diferente: ele em geral não se mistura com o mineral nem com a PAO, e a troca pede procedimento próprio.
Os ésteres e a PAO pura podem mexer com certas borrachas de vedação: o éster tende a inchar a borracha, e a PAO pura, a encolher, conforme o tipo de borracha. Por isso a formulação equilibra as bases. Na dúvida, fale com a Equipe Técnica.
A regra prática é simples. Na troca de um pelo outro, drene, limpe e ponha a carga nova; a linha Turan S pede isso na substituição de um óleo mineral. No dia a dia, complete o nível sempre com o mesmo produto que está na máquina.
Como saber se o óleo é sintético ou mineral?
Pelo rótulo, pelo fornecedor e, quando a dúvida é séria, pelo laboratório:
Rótulo: pela regra atual, os lubrificantes que precisam de registro do produto na ANP, como os de motor, dizem a natureza no rótulo.
Fornecedor: o óleo industrial comum fica fora desse registro. Pergunte de que básico ele é feito: mineral de Grupo I ou II, Grupo III (que a ANP conta como sintético) ou outra base sintética.
Laboratório: um conjunto de ensaios dá fortes indícios da família da base, e a confirmação vem do fornecedor.
Nós, da Kelpen Oil, somos referência na distribuição de óleos básicos desde 1999. Distribuímos básicos do Grupo II (linha HBP-I) e do Grupo III (linha HBP-S) para quem formula, na categoria de óleos básicos para produtores de lubrificantes.
Também formulamos lubrificantes acabados nas três naturezas.
No nosso laboratório próprio em Arujá (SP), a diferença entre as bases aparece nos ensaios da tabela abaixo; o papel de cada ensaio está no texto sobre o laboratório de lubrificantes. Nenhum desses ensaios, sozinho, separa um Grupo III bem tratado de uma PAO.
No óleo em uso, acompanhar a acidez e a viscosidade ao longo do tempo mostra se o sintético está durando o que devia.
Para quem precisa do número:
| O que medimos | O que revela | Norma |
|---|---|---|
| Índice de viscosidade, calculado das viscosidades a 40 °C e a 100 °C (viscosímetro SVM 4001) | Quanto o óleo muda com a temperatura; no básico puro, o Grupo III começa em 120 (o aditivo melhorador de índice de viscosidade sobe esse número no óleo pronto) | NBR 14358 |
| Espectro de infravermelho (FTIR) | A assinatura química: separa as bases com oxigênio (éster, poliglicol) das bases de hidrocarboneto | Sem norma única |
| Carbono aromático, naftênico e parafínico em base mineral (índice de refração no refratômetro Abbemat 350, com densidade e viscosidade) | Quanto da base é anel e quanto é cadeia | ASTM D2140 e D3238 |
| Ponto de fluidez | No básico puro, denuncia a cera; no óleo pronto, o aditivo que melhora o escoamento muda o resultado | NBR 11349 |
Perguntas frequentes
O óleo 20W50 é sintético ou mineral? O grau SAE, como 20W50 ou 15W40, diz a viscosidade do óleo de motor no frio e no calor, e o mesmo grau pode ser vendido mineral, semissintético ou sintético. A natureza vem no rótulo, que a regra atual da ANP exige no óleo de motor.
Qual o melhor óleo para motor, sintético ou mineral? O que o manual pede: o grau SAE e o nível de desempenho, a classificação de qualidade do óleo de motor, como a da ACEA. Um sintético que atende o grau e o nível pedidos pode substituir o mineral; o contrário só vale se o mineral atender o mesmo grau e o mesmo nível.
Óleo sintético é mais fino que o mineral? No mesmo grau, os dois ficam na mesma faixa de viscosidade a 40 °C, porque o grau ISO VG, a espessura do óleo industrial medida a 40 °C, vale igual para os dois. Um ISO VG 68 fica entre 61,2 e 74,8 cSt (centistokes, a unidade de viscosidade), mineral ou sintético (ISO 3448). A diferença aparece longe dos 40 °C, como na Figura 5: no frio o sintético engrossa menos, e no calor afina menos.
Óleo sintético vem do petróleo? Em boa parte, sim. A PAO é feita de 1-deceno, que a petroquímica produz a partir do etileno, tirado do petróleo ou do gás natural; o Grupo III sai do refino do petróleo ou, em alguns casos, do gás natural. O que muda é o processo, que deixa as moléculas mais parecidas. Já alguns ésteres usam matéria-prima vegetal.
Glossário
Viscosidade: o quanto o óleo resiste a escorrer; o mel tem viscosidade alta, a água, baixa.
Grupos do API: a divisão dos óleos básicos em cinco grupos (I a V) pela composição; a ANP conta o Grupo III como sintético.
PAO (polialfaolefina): base sintética do Grupo IV, feita em reator pela união de moléculas pequenas e iguais.
Índice de viscosidade: quanto a viscosidade muda com a temperatura; quanto maior, menos o óleo afina no calor e engrossa no frio.
Oxidação: reação do óleo com o oxigênio do ar, que forma ácidos, borra e verniz e se acelera com o calor.
Fale com a Equipe Técnica
A Equipe Técnica Kelpen Oil olha a temperatura real do óleo, o intervalo de troca praticado, o custo de parada, as vedações da máquina e o histórico de análise, e indica a natureza certa, mineral, semissintético ou sintético. Se o óleo já está em uso, o laboratório de Arujá (SP) faz a análise do óleo em uso, como serviço pago.
Antes de pagar pelo sintético, anote a temperatura do óleo, quanto custa uma parada e de quanto em quanto tempo você troca o óleo hoje. Salve este artigo ou envie para quem compra lubrificante na sua empresa.
