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XIII SIMPEP - Bauru, SP, Brasil, 06 a 08 de novembro de 2006.
Crescimento de microrganismos nos fluidos de corte
Danielle Polito (FC - UNESP) [email protected]
Ellen Cristina Mella (FC - UNESP) [email protected]
Rodolfo Thomé (FC - UNESP) [email protected]
Eduardo Carlos Bianchi (FEB -UNESP) [email protected]
Paulo Roberto de Aguiar (FEB-UNESP) [email protected]
Resumo: Os fluidos de corte são usados nas indústrias proporcionando melhores
resultados nos procedimentos de usinagem. São relevantes as suspeitas de que os fluidos podem
ter papel importante na transmissão de várias doenças devido à presença de microrganismos
nesses fluidos. Atualmente existem várias maneiras para se realizar o controle de crescimento
desses microorganismos e a aplicação é definida em função das características de cada
ambiente. Esta revisão tem por objetivo mostrar alguns dados sobre os tratamentos encontrados
na literatura especializada.
Palavras-chave: fluido de corte, microrganismos, usinagem
1. Introdução
O fluido de corte é utilizado nas indústrias nos processos que envolvem trabalhos de
retificação e usinagem. Suas principais características são a redução do atrito, melhoria do
acabamento das peças e o prolongamento da vida útil das ferramentas.
Pode-se classificar os fluidos de corte em quatro tipos: o óleo integral, o solúvel, o semisintético e o sintético. Nos óleos em uso pode-se ainda acrescentar aditivos, entre eles antiespumantes e anti-corrosivos, além de substâncias para controlar a proliferação microbiana. Estas
substâncias são denominadas biocidas.
Em função de sua natureza química, os fluidos são facilmente atacados por
microrganismos contaminantes, sobretudo fungos e bactérias. Quando isso ocorre a eficiência do
fluido fica comprometida. Entre os fatores que podem influenciar no crescimento de
microorganismos estão: o processo de obtenção energética do organismo presente, os nutrientes
presentes no fluido de corte, as características ambientais e o pH.
Para controlar essas contaminações são usados fluidos biorresistentes, compostos biocidas
e alguns tratamentos físicos. Alguns dos métodos que estão sendo estudados e desenvolvidos em
nossos laboratórios e incluem a exposição do óleo a várias situações de controle microbiano.
É importante ressaltar a necessidade de se combater a proliferação de fungos e bactérias
em fluidos de corte em razão das doenças, tanto respiratórias como cutâneas, que são
desenvolvidas nos operadores das máquinas de usinagem. Devido às dificuldades encontradas em
solucionar o problema do crescimento de organismos, esta revisão pretende levantar os dados
publicados envolvendo o assunto para que se tenha alguma base de orientação sobre a utilização
dos fluidos de corte.
2. Problemas encontrados nos fluidos de corte relacionados à sua composição
O fluido de corte é comumente usado na manufatura de peças industriais para auxiliar os
trabalhos de afinar, amolar e triturar componentes de metal (VEILLETTE, 2004). O
desenvolvimento das máquinas e ferramentas de corte e as crescentes necessidades de materiais a
serem usinados multiplicou a gama de necessidades operacionais exigidas de um fluido de corte.
A redução do atrito na interface ferramenta-peça-cavaco; a proteção contra a corrosão e reduções
da temperatura da ferramenta, da peça e da máquina-ferramenta, bem como o aumento da vida da
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ferramenta são evidenciados por STEMMER, 1993 e FERRARESI, 1970. Para cada uma dessas
atividades existem fluidos que proporcionam melhor resultado, e que, em vista disso foram
separados em categorias dependendo de sua composição e capacidades lubrificante e refrigerante.
Essas categorias são:
-óleos integrais: são os óleos de petróleo refinados (por isso possuem alta lubrificação e
baixa solubilidade em água) ou de origem animal, marinha, vegetal ou sintética usados em
conjunto ou não com aditivos.
-emulsões: são combinações dos óleos e dos emulsificantes à base de lubrificante que
podem incluir aditivos e biocidas. Os óleos solúveis são diluídos em água em concentrações
variadas.
-óleos semi-sintéticos: são emulsões dos óleos minerais com água e os elementos
químicos encontrados no sintético.
-óleos sintéticos: são aqueles que não contêm nenhum óleo de petróleo e podem ser
solúveis ou difundidos em água. O concentrado sintético é diluído na proporção de 10 a 40
porções da água.
Esses fluidos geralmente contêm variedades de aditivos, incluindo emulsificantes,
biocidas, agentes antiespumantes e inibidores de corrosão (VAILLETTE, 2004). Esses
complementos são utilizados, principalmente, para conter o ataque microbiano. Contaminações
em fluidos de corte podem ser definidas como quaisquer alterações que afetem sua utilidade,
sendo bactérias e fungos as mais comuns. Nos sistemas refrigerados os fungos podem aparecer
como uma “única célula” ou como um filamento. Já as bactérias reduzem a qualidade e a eficácia
do fluido. Uma das causas de contaminação é a água usada para diluir o óleo.
Segundo PASSMAN (1988), existem quatro fatores que influenciam no controle da vida
microbiana nos fluidos de corte, sendo eles:
1 – Origem da energia: pela luz (fotossintéticos) ou pela quebra de moléculas orgânicas
(oxigênio, sulfato). As bactérias aeróbias requerem oxigênio para o metabolismo. Já as bactérias
anaeróbias usam sulfato, nitrato ou moléculas orgânicas como aceptores finais de elétrons
(fumarato, por exemplo) e as anaeróbias facultativas podem crescer na presença ou não de
oxigênio.
2 – Nutrientes: componentes orgânicos e sais minerais. A taxa de crescimento bacteriano
aumenta com o aumento da temperatura até certo ponto. A pasteurização inativa a maioria dos
patógenos comuns, mas outros métodos são necessários para matar os contaminantes dos fluidos
de corte.
3 e 4 – Meio ambiente e pH: as bactérias encontradas nos fluidos de corte crescem,
preferencialmente, em pH de 9,2 – 9,5.
Os microrganismos são encontrados nos fluidos de corte devido aos nutrientes orgânicos e
inorgânicos que os compõem, como o óleo mineral, ésteres sintéticos e aminas exemplificando os
nutrientes orgânicos e cloro, cálcio, sódio, manganês, magnésio, ferro, sulfato, cloreto e fosfato,
os inorgânicos. Esses nutrientes fornecem um ótimo ambiente para seu desenvolvimento.
As primeiras evidências de contaminação por microrganismos nos fluidos de corte podem
ser as mudanças no odor; decréscimo no pH; diminuição da vida útil da ferramenta; aumento na
taxa de rejeição das peças; corrosão; incidência de dermatites e irritação cutânea; além de
mudanças na estabilidade da emulsão.
Os fluidos de corte não apresentam sempre os mesmos constituintes e apresentam
diferentes tipos de microrganismos (PASSMAN, 2002), como os que se seguem: Pseudomonas
aeruginosa, Proteus mirabilis, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Klebisiella pneumoniae,
Desulfovibrio spp. Essas bactérias podem transmitir algumas doenças aos trabalhadores, sendo as
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mais comuns as doenças respiratórias provocadas pelo contato com a solução, irritações na pele e
câncer (Guia dos trabalhadores, 1999).
3. Principais métodos de controle microbiológico
3.1 Fluidos biorresistentes
Uma forma de combater o crescimento de microrganismos é o uso de fluidos mais
resistentes à degradação por bactérias ou outros microrganismos. Esses fluidos geralmente
possuem reduzidas porcentagens de água e altas concentrações de agentes bactericidas e
fungicidas.
ROSSMOORE (1993) propôs uma prática generalizada de utilizar fluidos que trabalhem
com pH maior que 8,5, minimizando a concentração de nutrientes, tais como fosfato e os
inibidores de corrosão que servem de alimento aos microrganismos, além de manter as reservas
suficientes de substâncias emulsificantes para evitar a degradação prematura da emulsão durante
o seu aproveitamento (1997).
3.2 Utilização de biocidas
O modo tradicional de controle do crescimento de microrganismos é a aplicação de
biocidas. Entretanto, é importante que sejam controlados os efeitos colaterais causados por estes
produtos à saúde e ao meio ambiente. O gerenciamento dos fluidos de corte deve possuir
procedimentos que evitem danos à saúde do operador e o comprometimento do funcionamento
das máquinas-ferramentas.
O operador pode apresentar reações alérgicas na pele ou doenças dermatológicas devido
ao contato das partes expostas de seu corpo com o fluido de corte (HILL, 1976). Além disso, a
aspiração de neblinas pode levar ao desenvolvimento de vários tipos de câncer e doenças
respiratórias.
A proliferação de certos fungos resistentes aos biocidas pode interromper a circulação dos
fluidos de corte. O problema ocorre devido à perda de compostos através dos cavacos ou ao
sistema de filtragem que reduz a porcentagem de biocidas (ROSSMOORE, 1993).
3.3 Tratamentos físicos
Alguns métodos têm sido investigados, tais como o uso de biocidas alternativos. A
radiação de Cobalto 60 e a aplicação de Ozônio foram testadas, mas não encontraram uma grande
aceitação nas indústrias por causarem riscos à saúde e pelos altos custos de inalação (HOWES,
1992).
A pasteurização também é usada como método de tratamento da contaminação. Unidades
contínuas de pasteurização são projetadas para funcionarem com fluidos aquosos de alta
resistência termostática (GARRET, 1997).
Os dois exemplos acima citados são utilizados para o controle do crescimento
microbiano, mas atualmente, outros métodos estão em estudo para encontrar um método com
maior eficácia no combate a essa proliferação.
4. Discussão
A contaminação do fluido é um dos problemas que acomete a indústria, por isso, várias
pesquisas têm sido feitas com a finalidade de encontrar novos métodos de controle do
crescimento microbiano buscando substituir o procedimento tradicional, que é o uso de biocidas.
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O tratamento com biocidas causa uma falsa segurança, pois inibe o crescimento de
algumas bactérias e proporciona uma seleção de espécies resistentes; além disso, alguns dos seus
compostos são irritantes aos operários (Guia dos trabalhadores, 1999).
Os óleos não estão livres da contaminação de microrganismos, como fungos e bactérias,
já que a sua composição química e temperaturas favoráveis, entre outras razões, permitem o
crescimento destes por proporcionarem um ambiente ideal ao seu desenvolvimento. Os
equipamentos, cujos fluidos estão contaminados, apresentam uma maior chance de antecipar um
processo corrosivo devido às reações dos microrganismos que ocorrem no meio ao qual estão
inseridas e pela liberação de seus metabólitos. Durante a usinagem, esses metabólitos e
endotoxinas, proteínas presentes nas paredes celulares das bactérias, são liberadas nos aerossóis.
A exposição a nevoa formada quando a máquina está em funcionamento causa sérias
doenças aos trabalhadores que após inalarem essas endotoxinas reagem alergicamente,
originando enfermidades como hipersensibilidade, câncer e sintomas respiratórios semelhantes à
asma. O contato com o fluido ocasiona irritações cutâneas, como dermatites, micoses e aumento
da mortalidade de alguns cânceres.
Apesar de todos os estudos envolvendo o controle microbiológico, ainda não foi
encontrada uma técnica perfeita; por isso, são necessárias mais pesquisas relacionadas ao assunto.
5. Conclusão
O fluido de corte é utilizado diariamente em várias indústrias de usinagem. Sabendo que
esses lubrificantes são compostos de nutrientes propícios ao desenvolvimento de
microrganismos, são necessárias providências para que ocorra um controle do crescimento destes.
Neste trabalho de revisão bibliográfica, alguns dos vários métodos de tratamento nos
fluidos de corte foram mostrados, para que possibilitem uma maior vida útil às máquinasferramentas (impedindo a corrosão) e também um maior tempo de uso dos óleos, proporcionando
uma maior economia para as indústrias.
Além dos motivos supracitados, outro problema que necessita de solução é o fato de que
esses microorganismos encontrados nos fluidos de corte podem causar tanto doenças respiratórias
como cutâneas nos trabalhadores.
Com isso, é importante que sejam desenvolvidos novos métodos de controle
microbiológico, e que estes sejam eficazes e viáveis economicamente.
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