CUIDADO: a AutoZone quer quebrar o motor do seu carro!

Essa história aconteceu com AUTO&TÉCNICA. Fomos à unidade de Poços de Caldas (MG) da rede de lojas AutoZone comprar quatro litros de óleo lubrificante. O vendedor perguntou para qual carro. Respondemos: “Versailles Royale Ghia 2.0 1993”. E ele perguntou: “Qual é a marca do carro?” Por aí já vimos que a conversa seria complicada desse ponto em diante.

Em seguida, o vendedor informou que havia uma promoção na loja (que é costumeira há anos), onde a compra de quatro litros de óleo é acompanhada do filtro de óleo, como se fosse um brinde. Mesmo sendo um componente barato, aceitamos a “promoção”, escolhemos a marca do óleo (Petronas) e o vendedor sumiu dentro da loja. Voltou com os quatro litros de óleo e um filtro. Pelo tamanho da caixa, vimos que não era o correto do motor do carro. Se perguntou marca, modelo, ano e versão do carro, imaginamos que seria para fornecer o filtro de óleo especificado. Engano.

Pedimos que trouxesse o filtro na especificação indicada para o motor AP 2.0, e aí começa a conversa surreal: “O filtro da promoção é genérico”. Retrucamos: “Como assim genérico? Não existe filtro de óleo genérico, caso contrário só fabricariam um modelo”. A resposta: “É genérico sim, universal, serve em qualquer carro”. Dissemos que não. Ele contra-atacou: “Claro que serve”. Tentei explicar e ele alegou não entender nada de carros e mecânica.

Pedi para chamar o gerente, e alguém que se identificou como tal se saiu com essa: “É universal sim, serve em qualquer rosca”. Dissemos que não, não serviria no nosso carro, pois também a rosca era diferente (espefificação Wega WO370). Ele insistiu e se mostrou irredutível, típico de quem tem o roteiro decorado, tipo balconista do McDonald’s. O anúncio da tal oferta, veiculado no folheto da própria loja fala em “filtro de óleo multi”, o que não existe no catalogo do fabricante. O que foi entrega foi um filtro Wega WUNI 002, especificado para Gol 1.0 e Fox 1.0, Crossfox 1.6 e Golf 2.0.

por Ricardo Caruso

Perguntamos se a loja então se responsabilizaria por qualquer problema que acontecesse com o motor do nosso carro em decorrência do que ele propunha, e a resposta foi: “O filtro é universal”… de novo! Além da desinformação e desconhecimento por parte dos funcionários, há ainda a situação de propaganda enganosa, pois eles incluem na tal oferta um produto que não atende o cliente, e simaos interesses da loja; não se responsabilizam por danos ao motor; não conseguem travar um diálogo minimamente técnico (estamos falando de uma rede de lojas de autopeças internacional, criada nos Estados Unidos em 1979) e mentem ao afirmar que a peça é universal.

Resultado: saímos de lá com quatro litros de óleo, um filtro de óleo inútil (o incorreto) e pagamos pelo segundo filtro (o correto), que realmente é especificado para o motor de nosso carro. Ainda falamos que não queriamos o tal filtro de óleo “universal” e que eles deveriam debitar o preço dele do total da conta, o que foi recusado. Na verdade, estão praticando venda casada e se livrando de um estoque de produto -no caso esse filtro de óelo- sem saída, o que não é permitido por lei.

Vamos então tratar do assunto. O filtro de óleo é um componente prqueno e barato, mas de importância vital no projeto de um motor. Eficiência de filtragem, capacidade de retenção de impurezas, resistência à pressão, vazão e durabilidade são alguns dos parâmetros que precisam ser equilibrados no desenvolvimento de um filtro de óleo. Muito mais do que reter partículas, ele deve garantir que o lubrificante chegue aos componentes internos do motor nas condições adequadas, mesmo nas situações mais severas de funcionamento.

À primeira vista, o filtro de óleo parece um componente relativamente simples. Um invólucro metálico ou plástico, um elemento filtrante interno, algumas válvulas e juntas de vedação. Entretanto, por trás dessa construção aparentemente descomplicada existe um trabalho considerável de engenharia, que envolve conhecimentos de mecânica dos fluidos, materiais, química, resistência estrutural e tribologia, que é a ciência e a tecnologia que estudam a interação entre superfícies em movimento relativo, englobando três pilares principais: o atrito, o desgaste e a lubrificação.

O filtro de óleo desempenha uma função essencial na preservação do motor: retirar do lubrificante partículas contaminantes produzidas pelo próprio funcionamento mecânico ou introduzidas pelo ambiente. Entre elas estão resíduos metálicos provenientes do desgaste, partículas de carbono, poeira, resíduos de combustão e outros materiais insolúveis.

Sem uma filtragem adequada, esses contaminantes circulam continuamente pelo sistema de lubrificação, podendo provocar desgaste prematuro de mancais, bronzinas, anéis, comando de válvulas, turbocompressor e demais componentes submetidos ao atrito, e até mesmo entupimentos.

Mas projetar um filtro eficiente não significa simplesmente escolher um material capaz de reter partículas cada vez menores. Existe uma condição fundamental: o componente precisa filtrar o óleo sem prejudicar sua circulação. É justamente nesse equilíbrio que está a complexidade do projeto.

O primeiro passo: conhecer o motor

O desenvolvimento de um filtro de óleo começa muito antes da escolha do elemento filtrante. Os engenheiros precisam conhecer profundamente o motor no qual ele será instalado. Cada motor apresenta características próprias de funcionamento, que determinam as necessidades do sistema de filtragem.

Entre os principais parâmetros considerados estão:

• Vazão máxima de óleo fornecida pela bomba.
• Pressão de trabalho do sistema de lubrificação.
• Viscosidade do lubrificante utilizado.
• Temperaturas mínimas e máximas de funcionamento.
• Volume total de óleo do motor.
• Regime de rotação e carga.
• Intervalos previstos para substituição do lubrificante.
• Tipo de combustível e características do processo de combustão.
• Condições ambientais e severidade de utilização.

Um motor turboalimentado, por exemplo, pode apresentar exigências particulares em função da lubrificação dos mancais do turbocompressor, que trabalha em rotações extremamente elevadas e sob temperaturas intensas. Motores diesel também possuem características específicas, especialmente pela maior presença potencial de fuligem e outros contaminantes no lubrificante.

Já motores modernos de baixa cilindrada, com elevada potência específica, podem exigir atenção especial à estabilidade térmica do óleo e à manutenção da pressão de lubrificação em diferentes condições de funcionamento.

Portanto, não existe um filtro de óleo universal ou genérico simplesmente porque dois motores apresentam cilindrada semelhante. O dimensionamento precisa considerar as características efetivas de cada sistema.

Elemento filtrante: o coração do conjunto

O elemento filtrante é o principal responsável pela retenção das impurezas. Tradicionalmente, utiliza-se papel especial de celulose, tratado com resinas para melhorar sua resistência mecânica, térmica e química. Entretanto, os avanços tecnológicos ampliaram as possibilidades de construção, incorporando fibras sintéticas, fibras de vidro e materiais compostos.

A escolha depende de uma série de fatores.

Celulose: apresenta boa capacidade de retenção de contaminantes e custo competitivo. É bastante utilizada em filtros convencionais, embora suas características dependam da composição, da impregnação e do processo de fabricação.

Fibras sintéticas: permitem maior controle sobre a estrutura dos poros e podem oferecer boa eficiência de filtragem, estabilidade dimensional e resistência à temperatura.

Materiais híbridos: combinam diferentes tipos de fibras, buscando aproveitar as vantagens de cada material. Uma camada pode ser responsável pela retenção de partículas maiores, enquanto outra trabalha com contaminantes menores.

A estrutura do meio filtrante é determinante para o desempenho. Os engenheiros precisam estabelecer o diâmetro e a distribuição das fibras, a porosidade, a espessura, a permeabilidade e a resistência mecânica do material.

Um meio muito fechado pode reter partículas pequenas com eficiência, mas também oferecer resistência excessiva à passagem do óleo. Por outro lado, um material muito permeável facilita a circulação do lubrificante, mas pode permitir a passagem de contaminantes que deveriam ser retidos. O desafio consiste em encontrar a combinação adequada.

A importância da área filtrante

Uma das soluções utilizadas para aumentar a capacidade de retenção sem ampliar excessivamente as dimensões externas do filtro é dobrar o material em formato sanfonado. Essas dobras, conhecidas como pregas, multiplicam a área de contato entre o óleo e o meio filtrante.

A quantidade, a profundidade, a largura e o espaçamento das pregas são calculados para proporcionar uma área de filtragem suficiente dentro do espaço disponível. Entretanto, simplesmente aumentar o número de dobras não garante um resultado melhor.

Se forem muito próximas, podem dificultar a passagem do óleo, especialmente quando o filtro começa a acumular contaminantes. Também podem ocorrer deformações, fechamento dos canais de passagem e distribuição irregular do fluxo.

Por isso, o projeto precisa considerar a estabilidade geométrica das pregas durante toda a vida útil do componente. A colagem das extremidades também merece atenção. Uma vedação inadequada permite que o óleo encontre caminhos alternativos, passando sem atravessar corretamente o material filtrante.

Nesse caso, mesmo um elemento com excelente capacidade de retenção pode apresentar desempenho insuficiente.

Eficiência de filtragem: qual tamanho de partícula deve ser retido?

Outro aspecto fundamental é estabelecer o tamanho das partículas que o filtro deverá reter. Essa característica está diretamente relacionada às folgas existentes entre os componentes internos do motor e aos mecanismos de desgaste que os engenheiros pretendem controlar.

Partículas relativamente grandes podem provocar danos mecânicos evidentes, mas contaminantes muito menores também são prejudiciais, principalmente quando circulam continuamente entre superfícies submetidas a cargas elevadas.

A eficiência de filtragem costuma ser expressa por meio da chamada razão Beta, ou Beta Ratio. Esse parâmetro estabelece uma relação entre a quantidade de partículas de determinado tamanho existente antes e depois do filtro.

Por exemplo: uma razão Beta de 100 significa que, para determinada faixa de tamanho de partículas, entram 100 partículas no filtro e apenas uma consegue atravessá-lo. Isso representa uma eficiência de 99%.

Alguns exemplos:

Razão Beta	Eficiência de retenção
Beta 2	50%
Beta 10	90%
Beta 20	95%
Beta 100	99%
Beta 200	99,5%
Beta 1.000	99,9%

É importante observar que a eficiência precisa ser associada ao tamanho da partícula analisada. Um filtro pode apresentar eficiência de 99% para partículas de determinada dimensão e desempenho diferente para partículas menores.

Portanto, dizer simplesmente que um filtro possui eficiência de 99% não é suficiente para caracterizar sua qualidade. É necessário conhecer também a dimensão das partículas utilizadas na avaliação.

Vazão e perda de carga: filtrar sem prejudicar a lubrificação

Este é um dos pontos mais delicados do desenvolvimento. O filtro precisa permitir a passagem de todo o volume de óleo necessário ao motor, sem produzir uma queda de pressão excessiva. Essa resistência à passagem do lubrificante é conhecida como perda de carga ou diferencial de pressão.

Ela depende de diversos fatores:

• Viscosidade do óleo.
• Temperatura do lubrificante.
• Vazão exigida pela bomba.
• Área efetiva do elemento filtrante.
• Porosidade do material.
• Quantidade de contaminantes acumulados.

O problema fica particularmente evidente durante a partida a frio. Nessa situação, o óleo apresenta viscosidade elevada e encontra maior resistência para atravessar o elemento filtrante. Se o dimensionamento não for adequado, o diferencial de pressão pode aumentar consideravelmente.

O mesmo acontece progressivamente durante a utilização, à medida que o material acumula partículas. Por isso, os engenheiros precisam estabelecer uma relação adequada entre eficiência de filtragem, capacidade de retenção e resistência à passagem do lubrificante. Essas três características são frequentemente tratadas como os principais compromissos de engenharia de um sistema de filtração.

Válvula de alívio (bypass): proteção indispensável

Um filtro de óleo precisa continuar permitindo a lubrificação do motor mesmo quando o elemento filtrante apresenta resistência excessiva à passagem do óleo. Para isso, muitos filtros incorporam uma válvula de derivação, conhecida internacionalmente como bypass.

Sua função é permitir que o lubrificante contorne o elemento filtrante quando o diferencial de pressão atinge determinado valor. Imagine uma situação de partida em uma manhã muito fria. O óleo está bastante viscoso e encontra dificuldade para atravessar o meio filtrante.

Se a pressão diferencial ultrapassar o limite estabelecido no projeto, a válvula abre e permite a passagem do lubrificante diretamente para a saída do filtro. O mesmo pode acontecer quando o elemento está saturado por contaminantes.

Nesse momento, o óleo que chega ao motor pode não estar completamente filtrado. Entretanto, a prioridade passa a ser preservar a circulação do lubrificante. É uma decisão de engenharia bastante importante: entre permitir temporariamente a passagem de óleo sem filtragem completa e interromper a alimentação dos componentes internos, a primeira alternativa é geralmente menos prejudicial.

A pressão de abertura da válvula precisa ser cuidadosamente calculada. Se abrir muito cedo, permitirá a circulação de óleo sem filtragem em situações nas quais o elemento ainda poderia trabalhar normalmente. Se abrir tarde demais, poderá comprometer a alimentação de óleo e aumentar os esforços sobre o elemento filtrante.

O projeto também precisa considerar a estabilidade da válvula, sua capacidade de vazão e o comportamento durante os ciclos de abertura e fechamento.

Válvula anti-retorno: óleo disponível na próxima partida

Outro componente importante é a válvula anti-retorno, também conhecida como anti-esvaziamento. Sua função é impedir que o óleo armazenado no interior do filtro retorne ao cárter quando o motor é desligado.

Geralmente fabricada em borracha sintética, essa válvula fecha as passagens de entrada quando cessa a pressão produzida pela bomba. Dessa maneira, o filtro permanece preenchido com lubrificante durante o período em que o motor está desligado.

Na partida seguinte, o sistema encontra o óleo disponível mais rapidamente, reduzindo o tempo necessário para restabelecer a circulação. Essa característica é especialmente importante em motores nos quais a posição de instalação do filtro favorece o esvaziamento por gravidade.

A qualidade do material utilizado é fundamental. Ele precisa conservar elasticidade e capacidade de vedação mesmo depois de milhares de ciclos térmicos. Também deve resistir ao contato prolongado com diferentes formulações de lubrificantes.

Em determinadas aplicações, existe ainda uma válvula anti-esvaziamento na saída do filtro, cuja função é evitar o retorno do óleo pelo circuito de saída.

Estrutura externa: resistência à pressão e à temperatura

Nos filtros convencionais do tipo rosqueável, conhecidos como spin-on, a carcaça externa precisa suportar as pressões internas e as variações térmicas do motor. Embora pareça uma simples lata metálica, seu desenvolvimento exige cálculos estruturais.

A espessura da chapa, o formato da carcaça, os processos de estampagem, as regiões de soldagem e as junções precisam ser dimensionados para resistir às solicitações durante toda a vida útil.

Também é necessário considerar vibrações, pulsos de pressão e possíveis situações de sobrecarga.

A estrutura interna merece cuidados semelhantes. Um tubo central perfurado sustenta o elemento filtrante e permite que o óleo já filtrado siga em direção à saída.

Esse tubo precisa apresentar resistência suficiente para impedir o colapso do conjunto quando existe uma diferença elevada de pressão entre os lados externo e interno do elemento. A geometria dos furos e a distribuição das aberturas também influenciam a resistência estrutural e a circulação do lubrificante.

Uma estrutura inadequada pode deformar, provocar danos ao material filtrante ou comprometer a passagem do óleo.

Vedação: um detalhe que pode comprometer todo o sistema

A vedação é outro aspecto decisivo. O filtro precisa impedir vazamentos externos e, principalmente, evitar que o óleo contorne o elemento filtrante por caminhos internos inadequados. Nos filtros rosqueáveis, a junta de vedação localizada na base precisa apresentar dimensões e características de compressão compatíveis com a superfície de montagem do motor.

O material deve resistir ao óleo, à temperatura e ao envelhecimento. Além disso, a força de aperto precisa ser suficiente para garantir a estanqueidade sem provocar deformações ou danos à junta ou à estrutura.

Nos filtros de elemento substituível, utilizados em alguns motores modernos, a atenção se concentra também nos anéis de vedação do alojamento e nas interfaces entre o cartucho e a tampa.

Um pequeno erro dimensional pode resultar em vazamentos ou permitir que o óleo não filtrado alcance diretamente o circuito de lubrificação.

Capacidade de retenção de contaminantes e vida útil

Um filtro não pode ser avaliado somente pela sua capacidade de reter partículas novas. Ele também precisa armazenar uma quantidade suficiente de contaminantes durante todo o intervalo previsto para a troca. Essa característica é conhecida como capacidade de retenção de sujeira, ou dirt-holding capacity.

Durante o funcionamento do motor, o material filtrante acumula progressivamente resíduos. Com isso, a resistência à passagem do óleo aumenta. O projeto precisa prever uma capacidade adequada para que o filtro mantenha seu desempenho até o momento programado para a substituição. O ideal é trocar o filtro junto com cada troca de óleo; no Brasil o costume é trocar o filtro apenas a cada três trocas de óleo, o que é um risco.

Essa exigência se tornou ainda mais importante com a ampliação dos intervalos de troca de óleo em determinados motores. Um filtro desenvolvido para trabalhar durante 10.000 ou 20.000 quilômetros, por exemplo, precisa apresentar capacidade de retenção, estabilidade estrutural e resistência química compatíveis com esse período.

Não basta simplesmente aumentar a área filtrante. É necessário garantir que o material mantenha suas características mesmo depois de permanecer em contato prolongado com o lubrificante aquecido.

A qualidade do óleo também interfere nesse processo. Formulações modernas apresentam aditivos específicos, que podem influenciar o comportamento dos contaminantes e a interação com os materiais utilizados na fabricação do filtro.

Filtros convencionais e cartuchos substituíveis

Existem duas arquiteturas bastante utilizadas na indústria automotiva.

Filtro rosqueável (spin-on): É o modelo tradicional, no qual o elemento filtrante, as válvulas e a carcaça formam um conjunto único. Na substituição, todo o componente é descartado. Sua principal vantagem é a praticidade de montagem e manutenção. Como o conjunto é fechado, os fabricantes podem controlar o processo de fabricação e a integração entre seus componentes.

Filtro de elemento substituível (cartridge): Nesse sistema, somente o elemento filtrante é substituído. A carcaça permanece instalada no motor. A solução permite reduzir o emprego de materiais metálicos e pode diminuir a quantidade de resíduos gerados durante a manutenção. É uma arquitetura cada vez mais presente em motores modernos. Entretanto, exige precisão dimensional, vedação adequada e cuidados na montagem. Dependendo do projeto, válvulas de bypass e anti-retorno podem estar instaladas no próprio alojamento, e não no elemento substituível.

A escolha entre as duas soluções depende de fatores como custo, espaço disponível, facilidade de manutenção, requisitos ambientais e estratégia de fabricação da montadora.

Como os filtros são testados?

Depois da definição do projeto, começa uma etapa igualmente importante: a validação experimental. Os fabricantes precisam demonstrar que o filtro atende aos requisitos estabelecidos para determinada aplicação.

Existem procedimentos internacionais específicos para essa avaliação. A série ISO 4548, por exemplo, estabelece métodos de ensaio para filtros de óleo lubrificante de fluxo total destinados a motores de combustão interna. Entre as características avaliadas estão:

Perda de pressão: mede a resistência oferecida pelo filtro à passagem do óleo em diferentes condições de vazão e viscosidade.

Resistência à variação de pressão: verifica a capacidade do conjunto de suportar diferenças elevadas de pressão sem apresentar deformações ou falhas.

Eficiência de filtragem: determina a capacidade de retenção de partículas de diferentes dimensões.

Capacidade de retenção de contaminantes: avalia quanto material o filtro consegue acumular antes de atingir o limite estabelecido para o ensaio.

Funcionamento da válvula bypass: verifica as pressões de abertura e fechamento e a capacidade de permitir a passagem do óleo quando necessário.

Eficiência da válvula anti-retorno: avalia sua capacidade de impedir o esvaziamento do filtro quando o motor está desligado.

Também são realizados ensaios de resistência térmica, vibração, fadiga, estanqueidade e durabilidade. O objetivo é reproduzir, em laboratório, as condições que o componente encontrará durante sua utilização no veículo.

Não se trata apenas de verificar se o filtro funciona bem quando novo, mas de demonstrar que continuará cumprindo sua função depois de milhares de ciclos de funcionamento.

Tendência: filtros mais eficientes e compactos

A evolução dos motores vem impondo novos desafios aos fabricantes de filtros. A redução das dimensões dos motores, o aumento da potência específica, a utilização generalizada de turbocompressores e a busca por maior eficiência energética exigem sistemas de lubrificação cada vez mais bem dimensionados.

Ao mesmo tempo, existe uma tendência de desenvolvimento de materiais filtrantes mais eficientes, com maior capacidade de retenção e menor resistência à passagem do óleo. A utilização de fibras sintéticas e materiais multicamadas permite controlar melhor a distribuição dos poros e a capacidade de armazenamento de contaminantes.

Outra frente de desenvolvimento está relacionada à sustentabilidade. Os cartuchos substituíveis, por exemplo, reduzem a quantidade de materiais descartados a cada manutenção, embora seu impacto ambiental total dependa também dos materiais utilizados e dos processos de fabricação e reciclagem.

Também existe espaço para a utilização de materiais mais leves, processos produtivos automatizados e controle dimensional cada vez mais rigoroso.

CONCLUSÃO: ENGENHARIA QUE FAZ DIFERENÇA

A verdade é que o filtro de óleo é um daqueles componentes que raramente recebem a atenção merecida. Está aí o exemplo da Autozone e sua informação perigosa aos clientes.

Seu custo representa uma pequena parcela do valor de um automóvel (custa entre R$ 20 e 40 reais), mas sua importância para a durabilidade do motor é enorme. Seu desenvolvimento exige um equilíbrio complexo entre eficiência de filtragem, vazão, perda de pressão, resistência mecânica, capacidade de retenção de contaminantes e durabilidade, específicos para cada motor.

Uma característica não pode ser considerada isoladamente. Um filtro capaz de reter partículas extremamente pequenas, mas que ofereça resistência excessiva à circulação do óleo, pode comprometer a lubrificação. Da mesma maneira, um componente que permita grande vazão, mas apresente baixa eficiência de retenção, não protegerá adequadamente o motor. O bom projeto é aquele que consegue conciliar todas essas exigências.

Por trás de um componente aparentemente simples existe, portanto, uma considerável quantidade de engenharia. E é justamente essa engenharia que ajuda a garantir que o óleo responsável pela lubrificação do motor permaneça em condições adequadas de circulação durante milhares de quilômetros.

---

Os principais parâmetros do projeto

Parâmetro	O que determina
Eficiência de filtragem	Percentual de partículas retidas
Micragem	Dimensão das partículas consideradas na avaliação
Capacidade de retenção	Quantidade de contaminantes armazenada
Vazão	Volume de óleo que atravessa o filtro
Perda de carga	Resistência à passagem do lubrificante
Pressão de bypass	Diferencial de pressão que provoca a abertura da válvula
Resistência estrutural	Capacidade de suportar pressão e deformações
Estabilidade térmica	Resistência às temperaturas de funcionamento
Vedação	Impedimento de vazamentos externos e internos
Durabilidade	Capacidade de manter o desempenho durante o intervalo de utilização

Observação: a pressão de abertura do bypass, a eficiência de filtragem e a capacidade de retenção não possuem valores universais, ao contrário do que prega a Autozone. São características determinadas de acordo com o projeto do motor e os requisitos estabelecidos pela montadora.

Voltando ao caso da AutoZone, não faz sentidovocê comprar uma troca de óleo (a troca é feita em oficinas indicadas por eles, sem custo) e levar para casa um filtro de óleo genérico, que pode trazer sério risco para o motor. Como vimos, é um componente importante e sério demais para ser considerado genérico. Conhecemos a empresa dos Estados Unidos e por lá eles não correriam esse risco.