A FUCHS já está a trabalhar nas soluções do futuro
Os requisitos técnicos e regulamentares dos lubrificantes, como a legislação REACH, estão a tornar-se mais rigorosos. Isso levará a uma crescente necessidade dos lubrificantes de alto desempenho, com especialização e individualização cada vez maiores dos produtos.
Novos materiais de alto desempenho, como plásticos, materiais revestidos ou ligas de titânio e alumínio, utilizados nos setores aeroespacial e de engenharia médica, requerem fluidos de processamento inovadores com novas propriedades. No setor automotivo, os motores cada vez mais potentes estão a impor cargas maiores nas transmissões e exigências mais elevadas para o óleo utilizado. Os desafios centrais do setor – construção leve, economia de combustível e aumento dos motores elétricos – necessitam de fluidos e massas lubrificantes inovadoras.
A urgência de temas socialmente e ambientalmente relevantes, como as mudanças climáticas e a escassez de recursos, exige novas abordagens dentro da cadeia de valor acrescentado. Palavras-chave incluem redução de CO2, eficiência energética, eficiência de combustível, recursos regenerativos e reciclagem. A FUCHS está a enfrentar estes desafios.
A FUCHS desenvolve um intenso trabalho de investigação em conjunto com vários parceiros
Os ácidos gordos de cadeia média são utilizados em numerosos produtos FUCHS: os ésteres desta base apresentam boas propriedades de frio e envelhecimento e impressionam pela sua “proximidade com a natureza” - por outras palavras, a sua utilização também contribui para uma produção rentável. A desvantagem: São raras as fontes europeias e sustentáveis destes ácidos gordos especiais. Atualmente, os ácidos caproico, caprílico e cáprico (os chamados óleos de cabra, do latim Capra = cabra) são obtidos principalmente a partir do óleo de palmiste, que é importado dos trópicos. A FUCHS, portanto, não hesitou em participar do projeto “Ácido caproico e caprílico de base biológica - produção, purificação, estratégia de marketing - CapAcidy” financiado pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa, que foi concluído com sucesso em meados de 2019.
O Prémio de Inovação em Biogás 2019, dotado de 10 000 euros, foi atribuído a Maria Braune, do Centro Alemão de Investigação em Biomassa, e à Dra. Heike Sträuber, do Centro Helmholtz de Investigação Ambiental, pelo processo que desenvolveram para produzir ácidos gordos de cadeia média a partir do substrato de fermentação das unidades de biogás. Uma verdadeira situação vantajosa para todos: por um lado, os operadores das instalações recebem novos clientes e podem comercializar melhor os seus produtos e, por outro lado, a indústria química pode utilizar matérias-primas regionais e renováveis para a sua produção. Agora que o projeto foi concluído, a FUCHS está a testar as possibilidades de aplicação na empresa no seu papel de parceiro industrial, concentrando-se sobretudo no desenvolvimento do processo técnico, mas também na especificação dos ácidos gordos gerados.
O desgaste e o consumo de energia das máquinas aumentam drasticamente se estas não forem lubrificadas de forma ótima. No entanto, em muitas aplicações, a lubrificação ideal não é de todo possível, por exemplo, em correntes de motociclos ou máquinas agrícolas em funcionamento livre. Os doze parceiros do projeto “Caracterização de sistemas de lubrificação de revestimento otimizados em termos de eficiência (CHEOPS3)”, lançado em 2015 e financiado pelo Ministério Federal da Economia e Energia, concentraram-se na redução consistente da fricção para melhorar a eficiência energética e de recursos de diferentes acionamentos - também no campo da electro mobilidade. A FUCHS conseguiu reduzir significativamente o atrito em várias aplicações com a ajuda de fluidos hidratados recentemente desenvolvidos, contribuindo assim para o sucesso do projeto. Após a conclusão do projeto de investigação no final de outubro de 2019, a FUCHS irá testar esta tecnologia completamente nova com os seus clientes para descobrir quais os requisitos técnicos necessários e úteis para a utilização de lubrificantes contendo água na produção de acionamentos.
Para o CHEOPS3, a FUCHS e os seus parceiros basearam-se na experiência adquirida em projetos PEGASUS anteriores. Os projetos de investigação conjuntos lançados em 2009 também tinham como objetivo aumentar a eficiência energética na unidade de tração do automóvel (motor, transmissão, rolamentos) e promover a poupança no consumo de combustível através da investigação de soluções de materiais e lubrificantes.
Nove por cento do consumo global de energia poderia ser poupado com a ajuda da Superlubricity - cerca de um terawatt-hora por ano, só na Alemanha. Nos sectores dos transportes e da indústria, que são responsáveis por um terço do consumo de energia neste país, as emissões de CO2 poderiam ser reduzidas em 370.000 toneladas métricas.
Superlubricidade significa que os componentes individuais deslizam uns sobre os outros praticamente sem fricção (o coeficiente de fricção é inferior a 0,01). No motor de combustão interna, no entanto, é dificilmente alcançável na perspetiva atual devido ao chamado efeito de mascaramento, em que os ingredientes ativos individuais necessários do óleo do motor bloqueiam o mecanismo ativo em determinadas condições. Por isso, outras áreas de aplicação são de interesse, como correntes de transmissão, acionamentos elétricos de eixos ou rolamentos.
O projeto CHEPHREN, no qual se juntaram parceiros da investigação e da indústria, incluindo a Universidade Técnica de Munique, a BMW e os Institutos Fraunhofer de Tecnologia de Materiais e Radiações e de Mecânica dos Materiais, está a trabalhar em formas de tornar o óleo utilizável nestes e em muitos outros campos. O projeto é financiado pelo Ministério Federal Alemão dos Assuntos Económicos e da Ação Climática (BMWK).
O papel do FUCHS é otimizar e desenvolver lubrificantes, fluidos de base e tecnologia de aditivos no que diz respeito aos efeitos de redução da frição em contacto com diferentes sistemas de revestimento e plásticos.
Os parceiros de investigação estão também a planear a criação de bases de dados para poderem prever com maior precisão a vida útil dos sistemas técnicos no futuro. O objetivo é desenvolver abordagens universais que possam ser utilizadas para transferir rapidamente a Superlubricidade para aplicações no mundo real.
Os espessantes e aglutinantes são essenciais para a produção de lubrificantes modernos - no entanto, os produtos à base de petróleo são geralmente utilizados para este fim. Desde outubro de 2017, a FUCHS e três parceiros das indústrias química e biotecnológica têm estado a investigar uma alternativa mais amiga do ambiente. O projeto, que é apoiado pelo Ministério Federal da Educação e Investigação no âmbito da iniciativa de financiamento “Ingredientes de base biológica feitos à medida para uma economia competitiva (PHAt)”, centra-se nos “polihidroxialcanoatos” (PHA) - biopolímeros biodegradáveis. Diferentes PHA são produzidos por várias espécies de bactérias como parte do seu metabolismo energético. O desafio do projeto PHAt consiste agora em modificar quimicamente os polímeros obtidos, otimizar as suas propriedades de espessamento e de ligação e testá-los em várias aplicações. O objetivo até ao final do projeto, no final de setembro de 2020, é integrar as novas matérias-primas em lubrificantes adequados para várias aplicações, desde tratores a turbinas eólicas.
O projeto “Pegasus” do Ministério da Economia e da Tecnologia é um projeto de investigação conjunta lançado em 2009 para aumentar a eficiência energética do sistema de tração dos veículos de passageiros (motor, transmissão, rolamentos). Dez empresas e institutos estão a investigar soluções de materiais e lubrificantes que promovam a poupança no consumo de combustível.
A aliança de investigação “Proteínas Tecnofuncionais” do BMBF está a investigar as relações estrutura-função das proteínas vegetais que não são adequadas para a produção de alimentos e forragens. O projeto dedica-se à utilização de proteínas modificadas como aditivos no âmbito do fabrico de lubrificantes. As proteínas deste tipo podem ser obtidas a partir de resíduos agrícolas. O projeto encontra-se na segunda fase de financiamento (2017 a 2020).
Todos os dias, a indústria e a vida quotidiana produzem enormes quantidades de fluxos residuais ricos em carbono. Até à data, o potencial que oferecem tem sido pouco explorado materialmente. Os materiais residuais como os resíduos domésticos e industriais, as lamas de depuração ou as águas residuais industriais são fontes promissoras para a produção de matérias-primas de base biológica para a indústria química. Estes resíduos ricos em carbono incluem também a gordura usada, que pode ser encontrada em grandes quantidades em restaurantes e snack-bares. O refinamento biotecnológico da gordura de fritura para produzir novas matérias-primas de alta qualidade para lubrificantes foi o objetivo de um subprojecto no âmbito da aliança estratégica “Zero Carbon Footprint” (ZeroCarbFP). O óleo alimentar usado revelou-se particularmente interessante para a FUCHS, uma vez que ainda contém a maior parte das gorduras e óleos naturais a partir dos quais foi produzido. O especialista em lubrificantes associou-se à empresa de biotecnologia BRAIN AG, sediada em Zwingenberg, para selecionar e refinar cuidadosamente as substâncias contidas na gordura de fritura. Desta forma, foram identificadas algumas moléculas muito promissoras para a FUCHS, que foram consideradas como matérias-primas para um importante grupo de produtos. Na terceira fase do projeto ZeroCarbFP, que teve início em fevereiro de 2020, está prevista a produção em grande escala das moléculas alvo. O projeto ZeroCarbFP é financiado pelo Ministério Federal Alemão da Educação e Investigação.
