LubEnergy
Desenvolvimento de Interfaces Lubrificantes para Aumentar a Eficiência Energética

Desafio

O elevado crescimento económico dos países desenvolvidos dependem do acesso contínuo e fiável à energia limpa e acessível. A diversificação de fontes energéticas tem sido essencial para garantir a segurança energética, reforçando a produção e a competitividade ao nível industrial. O desenvolvimento requer a garantia da sustentabilidade da utilização energética, sendo este um dos seus pontos chave. No caso do fabrico, a melhoria da sustentabilidade dos processos de maquinação depende da eliminação de resíduos perigosos, aumentando a sua eficiência energética através, por exemplo, da lubrificação eficiente das interfaces ferramentas/peças de trabalho.

No caso do transporte, aproximadamente 30% do combustível é utilizado para ultrapassar a fricção, no motor e na transmissão, o que demonstra a necessidade de melhorar a eficiência do motor. Melhores abordagens para a gestão do atrito e do desgaste podem levar a enormes poupanças de energia e benefícios para a produtividade industrial, bem como reduções drásticas nas emissões de gases com efeito de estufa.

Solução / Objetivo Principal

A solução proposta passa pela realização de novos estudos sobre as interações dos corpos deslizantes na presença de um lubrificante, nos sistemas tribológicos fundamentais. Entre os materiais mais promissores em tribologia, os revestimentos de carbono tipo diamante (Diamond-like carbon, DLC) e os líquidos iónicos (ILs) foram, respetivamente, avaliados como soluções de engenharia de superfícies resistentes ao desgaste e aditivos lubrificantes redutores de atrito (para formulações de óleo de motor ou fluidos de maquinagem). Apesar da relevância dos estudos que destacaram os benefícios da utilização independente de DLCs para diminuir o desgaste ou ILs para reduzir o atrito, a utilização combinada de revestimentos de DLC e ILs em sistemas tribológicos ainda está por explorar. Como os filmes finos de DLCs com estrutura e composição diferentes podem ser obtidas em função da técnica e condições de deposição e dado o número de ILs disponíveis, a identificação das origens das interações entre as superfícies de ILs e DLCs sob carga mecânica que levam a uma redução do atrito e/ou desgaste, constitui um passo crítico para estabelecer os conhecimentos necessários à conceção racional de sistemas tribológicos que dependem da utilização de DLCs e ILs para um melhor desempenho tribológico.

O objetivo principal do projeto LubEnergy é:
a) avaliar a resposta ao atrito e ao desgaste de uma classe de revestimentos avançados, nomeadamente, os DLC dopados, lubrificados com uma classe de lubrificates verdes e energeticamente eficientes, nomeadamente, os ILs;

b) compreender as interações entre os ILs, que controlam o desempenho da lubrificação, com os diferentes DLC.

Objetivos, Atividades e Resultados esperados / atingidos

Objetivos Esperados:
• Obter os conhecimentos necessários para adaptar as interfaces deslizantes para reduzir as perdas por atrito e aumentar a vida útil dos componentes através da diminuição do desgaste mecânico;

• Conseguir um desempenho lubrificante superior combinando uma classe avançada de revestimentos resistentes ao desgaste, os DLC dopados, e uma nova classe de lubrificantes verdes (líquidos iónicos, ILs);

Resultados Esperados:
• Realizar um estudo integrado da conceção, das propriedades e do comportamento funcional dos materiais (revestimentos dopadas na presença de um novo tipo de lubrificante);

• Compreender o comportamento funcional fundamental para evidenciar a importância das propriedades específicas dos materiais, e subsequentemente moldar a estrutura e composição necessárias dos DLCs e ILs.