1. INTRODUÇÃO

Como operações de usinagem entendemos aquelas que conferem à peça a forma, as dimensões e o acabamento superficial, ou ainda uma combinação qualquer desses três itens, produzindo cavaco como rejeito. Definimos o cavaco como a porção de material da peça retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma geométrica irregular (FERRARESI, 1977). O processo de geração do cavaco ocorre por meio do cisalhamento, caracterizado pela ruptura do material sob a aplicação de forças opostas (ferramenta-peça). Esse processo produz uma quantidade de calor devido a dissipação da potência de corte empregada para a ruptura do material.

Nesse contexto os fluídos de corte têm papel significativos para ajudar a resfriar a região entre a ferramenta e a peça permitindo que a usinagem prossiga sem que ocorra falhas catastróficas da ferramenta ou mesmo um acabamento indesejado na peça. Apesar destas funções, deve-se destacar também que o fluido de corte trabalha, muitas vezes, removendo o cavaco da região onde ocorre o corte, fazendo uma limpeza da área e contribuindo para a correta operação do equipamento.

Em 1890, Taylor investigou e mediu o impacto dos fluidos de corte no processo de usinagem de materiais. Ele descobriu que o uso de água para resfriar a ferramenta ajudava a mitigar os efeitos negativos da alta temperatura, permitindo um aumento de 33% na velocidade de corte sem comprometer a durabilidade da ferramenta. Posteriormente, Taylor passou a utilizar uma solução de água e sabão para evitar a ferrugem tanto na peça quanto na ferramenta.

Com o tempo, diversos experimentos foram conduzidos, resultando no surgimento de novos meios refrigerantes, como óleos graxos, óleos minerais, combinações de óleos e aditivos, óleos emulsionáveis e fluidos de corte. No entanto, apesar dos benefícios oferecidos pelos fluidos de corte, sua utilização acarreta sérios problemas ambientais, como a poluição, riscos à saúde dos operadores e contaminação da água e do solo. Nesse contexto, as tendências tecnológicas e de aplicação buscam reduzir ou até eliminar o uso de fluidos de corte nos processos de usinagem. (VACARO, 2009; SOUZA, 2011; LAWAL et al., 2012)

2. DESENVOLVIMENTO

Os fluidos de corte contemplam uma ampla gama de químicos e a sua aplicação pode depender do tipo de processo de usinagem bem como do material que está sendo cortado. Nesse aspecto, os fluidos podem ser divididos em três categorias principais:

· Fluidos à base de óleo mineral: São fluidos derivados do petróleo. Podem ser óleos puros ou misturados com aditivo. Apresentam como vantagens a alta capacidade de lubrificação e redução de atrito, boa eficiência na dissipação do calor, baixo custo quando comparado a outros fluidos, e disponibilidade de mercado. Entretanto, são altamente poluentes e apresentam grade dificuldade no descarte e a manutenção e a limpeza dos equipamentos que usam esse tipo de insumo pode ser mais difícil.

· Fluidos sintéticos ou semissintéticos: São compostos que são quimicamente desenvolvidos para oferecer propriedades específicas de desempenho em processos de usinagem. Os compostos sintéticos são artificiais sem a presença de óleo mineral e geralmente são formulados com ingredientes à base de água. Das suas características, pode-se destacar a alta eficiência de refrigeração, baixa viscosidade, melhor desempenho de lubrificação, e menor geração de fumaça e odores. Entretanto, das desvantagens, destaca-se o custo de aquisição mais elevado a menor estabilidade química de longo prazo e o fluido contém aditivos químicos que podem ser prejudiciais ao meio ambiente.

· Fluidos biodegradáveis: São compostos formulados com ingredientes naturais ou derivados de fontes renováveis. Podem ser decompostos de maneira segura pela ação de bactérias e microrganismos do ambiente. São aplicados em uma ampla gama de processos de usinagem e tem o risco de poluição do solo e da água mínimos. A toxidade destes compostos é baixa e apresentam uma alta performance. Entretanto, apesar das muitas vantagens, os fluidos biodegradáveis, apresentam como desvantagens o alto custo, menor vida útil e estabilidade em operações com temperaturas mais elevadas, e sensibilidade a contaminação. 

 2.1. IMPACTOS AMBIENTAIS

Os fluidos de corte apresentam como impactos ambientais algumas situações advindas do seu descarte e uso corriqueiro. Os principais são:

· Emissão de vapores tóxicos: Os fluidos de corte desempenham um papel essencial na usinagem ao reduzir o atrito, minimizar o desgaste das ferramentas e dissipar o calor gerado durante o processo. No entanto, essa dissipação térmica pode atingir níveis extremos, levando à vaporização parcial ou completa do fluido, o que resulta na emissão de vapores potencialmente tóxicos. A inalação desses vapores representa um risco significativo à saúde dos operadores, podendo causar irritação das vias respiratórias, alergias, dores de cabeça e, em casos de exposição prolongada, contribuir para o desenvolvimento de doenças pulmonares crônicas, como asma ocupacional e pneumonite química. Além disso, partículas finas suspensas no ar podem ser inaladas e provocar inflamações nos pulmões, enquanto alguns compostos presentes nos fluidos, como óleos minerais, aditivos e biocidas, podem ter propriedades carcinogênicas, exigindo controle rigoroso sobre sua exposição. O impacto ambiental também deve ser considerado. A volatilização de certos componentes dos fluidos pode resultar na contaminação do ar dentro das instalações industriais e, em menor escala, contribuir para a poluição atmosférica externa. Além disso, a degradação térmica dos fluidos pode gerar compostos tóxicos, que, ao se acumularem no ambiente de trabalho, exigem sistemas eficientes de ventilação e filtragem para reduzir a exposição dos trabalhadores e minimizar o impacto ambiental. Outro aspecto relevante é o forte odor emitido por alguns fluidos de corte durante a vaporização. Esse fator pode gerar desconforto aos operadores, prejudicando a qualidade do ambiente de trabalho e podendo até comprometer a produtividade. Fluidos que contêm compostos sulfurados ou clorados, por exemplo, tendem a ter odores mais intensos e desagradáveis, tornando essencial a escolha de formulações menos agressivas e ambientalmente seguras. Para mitigar esses problemas, a indústria tem investido no desenvolvimento de fluidos de corte biodegradáveis, isentos de substâncias tóxicas e de baixa volatilidade. Além disso, a utilização de sistemas de exaustão eficiente, filtros de ar e boas práticas de manutenção das máquinas e do próprio fluido, como a remoção de contaminantes e o controle da temperatura, são medidas essenciais para reduzir os riscos à saúde ocupacional e minimizar os impactos ambientais.

· Contaminação da água: Esse problema pode gerar um impacto ambiental significativo no meio ambiente se a substância não for descartada corretamente. Nas indústrias de fabricação de peças metálicas o emprego de fluidos de corte é uma constante, e durante as paradas para a manutenção dos equipamentos, a troca do fluido de corte é feita. Normalmente, esses insumos são guardados em galões para posterior coleta por empresa terceira que fará o correto descarte desse material. Nesse contexto logístico, a contaminação de água pode ocorrer por meio de vazamento, derramamento acidental ou mesmo pelo descarte incorreto deste material. Alguns fluidos de corte possuem emulsificantes que facilitam a sua dissolução em corpos d’agua. Tal aspecto pode ser prejudicial ao meio ambiente pois a depender da quantidade de material contaminante vazado, as consequências podem ser a eutrofização e depleção de oxigênio, toxidade para organismos aquáticos gerando impactos em toda a cadeia alimentar.

· Contaminação do solo: A contaminação do solo pelos fluidos de corte é uma preocupação ambiental significativa, especialmente quando esses produtos não são descartados ou armazenados de forma adequada. Durante o processo de usinagem, pequenas quantidades de fluido podem se acumular no ambiente de trabalho e, eventualmente, infiltrar-se no solo por meio de vazamentos, derramamentos ou descarte irregular. Muitos fluidos de corte contêm óleos minerais, aditivos químicos, metais pesados e substâncias tóxicas que podem comprometer a qualidade do solo, afetando sua capacidade de absorção de água e nutrientes, além de representar um risco à fauna e à flora locais. Além disso, esses contaminantes podem atingir lençóis freáticos, agravando ainda mais os impactos ambientais ao comprometer a qualidade da água potável. Para mitigar esse problema, é fundamental adotar práticas sustentáveis, como o uso de sistemas de contenção, reciclagem e reprocessamento dos fluidos, além da implementação de protocolos rigorosos de descarte conforme a legislação ambiental vigente.

2.2 ALTERNATIVAS SUSTENTÁVEIS

Para contornar os possíveis impactos do uso de fluidos de corte na indústria, novos métodos e tecnologias tem sido adotada visando mitigar e diminuir as consequências. Dentre as principais abordagens destacam-se:

· Preferência para fluidos Biodegradáveis: Os fluidos biodegradáveis, como o próprio nome sugere, apresentam uma decomposição sob a ação de microrganismos. Tal aspecto contribui para reduzir o seu impacto no ambiente, entretanto é necessário levar em consideração o seu custo mais elevado.

· Técnicas de usinagem a seco: As técnicas de usinagem a seco são uma alternativa para a fabricação de peças sem o uso dos fluidos de corte. Entretanto é necessário levar em consideração que para determinados materiais e tipos de trabalho, o uso do fluido é praticamente indispensável. Também é pertinente salientar que existem estudos que demonstram que a usinagem sem o emprego do fluido de corte pode provocar danos a máquina ferramenta acarretando em paradas para manutenção interferindo na produtividade da linha.

· Reciclagem e tratamento dos fluidos de corte: A reciclagem de fluidos de corte é uma prática essencial para reduzir desperdícios, minimizar impactos ambientais e prolongar a vida útil desses insumos na indústria. O processo envolve a remoção de impurezas, como partículas metálicas, óleos oxidados, microrganismos e outros contaminantes, por meio de técnicas como centrifugação, filtração, decantação e separação por membranas. Além de reduzir custos operacionais ao diminuir a necessidade de reposição frequente do fluido, a reciclagem também contribui para a preservação dos recursos naturais, uma vez que minimiza a demanda por matérias-primas utilizadas na formulação de novos fluidos. Além disso, o descarte inadequado de fluidos usados pode causar sérios danos ambientais, como contaminação do solo e da água, tornando a reciclagem uma alternativa sustentável e alinhada às regulamentações ambientais. A implementação de sistemas eficientes de reprocessamento permite que as indústrias otimizem o desempenho dos fluidos de corte, garantindo maior eficiência nos processos de usinagem e reduzindo a geração de resíduos perigosos.

 3. Conclusão

A utilização de fluidos de corte nos processos de usinagem desempenha um papel fundamental na melhoria da eficiência e qualidade do trabalho realizado, contribuindo significativamente para a refrigeração das ferramentas, a remoção do cavaco e a redução do desgaste. Além disso, esses fluidos são essenciais para garantir um bom acabamento superficial nas peças e para a manutenção da vida útil das ferramentas. No entanto, os impactos ambientais associados ao uso desses fluidos não podem ser negligenciados. A contaminação do solo e da água, bem como os riscos à saúde dos operadores, são problemas significativos que exigem a adoção de medidas de controle e a busca por alternativas mais sustentáveis.

Embora o desenvolvimento de novas tecnologias e tendências, como a redução ou eliminação do uso de fluidos de corte, seja um passo importante para mitigar esses impactos, a transição para soluções mais ecológicas ainda representa um grande desafio. Nesse contexto, é crucial que a indústria continue a investir em pesquisas que visem otimizar o uso de fluidos de corte e, ao mesmo tempo, explorem alternativas que minimizem os danos ambientais, sem comprometer a eficiência dos processos de usinagem. A implementação de práticas sustentáveis e a conscientização dos operadores sobre o manejo adequado desses fluidos são essenciais para promover um futuro mais responsável e equilibrado na indústria de usinagem.

 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FERRARESI, Dino. Usinagem dos metais. São Paulo: Blucher, 1977.

LAWAL, Sunday Albert; CHOUDHURY, Imtiaz Ahmed; NUKMAN, Yusoff. A critical assessment of lubrication techniques in machining processes: a case for minimum quantity lubrication using vegetable oil-based lubricant. In: JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, 2012, 12p. Editora: Elsevier.

LISBOA, Fabio Cordeiro de; MORAES, Jessyca Jordanna Barroso de; HIRASHITA, Massako de Almeida. Fluidos de corte: uma abordagem geral e novas tendências. ENEPEP 2013, São Paulo, 185, p. 23095, 2013. Disponível em: https://abepro.org.br/biblioteca/enegep2013_TN_STO_185_056_23095.pdf. Acesso em: 27 fev. 2025.

SOUZA, André João de. Processos de fabricação por usinagem – Parte 1. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2011, 89p. Disponível em: http://www.chasqueweb.ufrgs.br/~ajsouza/ApostilaUsinagem_Parte1.pdf. Acesso em: 29 dez. 2012.

VACARO, Tiago. Redução da utilização de fluidos de corte: uma abordagem ecológica na gestão de processos de usinagem. In: XVII ENCONTRO DE JOVENS PESQUISADORES DA UCS, 2009, Caxias do Sul. Disponível em: http://www.ucs.br/ucs/pesquisa/jovenspesquisadores2009/trabalhos/poster/e_TiagoVacaro.pdf. Acesso em: 24 fev. 2013.