ACEITES

ACEITES 

Se llama aceite de motor, por extensión, a todo aceite que se utiliza para lubricar los motores de combustión interna. Su propósito principal es lubricar las partes móviles reduciendo la fricción. Además de lubricar el aceite también limpia, inhibe la corrosión y reduce la temperatura del motor transmitiendo el calor lejos de las partes móviles para disiparlo. Los primeros aceites utilizados fueron los extraídos de grasas animales y vegetales. A medida que avanzó la técnica, y las exigencias de los motores, se empezaron a usar los compuestos químicos derivados del petróleo de mayor calidad y acorde con las necesidades industriales en ese momento. Estos aceites, que consisten principalmente en hidrocarburos y compuestos orgánicos de carbono e hidrógeno, son aditivados con diferentes compuestos químicos para mejorar su cualidades. La tecnología actual, no obstante, los está dejando obsoletos y están siendo desplazados progresivamente por los aceites sintéticos formulados enteramente en laboratorio y con prestaciones muy superiores a los derivados del petróleo.

USO

El aceite de motor es un lubricante que se usa en motores de combustión interna. Entre ellos se incluyen automóviles, motocicletas, autobuses, vehículos comerciales, karts, botes, cortacéspedes, tractores, trenes, aviones, diversos equipamientos para la construcción y la agricultura y motores estáticos como generadores eléctricos. En los motores hay componentes que se mueven a distancias muy reducidas causando fricción, provocando así la pérdida de energía motriz en calor disipado. El contacto entre superficies en movimiento también desgasta los componentes, desembocando en una reducción de la eficiencia y en una degradación del motor. Esto, a su vez, supone un aumento del consumo de combustible y reduce la potencia del motor y puede, en casos extremos, causar una avería irreversible del motor (ej. gripaje).

El aceite lubricante crea una película separadora entre las superficies móviles adyacentes para minimizar el contacto directo, el desgaste y la producción de calor, protegiendo así al motor. Gracias a la buena conductividad de calor del aceite, al ponerse en contacto con una superficie caliente, absorbiendo parte del calor para transmitirlo a otro sitio, normalmente al aire o a un disipador de algún tipo.

En los motores de gasolina el anillo de compresión superior puede llegar a exponer el aceite de motor a temperaturas de hasta 160 °C. En los motores diésel el anillo superior puede exponer el aceite a temperaturas superiores a los 315 °C. Los aceites de motor con índices de viscosidad superiores se debilitan menos a altas temperaturas.

En el caso del cigüeñal del motor de un vehículo, el aceite lubrica las superficies móviles o rotatorias entre los cojinetes del cigüeñal y las bielas que unen los pistones al cigüeñal. El aceite se recolecta en el fondo del carter de aceite. En algunos motores de reducido tamaño, como por ejemplo el de un cortacésped, piezas del fondo de las bielas se sumergen en el aceite salpicando la carcasa para lubricar los componentes internos. En los motores de los vehículos modernos, la bomba de aceite toma el aceite del depósito de aceite y lo envía a través del filtro de aceite a galerías, desde las cuales el aceite lubrica los rodamientos principales ayudando a los diferentes rodamientos que operan las válvulas. En los vehículos convencionales de la actualidad, aceite a presión, proveniente de las galerías de aceite en dirección a los rodamientes principales, se introduce en los orificios de los rodamientos principales del cigüeñal. Desde estos orificios hacia los rodamientos principales, el aceite se mueve a través de los pasajes dentro del cigüeñal hacia orificios de salida en la barra con los rodamientos, con el fin de lubricar los rodamientos de la barra y las bielas

GRADOS DE VISCOSIDAD 

La Society of Automotive Engineers, SAE, al español, «Sociedad de Ingenieros del Automóvil», ha establecido un sistema de códigos numéricos para categorizar los aceites de motor según su viscosidad cinemática. Los grados de viscosidad del SAE son lo siguientes: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 y 60. A algunos de los grados se les puede añadir el sufijo W de "winter" (palabra en inglés para «invierno») o viscosidad para arranque en frío a bajas temperaturas. La viscosidad se mide según el tiempo que tarda una cantidad determinada de aceite en fluir a través de un orificio a una temperatura estándar. Cuando más tarda, mayor es la viscosidad, y por consiguiente mayor es el código SAE.

Nótese que el SAE opera un sistema de categorización diferente para aceites de la transmisión que no debe confundirse con la viscosidad del aceite de motor. Números elevados del aceite de la transmisión (ej. 75W-140) no significan necesariamente que la viscosidad sea mayor que la de un aceite de motor.

PROPIEDADES 

La lubricación es la separación de partes en movimiento por una película de aceite, mientras más cercanas están estas partes unas de otras, más importante se vuelve la lubricación.

El aceite circula a través del sistema con el refrigerante. Los aceites para refrigeración deben tener ciertas propiedades, porque se mezclan con los refrigerantes. El aceite entra en contacto directo con los devanados calientes del motor, en unidades herméticas y semiherméticas; por lo que debe ser capaz de soportar temperaturas extremas, y no ser dañino al refrigerante y al equipo.

Además, debe mantener viscosidad suficiente, para permitir una lubricación adecuada. Asimismo, el aceite se enfría a la más baja temperatura del sistema, y debe permanecer fluido en todas las partes. La fluidez de la mezcla aceite - refrigerante, es determinada por el refrigerante utilizado, las temperaturas, las propiedades del aceite y su miscibilidad con el refrigerante.

Todos los compresores requieren lubricación. Los fabricantes de compresores, generalmente recomiendan el tipo de lubricante y la viscosidad que debe usarse, para asegurar una operación adecuada y la durabilidad del equipo. Esta recomendación se basa en varios criterios, tales como la lubricidad, compatibilidad con los materiales de construcción, estabilidad térmica y miscibilidad con el refrigerante. Para asegurar una operación eficiente, es importante seguir las recomendaciones del fabricante. Al respecto, muchos técnicos dicen: "Todos los aceites lubrican, así que, ¿cuál es la diferencia entre uno y otro?

Hay una gran diferencia. Como se mencionó anteriormente, los aceites para refrigeración son fluidos sumamente especializados, para cumplir con un trabajo adecuado en la lubricación de los compresores para refrigeración.

Estos aceites, por lo tanto, tienen características muy especiales llamadas propiedades, las cuales se describen por número paradar un valor exacto.A continuación,se examinarán cada una de esas propiedades:
Viscosidad,Punto de Escurrimiento,Punto de Floculación, Punto de Inflamación y Punto deIgnición,Rigidez Dieléctica ,Número de Neutralización,Carbonización,Peso Específico,Tendencia a la Corrosión, Oxidación Acelerada, Humedad,Color,Punto de Anilina,Estabilidad Térmica,Compatibilidad con Otros Materiales:

ADITIVOS QUE SE LE AGREGAN AL LUBRICANTE :

Los aditivos están presentes en un promedio del 15% al 25% en el aceite, su función es:

Reforzar o mejorar algunas propiedades del aceite motor.

Aditivos que mejoran el índice de viscosidad

Aditivos que mejoran el índice de viscosidad

Función:

Permitir al aceite:

-que se mantenga lo suficientemente fluido en frío (facilitar el arranque bajando el punto de congelacion entre 15 y -45º C (según los aceites)

-que tenga viscosidad en caliente (evitar el contacto con las piezas en movimiento).

Composición:

Polímeros que permite mantener la viscosidad en caliente. Los componentes más utilizados provienen de las siguientes familias químicas:

-Polimetacrilato (PMA)

-Copolímeros de hidrocarburos etilénicos (OCP)

-Copolímeros mixtos PMA- OCB

-Derivados de isopreno, de isopreno - estireno hidrogenado

-Derivados de estireno- butadieno hidrogenado

Aditivos anti-desgaste

 Función:

Reforzar la acción anti-desgaste que ejerce un lubricante con relación a los elementos que lubrifica.

 Modo de acción:

estos aditivos actúan formando una capa protectora, actuando directamente o por medio de sus productos de reacción con las superficies metálicas.

 Composición:

La gran familia de los aditivos antidesgaste está formada por los alquilo-ditiofosfatos de zinc y de numerosos derivados fosforados.

Aditivos antioxidantes

 Función:

Suprimir o por lo menos disminuir los fenómenos de oxidación del lubricante. Contribuir al espaciamiento del cambio de aceite para un mejor desempeño a altas temperaturas.

 Composición:

Los ditiofosfatos utilizados como substancias anti- desgaste son también excelentes antioxidantes. Otras familias químicas igualmente utilizadas como complemento son: fenoles remplazados por aminas aromáticas.

Aditivos detergentes

 Función:

Evitar la formación de depósitos o barnices sobre las partes más calientes del moto, como las gargantas del pistón.

 Modo de acción:

Ejercen la acción de detergente, principalmente en el interior de los motores donde impiden que los residuos carbonosos de la combustión, o componentes oxidados, formen depósitos o capas sobre las superficies metálicas.

 Composición:

Sal "metálicos" de calcio o de magnesio pertenecientes a las siguientes familias principales: Alquilaril - sulfanato, alquilfenato, alquilosalicilato.

Aditivos de basicidad

 Función:

Neutralizar los residuos ácidos de la combustión de los carburantes, principalmente en el motor diesel.

 Modo de acción:

El aditivo presente en el lubricante neutraliza los residuos ácidos a medida que estos se van formando. El poder de estos aditivos generalmente es aportado por aditivos detergentes específicos.

 Composición:

Los fenoles, los sulfanatos y los salicilatos son naturalmente básicos y neutralizantes. Sin embargo es posible reforzar su característica neutralizadora añadiéndoles sales básics (carbonatos o hidróxidos) en el momento de su fabricación.

Aditivos dispersantes

 Función:

Mantener en suspensión todas las impurezas sólidas formadas durante el funcionamiento del motor: materiales que no han entrado en combustión, barnices, cenizos, hollín diesel, depósitos limpiados por detergentes.

 Modo de acción:

Compuestos que impide que los residuos sólidos se aglomeren y limitan el riesgo de depósito depósitos en las partes frías del motor (cárter).

 Composición:

Generalmente están formados por compuestos polares de la familia de los alquenilsuccínioamidas, de los ésteres succínicos o de sus derivados, de las bases Mannich.

Aditivos anticorrosivos

 Función:

Impedir el ataque a los metales ferrosos, debido a la acción conjugada del agua, del oxigeno del aire y de ciertos óxidos formados durante la combustión.

 Modo de acción:

Formación de una capa protectora o pasivación de la superficie de metal.

 Composición:

Principalmente sulfonatos alcalinos o alcalino-terrosos, neutros o básicos (sales de Na, Mg, Ca), de ácidos o de aminas grasas, de ácidos alquenilsuccínicos y sus derivados.

Aditivos anticongelantes

 Función:

Permitir al lubricante mantener una buena fluidez a baja temperatura (de - 15ºC a - 45ºC).

 Modo de acción:

Actúan sobre las velocidades y los procesos de cristalización de las parafinas en los aceites minerales.

 Composición:

Productos del tipo metacrilato, de los copolímeros maleatoestireno, de las parafinas naftalenas, de los poliésteres de tipo acetato de vinilo- fumarato.

Aditivos anti-espuma

 Causa:

La aparición de espuma en el aceite puede deberse a: La presencia de otros aditivos. Los aditivos detergentes actúan en el aceite como el jabón en el agua, limpian el motor pero tienden a formar espuma. Al diseño del circuito de engrasado que provoca turbulencias en el momento de la salida del lubricante, facilitando, de esta manera, la mezcla de aire- aceite y la formación de burbujas.

 Función:

Estos aditivos tienen por objetivo limitar la dispersión de un gran volumen de aire en el aceite.

 Composición:

Pueden ser aceites de silicona, o acrilatos de alquilo presentes en los aceites en muy baja cantidad.

Aditivos de extrema presión

 Objetivo:

Reducir el rozamiento y en consecuencia, economizar energía. Proteger las superficies de las fuertes cargas.

 Modo de acción:

Aportan al lubricante propiedades de deslizamiento específicas, principalmente a los órganos dotados de engranajes o de forros de fricción que trabajan bañados en el aceite (puentes auto-blocantes, cajas de cambios, manuales o automáticas, frenos sumergidos, etc.).

 Composición:

Diversas investigaciones están siendo realizadas en este campo. Las familias más comunes son los derivados organo-metálicos del molibdeno y ciertos componentes derivados de ácidos grasos, moléculas fosfo-azufradas, boratos, etc.)

Aceite de base para la grasa

 La parte líquida lubricante de una grasa generalmente representa el 90% de su peso y es un factor importante en la determinación de su desempeño. Las características del aceite de base (viscosidad, volatilidad, punto de gota, etc.) evidentemente tendrán una influencia en las características de la grasa.

En consecuencia la selección del aceite de base (se pueden utilizar varios) siempre se debe hacer en función de la aplicación prevista para la grasa. La mayoría de las veces se utilizan aceites minerales ya que estos ofrecen buenas características a un bajo precio. También se utilizan aceites sintéticos principalmente cuando se buscan condiciones específicas, como por ejemplo las de las zonas de temperatura de utilización más altas o más bajas. Los aceites vegetales son escogidos por sus características biodegradables, cuando es necesaria la compatibilidad con el caucho natural o cuando los lubricantes están en contacto con alimentos.

Espesante para las grasas

 Es el elemento de mayor influencia en las características de la grasa. Por ello están generalmente clasificadas según el tipo de espesante utilizado. Este forma una estructura fibrosa que contiene aceite, similar a una esponja con agua. Hay dos clases principales de espesantes: los jabones metálicos y los espesantes sin jabón. Aproximadamente el 90% de las grasas utilizan jabones metálicos. Estos pueden ser subdivididos en dos categorías: los jabones convencionales (litio, calcio, aluminio, sodio) y los jabones compuestos denominados complejos. Los espesantes sin jabón están divididos en diferentes tipos de productos como los espesantes inorgánicos (p. Ej.: la arcilla), los polímeros (p. Ej.: poliurea), pigmentos/colorantes, geles y ceras.

Los jabones utilizados para hacer grasas son creados a partir de una operación de saponificación. La reacción de las materias grasas se produce químicamente con el metal llamado alcalino, durante el ciclo de producción. Las materias grasas comprenden generalmente grasas y aceites de origen vegetal o marino. Los metales alcalinos (por lo tanto básicos con respecto a los productos ácidos) normalmente son hidróxidos de litio, calcio, sodio y aluminio. El ácido 12- hidroesteárico, derivado del aceite de ricino, es la materia saponificable más utilizada y se encuentra disponible en forma de metiliéster, ácido o glicérido. Esta materia saponificable es usada principalmente en la producción de grasas, litio y calcio.

Los aditivos para las grasas

 Aunque un número limitado de grasas contiene únicamente: aceite de base y espesante; la mayoría de ellos contiene diversos aditivos para mejorar y modificar sus características. Como los aceites, los aditivos son utilizados para ejercer, entre otras, acciones antioxidantes, anticorrosivas y de anti-desgaste.

La tecnología de los aditivos para las grasas difiere significativamente de la de los aceites sobre todo por la presencia del espesante, elemento que puede interferir en la acción de los aditivos. Su nivel de concentración suele ser más elevado y la posibilidad de elección es más limitada. Existen también aditivos sólidos que forman una capa sobre las superficies metálicas para reducir la fricción e impedir el contacto entre las superficies

CLASIFICACION DE ACEITES

Clasificación por tipo de servicio

 Los aceites de motor son clasificados por el Instituto Americano del Petróleo (API) para definir el tipo del servicio para el que son aptos. Esta clasificación aparece en el envase de todos los aceites y consta de 2 letras: La primera letra determina el tipo de combustible del motor para el que fue diseñado el aceite, utilizándose una "S" para motores a gasolina y una "C" para motores diesel. La segunda letra determina la calidad del aceite donde mayor es la letra (en el alfabeto) mejor es la calidad del aceite. Actualmente en motores a gasolina se utilizan los clasificación SJ mientras que en motores diesel los CH.

Los aceites de mayor calidad o más recientes como el SJ pueden ser utilizados en vehículos viejos con especificaciones de aceite inferiores, pero por ningún motivo se deberá utilizar una aceite de calidad inferior al especificado por el fabricante del motor.

Clasificación por su grado de viscosidad

 La Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) también clasifica los aceites según su grado de viscosidad. La viscosidad es la resistencia que ofrece un líquido (o gas) a fluir y depende enormemente de la temperatura. En esta clasificación los números bajos indican baja viscosidad de aceite o bien aceites "delgados" como comúnmente se les conoce y número altos indican lo opuesto.

En cuanto a grado de viscosidad se refiere, existen 2 tipos de aceites:

 -Monogrados: Diseñados para trabajar a una temperatura específica o en un rango muy cerrado de temperatura. En el mercado se pueden encontrar aceites monogrado SAE 10, SAE 30, SAE 40, entre otros.

 -Multigrados: Diseñados para trabajar en un rango más amplio de temperaturas, en donde a bajas temperaturas se comportan como un monogrado de baja viscosidad (SAE 10 por ejemplo) y como un monogrado de alta viscosidad a altas temperaturas (SAE 40 por ejemplo). Los aceites multigrados están formados por una aceite base de baja viscosidad así como de aditivos (polímeros) que evitan que el aceite pierda viscosidad al calentarse. Esto permite a los aceites multigrados trabajar en un rango muy amplio de temperatura manteniendo las propiedades necesarias para proteger el motor. En el mercado podemos encontrar aceites multigrado SAE 5W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-50, entre otros.

 Aquellos aceites que cumplen los requerimientos de viscosidad a bajas temperaturas (bajo 0°C) se les designa con la letra "W" que indica invierno (Winter).

Clasificación en cuanto a su naturaleza

Convencional o Minerales: Aceites obtenidos de la destilación del petróleo. Estos aceites están formados por diversos compuestos de diferente composición química que dependen del proceso de refinación así como del petróleo crudo utilizado.

 Sintéticos: Aceites preparados en laboratorio a partir de compuestos de bajo peso molecular para obtener compuestos de alto peso molecular con propiedades predecibles. Estos aceites tienen algunas ventajas sobre los aceites convencionales, a continuación algunas de ellas:

 -Mejor estabilidad térmica. Los aceites sintéticos soportan mayores temperaturas sin degradarse ni oxidarse, esto es especialmente útil para motores que se operan en ciudades con altas temperaturas y motores turbo-cargados. Esta estabilidad térmica también permite mantener más limpio el motor.

-Mejor desempeño a bajas temperaturas. Estos aceites fluyen más fácilmente a bajas temperaturas, mejorando el arranque del motor en climas fríos.

-Menor consumo de aceite. Los aceites sintéticos tienen una menor volatilidad lo que se traduce en menor consumo de aceite en el motor.

Sin embargo, el aceite sintético tiene la desventaja de ser bastante más caro que el aceite convencional.