Aditivo para aceite

Los aditivos para aceites son compuestos químicos que mejoran el rendimiento lubricante del aceite base (o "base lubricante"). El fabricante de muchos aceites puede usar la misma base lubricante para cada formulación y elegir diferentes aditivos para cada uso. En algunos aceites, los aditivos representan hasta el 5% del peso. ^{[ 1 ]}

Casi todos los aceites de motor comerciales contienen aditivos, ya sean sintéticos o derivados del petróleo . Básicamente, solo los aceites de motor API Service SA no contienen aditivos y, por lo tanto, no pueden proteger los motores modernos . ^{[ 2 ]} La elección de los aditivos viene determinada por el uso; por ejemplo, el aceite para un motor diésel de inyección directa en una camioneta (API Service CJ-4) tiene aditivos diferentes al aceite utilizado en un pequeño motor fueraborda de gasolina en una embarcación (aceite para motores de 2 tiempos).

Los aditivos para aceite son vitales para la correcta lubricación y el uso prolongado del aceite de motor en los motores de combustión interna modernos . Sin muchos de ellos, el aceite se contaminaría, se degradaría, se filtraría o no protegería adecuadamente las piezas del motor a todas las temperaturas de funcionamiento . Igualmente importantes son los aditivos para aceites utilizados en cajas de cambios , transmisiones automáticas y cojinetes . Algunos de los aditivos más importantes incluyen los que se utilizan para la viscosidad y la lubricidad , el control de contaminantes, el control de la degradación química y el acondicionamiento de sellos. Algunos aditivos permiten que los lubricantes tengan un mejor rendimiento en condiciones severas, como presiones y temperaturas extremas y altos niveles de contaminación.

Controlar la degradación química

• Los aditivos detergentes , que datan de principios de la década de 1930, se utilizan para limpiar y neutralizar las impurezas del aceite que normalmente causarían depósitos ( lodos de aceite ) en las partes vitales del motor. Los detergentes típicos son los sulfonatos de magnesio. ^{[ 3 ]}
• Los aditivos inhibidores de la corrosión o la oxidación retardan la oxidación de los metales dentro del motor.
• Los aditivos antioxidantes retardan la degradación del aceite por oxidación . Los aditivos típicos son las aminas orgánicas y los fenoles .
• Los desactivadores de metales crean una película sobre las superficies metálicas para evitar que el metal provoque la oxidación del aceite.
• Se pueden usar bases para combatir la descomposición química del aceite base en presencia de ácidos. Cuando el aceite se somete a desgaste por cizallamiento y oxidación por el aire y los gases de combustión, tiende a acumular ácidos y aumentar su Índice de Acidez Total (TAN). Por ejemplo, los ácidos de descomposición que se encuentran en el aceite de engranajes usado pueden incluir ácidos carbocíclicos, cetonas, ésteres y subproductos de nitración y sulfatación. ^{[ 4 ]} La mayoría de los aceites formulados incluyen bases orgánicas e inorgánicas y detergentes, como se analiza en el siguiente párrafo, por lo que algunos (pero no todos) de estos contaminantes se neutralizarán. La degradación y la longevidad del aceite de engranajes se pueden medir mediante su TAN.

• Los aditivos alcalinos se utilizan para neutralizar los ácidos mencionados anteriormente y también ayudan a prevenir la formación de sulfatos en un aceite de trabajo. Un aceite formulado a menudo contiene KOH ( hidróxido de potasio ), una base fuerte, en pequeñas cantidades, ya que es un neutralizador eficaz utilizado en el refinado del petróleo. ^{[ 6 ]} Los aditivos que realizan una función similar en un aceite de motor incluyen sulfonatos de magnesio y calcio, salicilatos y fenatos. ^{[ 4 ]} Estos son los aditivos detergentes mencionados anteriormente. Para medir el potencial de alcalinidad de un aceite formulado, se analiza para obtener la cantidad equivalente de KOH para llegar al Número Básico Total (TBN) del aceite con unidades de mg de KOH por gramo de aceite. A medida que el paquete de aditivos se degrada, el TBN disminuirá hasta que sea necesario reemplazar el aceite de motor. El uso continuado del aceite permitirá la formación de lodos, barnices y corrosión del metal. ^{[ 4 ]} Una medida importante de la degradación y la longevidad de un aceite de motor es su TBN en relación con un aceite nuevo.

Para lubricidad

• Los modificadores o reductores de fricción, como el disulfuro de molibdeno ("moly"), se utilizan para aumentar la eficiencia del combustible del motor al reducir la fricción entre las piezas móviles. ^{[ 7 ]} Los modificadores de fricción alteran la lubricidad del aceite base. Históricamente, se utilizó aceite de ballena . ^{[ 8 ]} En ^{[ 9 ]} se muestra cómo el uso de aditivos antifricción puede aumentar la eficiencia energética de un motor.

• Los agentes de extrema presión se adhieren a las superficies metálicas, impidiendo que entren en contacto incluso a alta presión .
• Los aditivos antidesgaste o inhibidores del desgaste crean una película alrededor de las piezas metálicas, lo que ayuda a mantenerlas separadas. El dialquilditiofosfato de zinc ^{[ 10 ]} o los ditiofosfatos de zinc son comunes, aunque el uso de zinc está disminuyendo en los aceites de motor modernos.
• Nanopartículas que forman recubrimientos de carbono tipo diamante, que mejoran la incrustación y pueden lograr una superlubricidad . La tecnología se desarrolla con el Laboratorio Nacional Argonne y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico y constituye la base del producto TriboTEX. ^{[ 11 ]} La capacidad de esta tecnología para reducir e incluso reparar el desgaste se describió en la revista NASA Spinoff . ^{[ 12 ]}
• Las nanopartículas de disulfuro de tungsteno inorgánico tipo fullereno (IF-WS2), con una morfología de esfera hueca ( tipo fullereno ), proporcionan una lubricidad extrema , antifricción y alta resistencia al impacto (hasta 35 GPa). Las partículas IF-WS2 fueron descubiertas por el profesor Reshef Tenne en el Instituto Weizmann de Ciencias . A diferencia de los aditivos lubricantes estándar que tienen estructuras tipo plaqueta con propiedades tribológicas moderadas, las partículas IF-WS2 tienen decenas de capas concéntricas enjauladas, lo que hace que estas partículas sobresalgan bajo presión o carga extremas. Las partículas IF-WS2 están disponibles en forma de polvo seco , así como en dispersión en aceite, agua y disolvente . Estas dispersiones se utilizan en la formulación de diversos lubricantes , grasas , fluidos para el trabajo de metales , recubrimientos , pinturas y polímeros .

El aceite de motor se fabrica con numerosos aditivos, y también existen aditivos de posventa . Una inconsistencia notable de los aditivos de posventa de gran consumo es que a menudo utilizan aditivos ajenos al aceite de motor. Por otro lado, también se venden aditivos comerciales diseñados para intervalos de cambio de aceite prolongados (para reemplazar los aditivos agotados en el aceite usado) o para formular aceites in situ (para elaborar un aceite de motor personalizado a partir de una base). Los aditivos comerciales son idénticos a los aditivos que se encuentran en el aceite de motor convencional, mientras que los aditivos de gran consumo contienen una combinación de ambos.

Aunque el PTFE, un sólido, se usó en algunos aditivos de aceite del mercado de repuestos, algunos usuarios dijeron que el PTFE se aglomeraba, obstruyendo los filtros. Ciertas personas en la década de 1990 informaron que esto fue corroborado por la NASA ^{[ 13 ]} y universidades estadounidenses. ^{[ 14 ]} Sin embargo, si las partículas de PTFE son más pequeñas que las que aparentemente se usaban en las décadas de 1980 y 1990, entonces el PTFE puede ser un lubricante efectivo en suspensión. ^{[ 15 ]} El tamaño de la partícula y muchos otros componentes interrelacionados de un lubricante hacen que sea difícil hacer afirmaciones generales sobre si el PTFE es útil o dañino. Aunque el PTFE ha sido llamado " la sustancia más resbaladiza conocida por el hombre ", ^{[ 16 ] [ 17 ]} difícilmente haría algún bien si permanece en el filtro de aceite .

Algunos aditivos para aceite de motor de venta masiva, especialmente los que contienen PTFE / Teflón (por ejemplo, Slick 50 ) ^{[ 18 ]} y parafinas cloradas (por ejemplo, Dura Lube ) ^{[ 19 ]} , provocaron una fuerte reacción negativa por parte de los consumidores; la Comisión Federal de Comercio de EE. UU . investigó muchos aditivos para aceite de motor de venta masiva a finales de la década de 1990. Si bien no hay razón para afirmar que todos los aditivos para aceite utilizados en el aceite de motor envasado sean buenos y todos los aditivos para aceite del mercado de repuestos sean malos, ha habido una tendencia en la industria del mercado de repuestos a hacer afirmaciones infundadas sobre la eficacia de sus aditivos para aceite. Estas afirmaciones sin fundamento han llevado a los consumidores a ser inducidos a agregar una botella de químicos a sus motores que no reducen las emisiones, no mejoran la resistencia al desgaste, no reducen las temperaturas, no mejoran la eficiencia ni prolongan la vida del motor más que lo que lo haría el aceite (mucho más barato). Muchos consumidores están convencidos de que los aditivos para aceite del mercado de repuestos funcionan, pero muchos otros están convencidos de que no funcionan y que, de hecho, son perjudiciales para el motor. El tema se debate acaloradamente en Internet .

• Aditivo para combustible
• Gasoline additive
• Oil analysis – Laboratory analysis of an oil based lubricant's properties and contaminants
• Tribology, the science of friction, lubrication and wear

• Enlace al panel de aditivos para petróleo del Consejo Estadounidense de Química (American Chemistry Council) con los fabricantes de aditivos para aceites.
• Cómo funcionan los aditivos para aceites. Enlace a fabricantes de aditivos para aceites.