No Brasil, a logística de recolhimento de óleo lubrificante usado é regulamentada pela Agência Nacional de Petróleo (ANP). Contudo, há riscos de contaminação ambiental durante o transporte, armazenamento, reciclagem e disposição final desse resíduo. O presente estudo teve como objetivo verificar se a capacidade de fitoextração e acumulação de metais presentes em solos contaminados com óleo lubrificante usado pode ser avaliada em fase ainda inicial do desenvolvimento de plântulas, como método de screening para futuros estudos de fitorremediação. Foram estudadas espécies com potencial fitorremediador e tolerantes à presença de petróleo no solo segundo estudos anteriores do grupo de pesquisa BioProcess girassol, soja, acácia e mamona - além de amendoim e nabo forrageiro. O girassol obteve um desempenho de remoção aparentemente superior para maioria dos metais analisados, como previsto na literatura. O nabo forrageiro, da mesma forma que na germinação, obteve resultados superiores na remoção de metais, comparado ao amendoim. A acácia, sendo uma espécie de desenvolvimento lento, produziu pouca biomassa no período inicial de crescimento, o que dificultou a quantificação de metais. Somente a biomassa produzida em meio com 0,5% de óleo foi utilizada. O girassol e o nabo forrageiro mostraram-se tolerantes à presença de óleo lubrificante usado e apresentaram as melhores taxas de remoção de metais em concentrações de 4 à 8% na fase inicial do crescimento vegetal, o que sugere tratar-se de espécies com grande potencial para fitorremediação de áreas multi-contaminadas. / In Brazil, the logistics of collecting used lubricant oil is regulated by the National Petroleum Agency (ANP). However, there is risk of environmental contamination during transport, storage, recycling and final disposal of waste. This study aimed to verify if the capacity for phytoextraction and accumulation of metals in soils contaminated with used lubricant oil can be evaluated in early stage of development of seedlings, as a method of screening for future studies of phytoremediation. Were studied species with potential phytoremediator and tolerant of the presence of oil in previous studies the second floor of the research group Bioprocess - sunflower, soybean, castor bean and acacia - in addition to peanuts and forage turnip. The sunflower had an apparently superior performance of removal for most of the metals tested, as provided in the literature. The turnip forage, the same way that the germination, obtained better results in the removal of metals, compared to peanuts. The acacia, a kind of slow development, produced little biomass in the initial period of growth, which hindered the quantification of metals. Only the biomass produced in medium with 0.5% oil was used. The sunflower and turnip forage appeared to be tolerant of the presence of used lubricant oil and showed the best removal rates of metals in concentrations of 4 to 8% in the early stages of plant growth, which suggests it is of species with great potential for phytoremediation of multi-contaminated areas.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-06-28T13:35:34Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2676177 bytes, checksum: 4fc05865ad09d81fd66a82869c658acf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T13:35:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2676177 bytes, checksum: 4fc05865ad09d81fd66a82869c658acf (MD5) Previous issue date: 2016-10-18 / Several recycling alternatives have been used around the world to recover the used lubricating oil. The process of solvent extraction is able to remove approximately 10-14% of contaminants, which corresponds approximately to the amount of additives and dross, typically found in used lubricating oil. This study had as objective to evaluate and optimize the recovery process of lubricating oils used in automotive diesel engines by polar solvent extraction (1-butanol, 2-propanol and methyl ethyl ketone) and clarification by natural clay, as well as characterizing physically and chemically the lubricating oil and clay samples, new, used, and recovered. The results allowed to conclude that the best extraction ranges are of 1: 6; 1: 4.7 and 1: 6 ratios for the IPP solvents, MEC and BUT respectively at the temperature of 30 ° C. The MEC solvent had a higher yield extraction (84%), followed by BUT (80%) and IPP (78%). The clarification process with natural clay by filtration column was efficient and allowed the recovery of clays, avoiding waste generation. Through the physical and chemical characterization of samples lubricant, there was a reduction and/or elimination of impurities and additives. The IR determinations allowed to monitor the oxidation products, additives and characteristic hydrocarbons in the whole process. The oxidative stability, PetroOXY method, indicated that the recovered samples are more stable compared the LUB0. The determination of metals showed that the clarification step was effective in the removal. The characterization by XRD, IR and TG, have suggested that there were not significant changes in the structures of clays. Thus, the process and re-refining using solvent and clay, afforded a product with quality that can be commercialized in the country, according to the current legislation, was possible further recovery of the agents involved, clays and solvents. / Várias alternativas de reciclagem têm sido utilizadas ao redor do mundo para recuperação de óleo lubrificante usado. O processo de extração por solvente é capaz de remover cerca de 10-14% dos contaminantes, o que corresponde aproximadamente a quantidade de aditivos e impurezas encontradas normalmente no óleo lubrificante usado. O presente estudo teve como objetivo avaliar e otimizar o processo de recuperação de óleos lubrificantes automotivos usados em motores diesel através de extração por solvente polar (1-butanol, 2-propanol e metil-etil-cetona) e clarificação por argila natural, bem como, caracterizar física e quimicamente as amostras de lubrificantes e argilas, nova, usada e recuperadas. Os resultados permitiram concluir que as melhores faixas de extração são proporções de 1:6; 1:4,7 e 1:6 para os solventes IPP, MEC e BUT respectivamente, a uma temperatura de 30 ºC. O solvente MEC teve um rendimento mais elevado de extração (84%), seguida de BUT (80%) e IPP (78%). O processo de clarificação com argila natural por coluna de filtração foi eficiente e possibilitou a recuperação das argilas, evitando geração de resíduos. Através das caracterizações físicas e químicas das amostras de lubrificante, verificou-se a redução e/ou eliminação de impurezas e aditivos. As caracterizações de IV permitiram monitorar os produtos de oxidação, aditivos e hidrocarbonetos característicos, em todo o processo. A estabilidade oxidativa, método PetroOXY, indicou que as amostras recuperadas são mais estáveis quando comparada ao LUB0. A determinação de metais mostrou que a etapa de clarificação foi eficaz na eliminação dos mesmos. As caracterizações por DRX, IV e TG, sugeriram que não houve modificações significativas nas estruturas das argilas. Desta forma, o processo de rerrefino utilizando solvente e argila, proporcionou a obtenção de um produto com qualidade que pode ser comercializado no país de acordo com a Portaria ANP nº130, foi possível ainda, a recuperação dos agentes envolvidos, argilas e solventes.

No Brasil, a logística de recolhimento de óleo lubrificante usado é regulamentada pela Agência Nacional de Petróleo (ANP). Contudo, há riscos de contaminação ambiental durante o transporte, armazenamento, reciclagem e disposição final desse resíduo. O presente estudo teve como objetivo verificar se a capacidade de fitoextração e acumulação de metais presentes em solos contaminados com óleo lubrificante usado pode ser avaliada em fase ainda inicial do desenvolvimento de plântulas, como método de screening para futuros estudos de fitorremediação. Foram estudadas espécies com potencial fitorremediador e tolerantes à presença de petróleo no solo segundo estudos anteriores do grupo de pesquisa BioProcess girassol, soja, acácia e mamona - além de amendoim e nabo forrageiro. O girassol obteve um desempenho de remoção aparentemente superior para maioria dos metais analisados, como previsto na literatura. O nabo forrageiro, da mesma forma que na germinação, obteve resultados superiores na remoção de metais, comparado ao amendoim. A acácia, sendo uma espécie de desenvolvimento lento, produziu pouca biomassa no período inicial de crescimento, o que dificultou a quantificação de metais. Somente a biomassa produzida em meio com 0,5% de óleo foi utilizada. O girassol e o nabo forrageiro mostraram-se tolerantes à presença de óleo lubrificante usado e apresentaram as melhores taxas de remoção de metais em concentrações de 4 à 8% na fase inicial do crescimento vegetal, o que sugere tratar-se de espécies com grande potencial para fitorremediação de áreas multi-contaminadas. / In Brazil, the logistics of collecting used lubricant oil is regulated by the National Petroleum Agency (ANP). However, there is risk of environmental contamination during transport, storage, recycling and final disposal of waste. This study aimed to verify if the capacity for phytoextraction and accumulation of metals in soils contaminated with used lubricant oil can be evaluated in early stage of development of seedlings, as a method of screening for future studies of phytoremediation. Were studied species with potential phytoremediator and tolerant of the presence of oil in previous studies the second floor of the research group Bioprocess - sunflower, soybean, castor bean and acacia - in addition to peanuts and forage turnip. The sunflower had an apparently superior performance of removal for most of the metals tested, as provided in the literature. The turnip forage, the same way that the germination, obtained better results in the removal of metals, compared to peanuts. The acacia, a kind of slow development, produced little biomass in the initial period of growth, which hindered the quantification of metals. Only the biomass produced in medium with 0.5% oil was used. The sunflower and turnip forage appeared to be tolerant of the presence of used lubricant oil and showed the best removal rates of metals in concentrations of 4 to 8% in the early stages of plant growth, which suggests it is of species with great potential for phytoremediation of multi-contaminated areas.

O óleo lubrificante mineral é amplamente utilizado no cenário mundial no funcionamento de máquinas e motores. No entanto, o ciclo de vida deste petro-derivado resulta na geração de um resíduo (óleo lubrificante usado), o qual é nocivo ao meio ambiente quando não descartado adequadamente ou reciclado. No Brasil, apesar das normas que tratam especificamente do armazenamento, recolhimento e destino de óleo lubrificante usado, grande parte do mesmo ainda é despejado diretamente no meio ambiente, sem qualquer tratamento, sendo de grande importância estudos que visem o entendimento dos processos e o desenvolvimento de tecnologias de remediação de áreas contaminadas por esse resíduo. O objetivo geral do presente trabalho foi conduzir estudos de tratabilidade de solo arenoso contaminado experimentalmente com 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante usado, através de duas diferentes estratégias de biorremediação: bioestímulo e bioaumento. Foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, foi avaliada a atividade microbiana aeróbia na biodegradação do OLU através do método respirométrico de Bartha. No segundo, foram montados três biorreatores de fase sólida simulando biopilhas estáticas com aeração forçada, cada um contendo 125 kg de solo e 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante automotivo usado, os quais receberam como tratamento: bioestímulo por ajuste de pH e umidade (BIOSca); bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto maduro (BIOA1ca) ; e bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto jovem (BIOA2ca). Foram também montados três biorreatores de bancada simulando biopilhas estáticas sem aeração forçada, cada um contendo 3 kg de solo e 5% (m m-1) do mesmo contaminante, sendo que o primeiro continha solo sem contaminação - CONTsa, o segundo, solo contaminado com ajuste de pH BIOSsa e o terceiro, solo contaminado com adição de 0,3% de azida sódica - ABIOsa. Os tratamentos foram avaliados pela remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTPs) e após 120 dias de experimento obteve-se remoções de HTPs de 84,75%, 99,99% e 99,99%, com BIOS, BIOA1 e BIOA2, respectivamente, demonstrando que a estratégia de bioestímulo associada ao bioaumento foram promissoras na remediação do solo contaminado pelo óleo lubrificante usado. Os tratamentos que receberam composto (BIOA1 e BIOA2) não apresentaram diferenças quanto à remoção de HTPs, evidenciando que a fase de maturação dos compostos não apresentou influência na eficiência do processo. No entanto, verificou-se uma eficiência nos tratamentos que receberam composto quando comparado ao tratamento sem adição de composto / Lubricating oil is worldwide in machinery and motors. The life-cycle of this petroleum-based product generates a waste, the spent lubricating oil SLO, which is hazardous to the environment when inappropriately disposed. In Brazil, regardless the norms that establish rules for storage, collection, recycling and final disposal of spent-lubricating oil, a large part of it ends up in different environment compartments, causing among others, soil contamination. Therefore, it is important to carry out studies focusing on processes and technology development for remediation of sites contaminated by SLO. The objective of this work was to carry out two experiments of treatability studies for sandy soil contaminated experimentally with 5% (weight/dry weight) of SLO, through two different bioremediation strategies: biostimulation and bioaugmentation. During the first experiment, the aerobic microbial activity in SLO-contaminated soil was assessed through Barthas respirometry (CO2 productino). During the second experiment, three reactors simulating static biopiles with forced (up-flow) aeration received 125 kg of soil contaminated with 5% (w/dw) SLO, which received the following treatments: pH and moisture adjustment-BIOSca; pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation through addition of mature compost from urban solid waste-BIOA1ca and pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation with non-mature compost-BIOA2ca. Another group of three bench reactors with no forced aeration, each one containing 3 kg of soil also contaminated with 5% (w/dw) of SLO were filled as following: the first received non-contaminated soil-CONTsa; the second received contaminated soil with pH adjustment-BIOSsa; the third one received contaminated soil with addition of 0.3% (w/dry w) of sodium azide-ABIOsa. The treatments were compared based on removal of total petroleum hydrocarbons (TPHs) and its fractions. After 120 days, the TPH removal was about 75%, 99.99% and 99.99% in BIOS, BIOA1 and BIOA2 respectively, suggesting that optimization of conditions associated to bioaugmentation were the most promising strategy to treat SLO contaminated soils. The fact that after 120 days BIOA1 e BIOA2 did not present differences regarding TPH removal shows that giving time enough, the degree of the compost maturation does not influence the TPH removal. However, treatments that received compost were more efficient than biostimulation alone

A prática da troca de óleo lubrificante usado, particularmente óleos automotivos, representa um grave problema ambiental em função de sua natureza perigosa, do manuseio incorreto e do descarte indiscriminado no meio ambiente. A investigação quanto à remediação de áreas contaminadas por esse resíduo torna-se necessária, particularmente para solo de natureza argilosa. O presente estudo teve por objetivo avaliar a biorremediação de um solo argiloso contaminado por óleo lubrificante utilizando biorreatores de fase semi-sólida. Frascos tipo Erlenmeyer, contendo 20 g de solo contaminado com 3% (m/m) de óleo lubrificante, em triplicata, foram mantidos em temperatura e agitação constantes, segundo as seguintes estratégias de tratamento: (i) Bioestímulo com ajuste de nutrientes (BIOE); (ii) Bioaumento com adição de inóculo microbiano aclimatado (BIOA); (iii) Bioestímulo e adição de surfactante sintético Tween-80 (BIOES); (iv) Bioaumento, bioestímulo e surfactante sintético Tween-80 (BIOAS) e (iv) controle, com água destilada purificada (CONT). A eficiência de remoção do contaminante foi avaliada após 68 dias de tratamento por análises de evolução de CO2, redução de COT, decaimento de HTP, de n-alcanos e frações de hidrocarbonetos saturados, aromáticos e compostos polares. O tratamento BIOAS resultou na maior produção de CO2 acumulada (1247,0 mg.20g-1 de solo) seguida pelo tratamento BIOES (1077,6 mg.20g-1 de solo). Ao final do experimento, todos os tratamentos reduziram significativamente os teores de HTPs quando comparados ao controle (11,14,2%). Os tratamentos BIOAS e BIOES não apresentaram diferenças significativas quanto à redução de HTPs (42,03,7% e 37,46,3%, respectivamente). Tanto o bioestímulo quanto o bioaumento mostraram-se estratégias com potencial para aumentar a eficácia da biorremediação de solos argilosos, sendo que a adição de surfactante foi o fator mais importante, tendo aumentado significativamente a capacidade de remoção em ambas as estratégias. O uso de biorreatores em fase semi-sólida na biorremediação de solo argiloso contaminado com óleo lubrificante mostrou-se bastante promissor e tal estratégia pode ser aplicada em escala imediatamente superior / The practice of exchange of used lubricating oil, automotive oils in particular, represents a serious environmental problem due to its hazardous nature, the misuse and its indiscriminate disposal of same in the environment. Strategies for remediation of contaminated areas by this waste are necessary, particularly in case of soils with clayey nature. This study aimed to evaluate the bioremediation of a clayey soil contaminated by lubricating oil using bioreactors of semi-solid phase. Erlenmeyer flasks containing 20 g of contaminated soil with 3% (w / w) of lubricating oil, in triplicate, were kept at constant temperature and agitation, according to the following treatment strategies: (i) biostimulation with nutrient adjustment (BIOE), (ii) addition of bioaugmentation with microbial inoculum acclimated (BIOA), (iii) addition of biostimulation and synthetic surfactant Tween-80 (BIOES) (iv) bioaugmentation, biostimulation and synthetic surfactant Tween-80 (BIOAS) and (iv) control with purified distilled water (CONT). The contaminant removal efficiency was evaluated after 68 days of treatment by analysis of evolution of CO2, reduction of TOC, decay of HTP, n-alkanes, and fractions of saturated hydrocarbons, aromatics and polar compounds. The BIOAS treatment resulted in increased accumulated production of CO2 (1247.0 mg.20g-1 soil) followed by BIOES treatment (1077.6 mg.20g-1 soil). At the end of the experiment, all treatments significantly reduced the levels of HTP as compared to control (11.1 4.2%). The BIOAS and BIOES treatments presented no significant differences in the reduction of HTP (42.0 3.7% and 37.4 6.3%, respectively). Both biostimulation and bioaugmentation were shown to be strategies with potential to increase the effectiveness of bioremediation in a clayey soil, and the addition of surfactant being the most important factor, increasing significantly the capacity of removal in both strategies. The use of bioreactors in semi-solid phase bioremediation in a clayey soil contaminated by lubricating oil proved to be very promising, and this strategy can be applied to at higher scales

Neste trabalho foram desenvolvidos métodos analíticos para a determinação simultânea de As, Co e Se em petróleo, gasolina e óleo lubrificante por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica. As estratégias de preparo das amostras foram baseadas em emulsão de gasolina e petróleo e digestão ácida assistida por microondas para o óleo lubrificante. Os programas de aquecimento foram otimizados pela obtenção de curvas de pirólise e atomização de soluções analíticas de referência, emulsões e digeridos das amostras, na presença e ausência do modificador químico Pd + Mg. As emulsões de gasolina foram preparadas em tubos de vidro (Pirex®) com adição de Triton X-100, ácido nítrico e água Milli-Q. Na preparação das emulsões de petróleo foi necessário realizar a diluição da amostra com hexano, seguida da adição de Triton X-100, ácido nítrico e água Milli-Q. As emulsões foram sonicadas por 2 min. As melhores condições para a preparação das emulsões foram encontradas avaliando-se as intensidades dos sinais de absorbância de cada elemento em função da variação da quantidade das amostras, surfactante, teor ácido e solvente. As amostras de óleo lubrificante foram digeridas com ácido nítrico e peróxido de hidrogênio e analisadas após a diluição com água Milli-Q. As curvas analíticas de calibração foram preparadas em 2% (v/v) de HNO3 + 6% (v/v) de Triton X-100, 1% (v/v) de HNO3 + 7% (v/v) de Triton X-100 + 5% (v/v) de hexano, 0,1 % (v/v) de HNO3, para gasolina, petróleo e óleo lubrificante, respectivamente. Os limites de detecção (n=10) foram 7,2 µg L-1 para As, 1,0 µg L-1 para Co e 5,0 µg L-1 para Se em gasolina; 7,0 µg L-1 para As, 1,3 µg L-1 para Co e 5,7 µg L-1 para Se em petróleo; e 3,9 µg L-1 para As, 1,0 µg L-1 para Co e 4,0 µg L-1 para Se para óleo lubrificante. As recuperações obtidas foram de 94 a 112% para adição de 20 µg L-1 de As, 92 a 117% para 10 µg L-1 de Co e 94 a 129% para 20 µg L-1 de Se adicionados nas amostras de gasolina (n=5), petróleo (n=4) e óleo lubrificante (n=4). / In this work analytical methods were developed for simultaneous determination of As, Co and Se in gasoline, petroleum and lubricating oil by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Strategies for the sample preparation were based on the emulsion for gasoline and petroleum and acid digestion using microwave oven for lubricating oil. The heating program optimizations were carried out using pyrolysis and atomization temperatures of analytical reference solutions, emulsions and digestate of sample solutions, in presence and absence of Pd + Mg as chemical modifiers. The gasoline emulsions were prepared in Pyrex® lass tubes by adding Triton X-100, nitric acid and Milli-Q water. For the petroleum emulsion preparation it was necessary the previous dissolution of sample with hexane, as well as Triton X-100, nitric acid and Milli-Q water addition. All emulsions were submitted to sonication for 2 minutes. The optimization of emulsifications were done by the evaluation of absorbance signals versus the variations of sample quantity, surfactant, nitric acid and solvent concentration. Lubricating oil samples were digested using a mixture of nitric acid and hydrogen peroxide and analyzed after dilution with Milli-Q water. The calibration curves were prepared in 2% (v/v) HNO3 + 6% (v/v) Triton X-100, 1% (v/v) HNO3 + 7% (v/v) Triton X-100 + 5% (v/v) hexane, 0,1 % (v/v) de HNO3, for gasoline, petroleum and lubricating oil, respectively. The estimated detection limits (n=10) were 7.2 µg L-1 for As, 1.0 µg L-1 for Co, and 5.0 µg L-1 for Se in gasoline; 7.0 µg L-1 for As, 1.3 µg L-1 for Co, and 5.7 µg L-1 for Se in petroleum; and 3.9 µg L-1 for As, 1.0 µg L-1 for Co, and 4.0 µg L-1 for Se in lubricating oil. Five gasoline, four petroleum and four lubricating oil samples were analyzed and spiked with As (20 µg L-1), Co (10 µg L-1) and Se (20 µg L-1). The obtained recoveries were 94 to 112% for As, 92 to 117% for Co and 94 to 129% for Se in gasoline, petroleum and lubricating oil, respectively.

Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia para a determinação de metais (Cr, Cu, Fe, Mg, Mo, Pb), em óleos lubrificantes e estes quantificados pela técnica de espectrometria de emissão optica com plasma induzido por laser (LIBS). As amostras de óleo usadas foram coletadas em oficina de troca de óleo, variando-se a quilometragem, ano, marca do carro e a marca do óleo, com o preenchimento de formulários contendo as informações necessárias à pesquisa. A preparação de amostras foi realizada com o depósito ds mesmas em substrato de papel e sequente otimização dos parâmetros instrumentais. Para a calibração, foi utilizado o padrão de óleo S-21 multielementar da Conostan (SCP Science, Champlain, NY). Para a avaliação da exatidão do método desenvolvido foi utilizado o padrão de óleos lubrificantes (SRM 1084a) obtidos junto ao Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST, Gaithersburg, MD). O método proposto apresentou as seguintes vantagens quando comparado com métodos de análise tradicionais (espectrometria de absorção atômica ou espectrometria de emissão optica acoplado ao plasma indutivo com diluição da amostra): mais rápida, sem desgaste do equipamento (em função da não introdução de solvente), geração de resíduo praticamente nula e menor consumo de reagentes. O método desenvolvido foi aplicado em amostras reais e o tratamento de dados realizado por análise estatística (equação de Stuarges, teste não paramétrico de Kruskalwallis). / In this work was developed a methodology for the determination of metals (Cr, Cu, Fe, Mg, Mo, Pb) in lubricating oils and these were quantified by Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). Used oil samples used were collected in shop oil change, varying the mileage year, car make and oil brand with forms containing the information necessary for research filling out. For the calibration, the standard of 500ppm oil of S-21 multielement Conostan (SCP Science, Champlain, NY) was used, which was diluted with blank oil to achieve concentrations from 12.5 to 500 ppm necessary for the construction of analytical curve. For evaluating the accuracy of the method developed, we analyzed the standard of lubricating oils (SRM 1084th) obtained from the National Institute of Standards and Technology (NIST, Gaithersburg, MD). The proposed method has the following advantages compared to traditional methods of analysis (AAS or ICPOES with sample dilution): faster, without wear of the equipment (due to the introduction of non-solvent), generating virtually no residue and lower consumption reagents. The developed method was applied to real samples and the total processing performed by statistical analysis.

Os mecanismos do desgaste e atrito que ocorrem durante o desgaste por deslizamento, bem como, a transição do regime do desgaste moderado para o desgaste severo, são influenciados pela força aplicada, rugosidade, temperatura e umidade, sendo estas variáveis frequentemente estudadas. Entretanto, a avaliação da remoção de debris durante o deslizamento e a influência do aditivo lubrificante, em regime limítrofe/quase seco (e.g. Ácido Esteárico C18H32O2) ainda são necessários maiores entendimentos sobre os mecanismos de desgaste e também a força na qual ocorre a transição do regime do desgaste moderado para o desgaste severo durante o deslizamento. Para os testes a seco, com e sem a remoção dos debris, foram realizados ensaios tribológicos convencionais com as duas durezas de disco, 435 e 530 HV30. Os resultados mostraram que a transição do regime de desgaste é influenciada pela dureza e pela remoção dos debris. A influência da dureza é observada apenas quando os ensaios convencionais são realizados, nos quais foi observado que o aumento da dureza do contra corpo estende a transição do desgaste moderado para o severo em forças maiores. A remoção dos debris aumenta a extensão da força para ocorrer a transição moderado/severo. Para os testes lubrificados, foram realizados ensaios com a dureza de disco de 530 HV, variando a concentração do ácido esteárico. Os resultados mostram que o aumento da concentração do aditivo e da força normal aplicada são varáveis determinantes para a redução do coeficiente de atrito. A ação do aditivo lubrificante é fundamental nas forças baixas, sendo que nas forças elevadas apenas o aumento da força normal é suficiente para manter o baixo coeficiente de atrito. Adicionalmente, para as elevadas forças aplicadas, o filme lubrificante falha em função do tempo de deslizamento, e maiores concentrações de aditivo são necessárias para manter o coeficiente de atrito constante. / The wear and friction mechanisms that occur during the sliding wear, as well as the transition from mild to severe wear regimes are influenced by the normal load applied, roughness, temperature and humidity, the variables more frequently studied. However, the assessment of debris removal during the sliding wear and oil influence with lubricant additive (e.g. Stearic Acid C18H32O2) in the boundary/dry lubrication needs further understanding of the mechanisms and the load that occur a wear transition from mild to severe wear. The aim in this work is the characterization and evaluation the contact surface without debris in sliding surface (cleaning of the wear track) and the wear surface in boundary lubrication tests. The materials studied are: the pin AISI 4140 - 435 HV30 steel and the disc AISI H13 - 435 e 530 HV30 steel. Firstly were made conventional tribological tests with two disc hardness. Then, tests with the cleaning of the wear track were made. The results showed that the hardness and the absence of debris influence in the wear transition regime. The hardness influence is observed only when the conventional tests were made. When the counter body hardness increased, the transition from mild to severe wear extends to greater loads. The debris influence was evidenced in tests with the cleaning of the wear track, and showed that greater loads are needed from mild to severe wear transition. For the lubricated tests, the hardness of the disk was 530 HV. The results shown that the concentration of the lubricant additive and the normal load applied are determinant variables to decreasing the friction coefficient. The lubricant additive action is critical in low loads, and in high loads only the increasing of the load is needed to maintain the low friction. In addition, in the high load applied, the failure of the lubricant film occurs with the increase of the sliding time, and higher additive concentrations are needed to maintain constant the friction coefficient.

Lubrificantes são produtos gasosos, líquidos, semi sólidos ou sólidos (pó) que formam um filme entre duas partes evitando o atrito. Lubrificantes de alto desempenho são designados para trabalharem em condições severas de temperatura, pressão e contaminação. Os mais utilizados são os líquidos (óleos) e semi sólidos (graxas). As graxas são aplicadas aonde o óleo pode escorrer e em pontos de difícil acesso e são divididas basicamente em duas classes, sabão e não sabão. A graxa não sabão mais utilizada é a poliuréia, obtida pela reação entre aminas e isocianato, possui elevada tixotropia, alta rigidez dielétrica e excelente poder anticorrosivo, por isso é amplamente utilizada para lubrificação de motores elétricos e maquinário naval. Para obter uma graxa com altíssimo desempenho, nesse estudo foi utilizado o fluido lubrificante sintético polialfaolefina e também foi empregado o aditivo lubrificante sólido politetrafluoroetileno (PTFE) por apresentar o menor coeficiente de atrito conhecido, é comercialmente encontrado irradiado em ar para obter partículas menores e produzir grupos terminais oxigenados que são mais compatíveis com a superfície metálica. Os ensaios foram realizados de forma comparativa usando a graxa de poliuréia pura e aditivada com PTFE. As caracterizações foram feitas por espectroscopia de infravermelho, análise elementar de C, N, e H e índice de NCO livre, comprovando a formação de poliuréia de quatro carbonos (tetrauréia). As propriedades funcionais de ponto de gota e separação de óleo mostraram alta compatibilidade e estabilidade entre os polímeros, que aumentaram quando foi adicionado PTFE. A excelente resistência da graxa de tetrauréia pura ao desgaste e extrema pressão foram demonstradas pelo teste de quatro esferas e teste prático em rolamentos, caracterizando esta graxa como de alto desempenho quando comparada com as graxas mais utilizadas no mercado. / Lubricants are gaseous, liquid, semi solid or solid (powder) materials those form a film between two parties preventing friction. High performance lubricants are designed to work under severe conditions of temperature, pressure, and contamination. The most used are liquids (oils) and semi solids (greases). Greases are applied where oils can drain or in inaccessible places and are divided generally into two classes, soap and no soap. The most used non soap grease is polyurea, obtained by the reaction between amine and isocyanate, has highly thixotropic, high dielectric strength and excellent anticorrosive property, so it is widely used for lubrication of electric motors and shipbuilding machinery. For a grease with high performance, in this study was used a synthetic lubricant fluid, polyalphaolefin, and was also employed solid lubricant additive polytetrafluoroethylene (PTFE) due its lowest coefficient of friction, is found commercially irradiated in air to obtain smaller particles and to produce oxygenated terminal groups those are more compatible with the metal surface. The tests conducted were comparatively between pure polyurea grease and with PTFE additive. The characterizations were made by infrared spectroscopy and elemental analysis of C, N and H and Free NCO index, proving the formation of four carbons polyurea (tetraurea). The functional analysis of drop point and oil separation showed high stability and compatibility between the polymers increased when PTFE was added. The excellent resistance of pure tetraurea grease to wear and extreme pressure were demonstrated by four-ball and practical bearings tests, characterizing this grease as a high performance lubricant, when compared to most used greases in the market.

Superfícies anisotrópicas lisas e rugosas foram usadas para avaliar o efeito da rugosidade e da direção de acabamento na formação de MoS2 a partir de MoDTC em ensaios tribologicos lubrificados com óleos de motor completamente formulados. Igualmente foi avaliada a resposta de atrito de lubrificantes de motor usados em carros de passageiros e em testes de dinamômetro abastecidos com etanol (E100) e gasolina (E22). Encontrou-se que tanto a direção de acabamento quanto a rugosidade foram fundamentais na reação MoDTC - MoS2. A direção de acabamento influenciou na medida que carregamentos tangenciais geram respostas diferentes nos ensaios quando são realizados paralelos e perpendiculares às linhas de acabamento, dado que para os últimos apresenta-se maior deformação plástica das asperezas, o qual favorece a obtenção de superfícies livres de óxidos, que tem sido indicada como uma condição necessário para que aconteça a reação MoDTC - MoS2. Por esta razão os valores de coeficiente de atrito próprios da formação de MoS2 foram obtidos somente nas superfícies rugosas ensaiadas perpendiculares às marcas de acabamento. Para superfícies com valores de índice de plasticidade superiores a 1 e nos quais não são formados filmes com boas capacidades redutoras de atrito, como é o caso de ensaios realizados com óleos base (livres de aditivos), o coeficiente de atrito não depende da rugosidade e da direção de acabamento. Nos ensaios lubrificados com óleos usado, encontraram-se valores de coeficiente de atrito similares aos obtidos nas condições de lubrificação com óleo livres de aditivos, devido provavelmente à redução do MoDTC no lubrificante como tem sido identificado por diferentes autores. Quando foram comparados os óleos usados contaminados com etanol com os óleos usados contaminados com gasolina, encontrou-se maior oxidação nestes últimos. Mesmo que estas diferenças de oxidação dos óleos não significaram diferenças em termos de atrito, estas podem ser importantes na medida em que óleos mais oxidados podem favorecer o desgaste oxidativo. / Smooth and rough anisotropic surfaces were used to evaluate the influence of surface roughnesss and lay direction on the in-situ formation of MoS2 from MoDTC in tribological tests. Also, this work evaluated the friction response of engine lubricants which were used in passenger cars and dynamometer tests fueled both with ethanol (E100) and gasoline (E22). It was found that both the lay direction as the surface roughness were critical for the MoDTC -MoS2 reaction. The lay direction influence due to tangential loads generate different responses when tests were conducted along and across the lay, since the latter showed higher asperities plastic deformation , which favors free oxides surfaces, which has been indicated as a condition for the sequence by MoDTC formed MoS2. For this reason the friction coefficient values related to MoS2 were obtained only for tests conducted on rough surfaces and across the lay. For surfaces with plasticity index values greater than 1 and which are not formed films with good friction-reducing capabilities, such as the tests lubricated with base oil (free aditives), the friction coefficient does not depends on the surface roughness and lay direction. For the tests conducted with used engine oils, the friction coefficient values were similar to those obtained on tests lubricated with free additives oils, this could be related by MoDTC depletion in the lubricants as have been identified by different authors. Comparing the used oils contaminated with ethanol with the used oils contaminated with gasoline, higher oxidation was founded in the latter. Even if these differences in oil oxidation not meant differences friction, these may be important as more oxidesed oils can promote oxidative wear.