Regulação eficiente da temperatura do óleo de transmissão de alta viscosidade
Estudo de caso da JULABO - Bühler Motor GmbH
09/18/2026
A simulação precisa da temperatura é de importância crucial para a Bühler Motor, em Nuremberga, cliente de longa data da JULABO, no desenvolvimento de produtos e no controlo de qualidade, a fim de garantir o desempenho e a fiabilidade dos seus produtos em condições de utilização próximas da realidade.
Isto é essencial para desenvolver soluções inovadoras que satisfaçam os elevados requisitos de diversos setores industriais.
Requisitos de regulação de temperatura da Bühler Motor
O departamento de desenvolvimento de produtos da Bühler Motor pretende testar, em simultâneo, vários tipos de bombas com um óleo de caixa de velocidades adequado. O requisito dos engenheiros consiste em controlar com precisão a temperatura do óleo de caixa de velocidades numa cuba aberta, numa ampla gama de temperaturas entre -40 e +140 °C. No próprio tanque estão instaladas ligações (entradas e saídas) às quais o cliente pode ligar diretamente várias bombas, para validar o seu desempenho em condições reais simuladas.
Para não perder tempo desnecessariamente no processo de teste, o cliente necessita de um gradiente de arrefecimento de 4 K/min para a cuba com uma capacidade de cerca de 35 litros de óleo de caixa de velocidades. Além disso, prevê uma entrada de calor comparativamente elevada, de até 7 kW, a uma temperatura de aplicação de -40 °C.
O próprio óleo de caixa de velocidades representa um desafio adicional: torna-se muito viscoso às temperaturas mínimas exigidas – semelhante a mel espesso. Este facto impede a utilização direta de um termóstato de processo clássico, uma vez que as suas bombas não estão concebidas para viscosidades tão elevadas. Além disso, a transferência de energia suficiente através da massa viscosa não seria fisicamente viável no tempo exigido.
Abordagem da JULABO
Em estreita colaboração com os engenheiros da Bühler Motor GmbH, a JULABO concebeu uma solução à medida. Esta inclui um termóstato de processo de alto desempenho do tipo PRESTO W91, em combinação com um FlexiRack da Business Unit Solutions, que desenvolve e fabrica soluções especiais personalizadas à medida do cliente.
A transferência de energia é realizada com a ajuda de um grande permutador de calor de placas. Para garantir a potência de refrigeração necessária a uma temperatura de aplicação de -40 °C, o termóstato de processo tem de manter o fluido de regulação de temperatura (óleo de silicone) permanentemente a cerca de -50 °C. O PRESTO W91 oferece reservas de potência suficientes para permitir isso sem problemas, mesmo em caso de perdas de energia adicionais e inesperadas.
O FlexiRack foi fabricado especificamente para o projeto com a Bühler Motor e apresenta um formato único. As ligações do lado da aplicação ao permutador de calor de placas têm uma secção transversal muito grande, de 50 mm, para que o óleo de elevada viscosidade possa circular à velocidade necessária para a transferência de energia. Além disso, a cuba aberta com o óleo da caixa de velocidades é colocado ligeiramente mais alto durante o funcionamento, o que favorece ainda mais a circulação por gravidade.
Para o FlexiRack, foi também integrado um sistema de controlo PLC autónomo, baseado em tecnologia Siemens, para o cliente. Este sistema controla de forma abrangente o FlexiRack e o PRESTO, através da monitorização contínua de parâmetros relevantes por meio de diversos sensores (pressões das bombas, temperaturas, etc…), garantindo a máxima segurança do processo. Desta forma, os engenheiros da Bühler Motor podem tomar medidas corretivas a qualquer momento, caso surjam situações indesejadas durante a aplicação.
Para garantir uma segurança adicional do processo durante o funcionamento, a cuba é colocada no local numa sala alimentada com azoto ou ar seco. Isto minimiza a humidade do ar e evita o risco de condensação de água e os danos por congelamento daí resultantes no permutador de calor de placas.
Conclusão
Graças à solução inovadora que combina o termóstato de processo e o FlexiRack, a Bühler Motor GmbH consegue testar eficazmente o desempenho das suas bombas em condições reais – apesar dos requisitos excecionais do processo.
O sucesso deste projeto demonstra como é possível alcançar resultados ótimos através de uma abordagem conjunta, orientada para os objetivos e transparente.
