Fluidos Resistentes ao Fogo Aplicados em Sistemas Hidráulicos na Indústria Siderúrgica: Uma Revisão Bibliográfica

 Introdução

A indústria siderúrgica é caracterizada por ambientes extremamente severos, nos quais altas temperaturas, atmosferas inflamáveis, grande geração de calor e elevada demanda de confiabilidade nos equipamentos estão presentes diariamente. Entre os inúmeros sistemas vitais para o funcionamento das plantas, os sistemas hidráulicos ocupam papel central, acionando prensas, cilindros de manuseio, transportadores e válvulas críticas de processo.

Entretanto, a utilização de fluidos hidráulicos convencionais à base de óleo mineral em tais ambientes representa um risco significativo: em caso de vazamento ou ruptura de mangueiras próximas a fontes de calor, há potencial elevado de incêndios de grandes proporções, colocando em risco a segurança dos operadores, a integridade dos equipamentos e a continuidade da produção.

Diante desse cenário, surge a problemática central: como garantir desempenho hidráulico confiável e, ao mesmo tempo, reduzir o risco de incêndios em plantas siderúrgicas?

O objetivo deste artigo é apresentar uma análise técnica sobre o uso de fluidos hidráulicos resistentes ao fogo, destacando suas tipologias, vantagens, limitações e aplicabilidade na siderurgia, com ênfase especial nos grupos HFC e HFDU, que se destacam como os mais adequados ao setor.

Essa revisão foi conduzida com foco em documentos normativos e técnico-industriais de alta relevância para FRHF. As principais fontes foram: o artigo técnico de Simpson & Bucci (Flow Control, 2016) que investiga compatibilidade de HFC com materiais de vedação comuns; o white paper setorial da Shell (2021) com diretrizes de seleção, normas e estudos de caso para o setor de metais; as normas ISO 6743-4 e ISO 12922 sobre classificação e especificações de FRHF; a prática recomendada NFPA/T2.13.1; e métodos de ensaio de resistência ao fogo (ISO 15029-1/2, ISO 20823, ISO 14935, ASTM D92/D93, FM 6930).

Fundamentação Teórica

2.1 Importância estratégica dos fluidos hidráulicos

Os fluidos hidráulicos desempenham papéis múltiplos, sendo: transmissão de potência, lubrificação, dissipação de calor, proteção anticorrosiva, compatibilidade com vedações e limpeza interna.

Em revisão de literatura técnica , nota-se que cerca de 80% das falhas em sistemas hidráulicos estão relacionadas direta ou indiretamente à qualidade ou inadequação do fluido empregado. No caso da indústria siderurgia, este risco se multiplica, visto que grande parte das operações ocorre próxima a fornos, convertedores e lingotamento contínuo, onde a presença de óleo mineral inflamável poderia resultar em sinistros de alto impacto.

2.2 Classificação geral dos fluidos hidráulicos

Podemos encontrar vários tipos de fluidos hidráulicos, sendo:

Fluidos à base de óleo mineral;

Fluidos sintéticos;

Emulsões de óleo em água;

Fluidos biodegradáveis;

Fluidos à base de água;

Fluidos de baixa viscosidade e

Fluidos resistentes ao fogo (FRHF).

Os fluidos hidráulicos resistentes ao fogo (FRHF), que é objeto desse estudo, podem ser classificados segundo a ISO 6743-4 e a literatura técnica em:

• HFA: soluções de água com baixo teor de óleo (5-10%). Alta resistência ao fogo, mas baixa lubrificação.

• HFB: emulsões óleo em água (40% de óleo). Boa resistência ao fogo, mas uso limitado atualmente.

• HFC (água-glicol): soluções de água + glicóis + aditivos, com 35–45% de água. Resistência ao fogo elevada, boa estabilidade térmica.

• HFDU (ésteres sintéticos ou polialquileno glicóis não aquosos): excelente resistência ao fogo, alto desempenho lubrificante, ampla faixa de temperatura.

• HFDR: fluidos fosfato-éster. Resistência ao fogo muito alta, mas alto custo e toxicidade limitam sua aplicação.

  
  

Para aplicações na indústria siderúrgica onde os fluidos devem enfrentar condições extremas que envolvem temperaturas ambientais superiores a 60 °C em áreas próximas aos fornos; fontes permanentes de ignição (escória, metais fundidos, tochas e aquecedores); elevadas pressões de operação (até 350 bar em prensas e cilindros); exigência de alta confiabilidade para evitar paradas não programadas, corroboro com a literatura técnica e destaco dois tipos de fluidos FRHF, os fluidos HFC e os fluidos HFDU.

Os fluidos HFC (água-glicol) são amplamente empregados na siderurgia, pois:

• Possuem elevado ponto de fulgor e autoignição;

• São compatíveis com diversos elastômeros e materiais;

• Apresentam boa dissipação de calor devido à presença de água;

• Atendem normas internacionais (ISO 12922, DIN EN 12021).

Como Limitações, temos menor lubricidade em comparação ao óleo mineral e maior potencial de corrosão se não houver aditivos adequados.

Os fluidos HFDU (ésteres sintéticos) se consolidaram como uma das melhores opções para ambientes siderúrgicos de alto risco por apresentarem:

• Excelente resistência ao fogo (não se inflamam facilmente);

• Ótimas propriedades de lubrificação e proteção contra desgaste;

• Maior vida útil em comparação aos HFC;

• Estabilidade química e térmica mesmo em regimes severos;

• Ampla compatibilidade com materiais de vedações.

São limitados quanto ao custo de aquisição, superior ao dos HFC, embora o ciclo de vida compense em plantas críticas.

Uma comparação resumida pode ser observada no quadro 1.

Quadro 1 - Tipos de FRHF e propriedades resumidas

A substituição de fluidos convencionais por resistentes ao fogo não deve ser vista apenas como uma medida de segurança, mas como estratégia de confiabilidade operacional.

Na siderurgia, onde cada hora de parada pode representar milhões em perdas, a escolha correta do fluido é decisiva para:

• Evitar incêndios catastróficos;

• Proteger operadores e ativos;

• Garantir continuidade operacional;

• Atender às normas internacionais de segurança (NFPA, ISO, OSHA).

O argumento central é claro: o custo de não adotar fluidos resistentes ao fogo é infinitamente maior do que o investimento necessário para sua implementação.

Conclusão

Os sistemas hidráulicos na indústria siderúrgica exigem soluções que unam segurança, desempenho e confiabilidade. Dentro do grupo de fluidos resistentes ao fogo, os HFC (água-glicol) e HFDU (ésteres sintéticos) despontam como as opções mais adequadas para aplicações críticas, cada qual com suas vantagens específicas:

• HFC: indicado para áreas com grande risco de ignição e que necessitam de boa troca térmica a custos mais moderados.

• HFDU: recomendado para operações de alto desempenho e criticidade, onde a confiabilidade e a vida útil do fluido compensam o investimento inicial.

Assim, a adoção de fluidos hidráulicos resistentes ao fogo (FRHF) não é apenas uma decisão técnica, mas uma estratégia de gestão industrial inteligente, capaz de proteger vidas, ativos e garantir a sustentabilidade da operação siderúrgica.

Referências

SIMPSON, J.; BUCCI, E. How Water Glycol Fluids Affect Common Seal Materials. Flow Control, Nov. 2016.

SHELL. Fire Resistant Fluids in the Metals Sector: Working Towards Better Performance and Reduced Fire Risk. White paper, 2021.

ISO 6743-4: Lubricants, industrial oils and related products (class L) – Family H (hydraulic systems).

ISO 12922. Specifications for hydraulic fluids in categories HFAE, HFAS, HFB, HFC, HFDR and HFDU.

NFPA/T2.13.1: Recommended practice – Use of fire-resistant fluids in industrial systems.