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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.
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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
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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