Aceite lubricante para motores

INTRODUCCIÓN

Un aceite lubricante es un liquido usado para disminuir la fricción entre dos superficies, éstos son usados en el interior de los motores donde las condiciones de operación hacen que después decierto periodo de uso se degraden en compuestos cuyas características no permiten su utilización como lubricantes.

La mayoría de los aceites usados contienen compuestos tóxicos los cuales al quemarse son liberados a la atmósfera, esto hace necesario la implementación de políticas dirigidas a su disposición final y a los métodos usados para la combustión de los mismos.

La regeneración es uno de los métodos para reutilizar los aceites usados con menor impacto ambiental, éste método dispone los aceites usados de forma tal que se puedan volver a usar como lubricantes. Entre estos métodos se encuentra la biodegradación de los compuestos contaminantes en el interior del aceite, al degradar los compuestos contaminantes se recupera la base lubricante, ésta es la que otorga las propiedades lubricantes a los aceites, y éste producto es la materia prima para la producción de nuevos aceites.

La biodegradación de un aceite usado requiere del uso de microorganismos con la facultad de degradar los diversos contaminantes presentes en el aceite usado y resistentes a la presencia de metales pesados e hidrocarburos. La variedad de contaminantes presentes en el aceite usado hacen que prácticamente ningún microorganismo esté en la capacidad de degradar en su totalidad un aceite usado, para lograr esto es posible usar una mezcla de microorganismos o biodegradación en serie.

En el presente trabajo se describen algunos tratamientos que se les da a los aceites usados y las diversas formas en que es posible sacar provecho de estos desechos de los aceites lubricantes.

Se describen los aspectos más importantes de un aceite lubricante, las diferencias que existen entre ellos y se explica de forma detallada las razones por las cuales se degrada un aceite lubricante.

1. ACEITES LUBRICANTES

El aceite lubricante para motores tiene como función primordial evitar el contacto directo entre superficies con movimiento relativo, reduciendo así la fricción y sus funestas consecuencias: calor excesivo, desgaste, ruido, golpes, vibración, etc.

Los aceites lubricantes tienen entre sus funciones: no permitir la formación de residuos gomosos, no permitir la formación de lodos, mantener limpias las piezas del motor, formar una película continua y resistente y permitir la evacuación de calor.

El aceite lubricante tanto para uso en automóviles e industrias, está compuesto en general (excepto en aceites sintéticos) por una base orgánica y aditivos, estos últimos utilizados para aumentar su rendimiento, eficiencia y vida útil. La composición de la base orgánica está formada de cientos de miles de compuestos orgánicos, siendo la gran mayoría compuestos aromáticos polinucleares (PNA). Algunos de estos PNA (principalmenteestructuras de 4, 5 y 6 anillos) son considerados cancerígenos como el benzopireno, sin embargo, existen otros combustibles cuyas concentraciones de PNA son superiores, por lo que los PNA tanto en aceite lubricante virgen como usado no son la mayor fuente de preocupación. Los aditivos de la base orgánica del aceite que pueden llegar a constituir hasta un 30 % en volumen del total de aceite virgen, típicamente contienen constituyentes inorgánicos como azufre, nitrógeno, compuestos halogenados y trazas de metales. [1, 2]

1. Los aceites lubricantes están constituidos por una base lubricante la cual provee las características lubricantes primarias. La base lubricante puede ser base lubricante mineral (proveniente del petróleo crudo), base lubricante sintético o aceite base lubricante vegetal según la aplicación que se le va a dar al aceite. [3]

1. Las base lubricantes minerales son refinadas del crudo del petróleo, sus características están determinada por la fuente de crudo y elproceso especifico de refinación usado por el fabricante. Existen dos tipos principales de crudos de petróleo: crudo parafínico y crudo nafténico.

El crudo parafínico es el más usado para la fabricación de aceites lubricantes, su alta composición en componentes parafínicos hace que su índice de viscosidad sea más elevado que el de el crudo nafténico. [3]

2. Aceite mineral

Las bases lubricantes sintéticas son fabricadas por procesos especiales (distintos a la refinación) para realizar funciones especificas, lo cual les otorga una mayor uniformidad en sus propiedades. Estos aceites son la solución para trabajos en condiciones extremas (temperaturas muy altas o muy bajas.

Las principales ventajas del uso de bases sintéticas comparadas con las bases minerales son: amplio rango de temperaturas de operación, mayor resistencia a la oxidación, ahorro de energía, mantenimiento con menor frecuencia, menor uso de aditivos y más fácil degradación.

Los aceites sintéticos suministran aproximadamente cuatro veces el tiempo de operación del mejor aceite mineral, mientras que su costoes aproximadamente cinco veces mayor, su uso se basa más en la idea de preservar la maquinaria que en ahorrar dinero. [3]

3. Aceite sintético

4. Aceite vegetal

Las bases lubricantes vegetales tienen tasas de biodegradación más altas, por esto estas base lubricantes son usadas para producir "aceites verdes" o aceites más biodegradables que el aceite mineral. Estos aceites combinados con los aditivos correctos pueden ser biodegradables y no tóxicos. [3]

2. BASE LUBRICANTE

El aceite base debe estar acompañado de aditivos o se degradará rápidamente, los aditivos son compuestos químicos que se adicionan a los aceites lubricantes para otorgarle propiedades especificas. Algunos aditivos otorgan nuevas y útiles propiedades a un lubricante, la mayoría de estas propiedades reducen la tasa a la cual ocurren algunos cambios indeseables en el aceite durante el funcionamiento. Los aditivos pueden tener efectos colaterales negativos, especialmente si su dosis es excesiva o si ocurren reacciones indeseables entre los aditivos.

No es recomendable el uso de aditivos por parte del usuario final de un aceite lubricante, ya que estos pueden alterar las propiedades del aceite. El fabricante del aceite es el responsable de conseguir un balance de los aditivos para un desempeño óptimo. [3]

1. Estos aditivos previenen la corrosión causada por ácidos orgánicos, que se producen en el interior del aceite, y la causada por contaminantes arrastrados por el aceite. Estos compuestos generalmente están hechos por sulfonatos o fenatos. [3, 4]

2. Inhibidores de corrosión

Los detergentes neutralizan los ácidos en el aceite y ayudan a mantener el aceite limpio neutralizando los precursores de depósitos que se forman bajo altas temperaturas o como el resultado de quemar combustibles con un alto contenido de sulfuro. Los principales detergentes usados en la actualidad son sales de metales alcalinotérreos como bario, calcio y magnesio, conocidos como compuestos órgano-metálicos. Los dispersantes son compuestos químicos que dispersan o suspenden en el aceite los materiales que pueden formar lodos, particularmente los que se forman durante la operación a bajas temperaturas, cuando por condensación combustible parcialmente sin quemar (hollín) entra al aceite. [3, 4]

3. Detergentes y dispersantes

Estos aditivos son usados en muchos aceites lubricantes para reducir la fricción, el desgaste y las ralladuras bajo condiciones por debajo de los limites de lubricación, estas se producen cuando no se puede mantener una película lubricante completa, haciéndose progresivamente más delgada, debido a incrementos de carga o temperatura, produciéndose un contacto entre las piezas a través de las irregularidades o asperezas que estas pudieran presentar, cuando estas irregularidades hacen contacto se producen los rayones y se perfora la superficie de la pieza. Los principales aditivos usados para evitar el desgaste son: ácidos grasos y esteres. [3]

4. Aditivos antidesgaste

Estos compuestos llamados EP son requeridos en condiciones de operación a altas temperaturas o bajo cargas pesadas para reducir la fricción, controlar el desgaste y prevenir graves daños en la superficie de las piezas. [3]

5. Aditivos de presiones extremas

Las moléculas de estos aditivos se pegan a las burbujas de aire en la espuma, produciendo puntos débiles en la burbuja para que esta colapse. El volumen adicionado de éste aditivo es crítico, ya que mucha cantidad incrementa el potencial de producir espuma. Los antiespumantes usados son polímeros de la silicona y polímeros orgánicos. [3, 4]

6. Antiespumantes

7. Disminuyentes del punto de fluidez

Estos aditivos ayudan a mantener el aceite como un perfecto fluido a bajas temperaturas al inhibir la conglomeración de partículas de cera que impedirían el flujo del aceite, estos aditivos en realidad hacen uso de las propiedades coligativas de la solución ocasionando un descenso crioscópico, el punto de fusión de las partículas de cera disminuye mas no desaparece. Los aditivos usados para este fin son los alquilaromáticos. [3]

3. ADITIVOS

Los aceites usados se clasifican según sus características físicas, ya que son las más fáciles de medir y en última instancia son las que determinan el comportamiento del aceite en el interior del motor.

1. El color de la luz que atraviesa los aceites lubricantes varia de negro (opaco) a transparente (claro). Las variaciones en el color de los aceites lubricantes resulta de: diferencias en los petróleos crudos, viscosidad, el método y grado de tratamiento

...