bases lubricantes

Consejo de la semana

Por Marcelo E. Martins Ingeniero de Lubricacin Senior [email protected] 0800-8888088

Clasificacin API de bases lubricantesEspecificaciones fsicas

Grupo IV Azufre %peso

Saturados %peso

Proceso de fabricacin

I 80-120 >0.03 120 90 Requiere

Hidrocraqueado/desparafinado severo

IV >140 0.00 >90 Sntesis qumica - PAOV Todos los otros

sintticos - steres,poliglicoles, steres

fosfatados, etc....

Bases lubricantes, cmo afectan el desempeo de los lubricantes industriales Las bases lubricantes constituyen una porcin significativa de los lubricantes terminados, yendo desde el 70% de un lubricante automo-triz terminado de ltima generacin hasta el 99% en algunos aceites industriales (en Ar-gentina, los aceites comnmente denomina-dos "Normal" son 100% base lubr icante). Las bases lubricantes contribuyen con cara c-tersticas significativas de desempeo a los lubricantes terminados, tales como estabilidad trmica, viscosidad, volatilidad, la habilidad para disolver aditivos y contaminantes, pro-piedades a baja temperatura, demulsibilidad, resistencia a la formacin de espuma y esta-bilidad a la oxidacin. Esta lista indica la importancia de la seleccin y el procesamiento de las bases lubricantes para lograr un des-empeo balanceado en los lubricantes terminados. Existen dos procesos bsicos de refinacin para obtener bases lubricantes: separacin y conversin. A veces las bases logradas por estos mtodos se denominan convencionales y no conven-cionales. La tecnologa de refinacin conven-cional involucra la separacin de componen-tes seleccionados del crudo por destilacin, extraccin por solventes y desparafinado por solventes. Se pueden agregar algunos pasos adicionales, como el hidroterminado, y an clasificar a estas bases como convencionales. Este proceso se usa en casi dos tercios de la produccin mundial de bases lubricantes pa-rafnicas (las ms comunes).

El API (Instituto Americano del Petrleo -siglas en ingls) defini cinco categoras de bases lubricantes para tratar de separarlas en convencionales, no convencionales, sintticas y otras clasificaciones. De estas cinco clasificaciones, los grupos I, II y III son aceites minerales, mientras que los grupos IV y V son sintticos. El grupo IV se reserva para las Polialfaolefinas (PAO) y el grupo V para el resto de los sintticos. Si comparamos las diferentes propiedades que las bases lubricantes brindan a los lubri-

cantes terminados podremos apreciar que, salvo por la solvencia de aditivos, la mayora de las mismas mejora a medida que nos mo-vemos desde un grupo I a un grupo IV (ver figura en pgina siguiente). Si comparamos slo a las bases minerales (grupos I a III) ve-remos que la principal desventaja que posee la refinacin ms severa, necesaria para fa-bricar bases grupos II y III, es que limita la viscosidad del aceite terminado, por lo que deben agregarse agentes espesantes para poder lograr la viscosidad final.



Parmetro Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV

Estabilidad a la oxidacin

Volatilidad

Solvencia de aditivos

Capacidad a baja temperatura

Eficiencia/Traccin

Costos relativos 1 1.1-1.2 1.5 4 a 10Rango de viscosidad a 40 C (en cSt)

Hasta 500 Hasta 120 Hasta 40 Hasta 50.000

La direccin de la flecha indica mejor desempeo

Comparacin de parmetros de la base

Smbolo

Qumica Ventaja en un lubricante Desventaja en un lubr icante

Paraf inas de cadena corta

Alta volatil idad Bajo pto. Inf lamacin Paraf inas de cadena

media Mayor IV Estabil idad trmica y a la

oxidacin

Baja solvencia

Paraf inas de cadena la rga

Alto IV Estabil idad trmica y a la

oxidacin

Baja solvencia Ceroso

Aromt icos Alta solvencia Alta viscosidad

Mala estabi l idad a la oxidacin

Bajo IV

Molculas heteroatmicas (S ,

N )

A veces estabi l idad a la oxidacin

Puede afectar otras propiedades (esp u m a , Demuls , ox idac in)

Ani l los saturados Mejor baja temp. Mejor solvencia Agrega algo de viscosidad

Mala estabi l idad a la oxidacin

A

H

R

Las bases lubricantes del grupo I son una mezcla de diferentes tipos de molculas con diferentes propiedades, como puede obser-varse en la figura. Cada tipo de molcula

aporta sus caractersticas, que pueden ser ventajosas o desventajosas para un lubricante terminado.

Los hidroprocesados que se le practican a las bases lubricantes para lograr productos de los grupos II y III remueven las molculas hete-roatmicas y convierten los aromticos en parafinas o naftenos. Sin embargo, los proce-sos utilizados limitan la viscosidad de los gru-

pos II y III a 120 y 40 cSt a 40 C respectiva-mente, por lo que estos aceites requieren agentes espesantes para satisfacer los requi-sitos de la mayora de las aplicaciones indus-triales. Desde hace pocos aos (1999), los aceites producidos con bases de los grupos II y III

R

H

H H

H H

A

A

A

A A

A GP I

R

R

GP II

R

R

R R

R

R R

R

GP III

R

R

R Hidropro-cesado

+ Hidro-procesado



pueden tcnicamente ser denominados sint-ticos, ya que el proceso de fabricacin involu-cra una sntesis qumica. Este cambio (pre-viamente slo los aceites de los grupos IV y V podan llamarse sintticos) trajo aparejado un aumento de la variabilidad de desempeo de los aceites sintticos, ya que no necesaria-mente el nombre sinttico ahora debe relacio-narse con desempeo excepcional. A diferencia de la mayora de los aceites in-dustriales fabricados con bsicos de los gru-pos II y III, los aceites del grupo IV, o Polial-faolefinas (PAO), producidos por sntesis qumica a partir del etileno, logran su viscosi-dad a travs de diseo molecular y no requie-ren agentes espesantes para las aplicaciones industriales tpicas.

Estos agentes espesantes (como el PIB-Poli - Iso-Butileno) si bien aumentan la viscosidad del aceite, tienen efectos perjudiciales sobre otras propiedades.

En el grfico se comparan 4 aceites de viscosidad ISO VG 460, una PAO pura, otra PAO con agregado de PIB, un aceite formulado con un bsico grupo III ms el agregado de PIB como espesante para llegar

a la viscosidad requerida, y finalmente el mismo aceite con el agregado de un aditivo depresor del punto de fluidez. Ntese que an con todos sus agregados no se logra el mismo punto de escurrimiento que con un aceite sinttico del grupo IV.

Los resultados del test de oxidacin (burbujeo de oxgeno a alta temperatura) son ms contundentes an, demostrando que an pudiendo llamarse sintticos, los aceites hidroprocesados distan de poseer las caractersticas de desempeo de los sintticos tradicionales, o Polialfaolefinas (grupo IV). De manera de evitar confusiones, la lnea de lubricantes sintticos Mobil se produce exclusivamente con bases de los grupos IV y V. Aquellos productos de la lneas Mobil o Esso confeccionados con bsicos de los grupos II y III no se informan en sus hojas de descripcin de producto como sintticos. Espero haber despejado algunas de las du-das que pudiera haber tenido sobre bases lubricantes. Si desea ms informacin, no du-de en contactarse con un ingeniero de ExxonMobil, con gusto lo ayudaremos.

Polialfaolefina (PAO)

Viscosidad controlada por diseo molecular

Ac. A (PAO)

Ac. B (PAO/PIB)

Ac. C (GP III/PIB)

Ac. C + DPE

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5

0 1 2 3 4

Gra

dos

Cel

sius

-33C

-24 C

-18 C

Resultados de punto de escurrimiento

0 5

10 15 20 25

% Cambio Vis-cosidad 7 7 23

Cambio en TAN (mg KOH/g) 0.4 2.6 3.2

Ac. A (PAO) Ac. B (PAO/PIB

Ac. C (GP III/PIB) C

amb

io v

isco

sid

ad (

%)

Cam

bio

TA

N (

mg

K

OH

/g)

Ac. A (PAO)

Ac. B (PAO/PIB)

Ac. C (GP III/PIB)

Resultados test oxidacin

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