SAE J300

SAE J300 es una norma que define las propiedades viscométricas de los aceites de motor monogrado y multigrado , mantenida por SAE International . ^{[ 1 ]} Los parámetros clave para la viscometría del aceite de motor son la viscosidad cinemática del aceite , su viscosidad a alta temperatura y alta cizalladura medida con el simulador de cojinete cónico , y las propiedades a baja temperatura medidas con el simulador de arranque en frío y el miniviscosímetro rotacional . Esta norma se utiliza comúnmente en todo el mundo, y entre las organizaciones de normalización que la emplean se incluyen API e ILSAC , ^{[ 2 ]} y ACEA . ^{[ 3 ]}

La SAE cuenta con un sistema de clasificación de viscosidad independiente para aceites de engranajes, ejes y transmisiones manuales, la SAE J306 , que no debe confundirse con la viscosidad del aceite de motor. Un número más alto en un aceite de engranajes (por ejemplo, 75W-140) no significa que tenga mayor viscosidad que un aceite de motor 20W-50.

En la norma SAE J300 (2021), los grados de viscosidad son 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, 8, 12, 16, 20, 30, 40, 50 y 60. ^{[ 4 ] [ 1 ]} En Estados Unidos, estos números se suelen denominar "peso" de un aceite de motor, y los aceites de motor de un solo grado se denominan a menudo aceites "de peso fijo". Los grados con la designación W se consideran grados de invierno e indican las propiedades de un aceite de motor a bajas temperaturas, mientras que los grados que no son de invierno indican las propiedades de un aceite de motor a la temperatura de funcionamiento del motor. ^{[ 5 ]} Los grados de viscosidad SAE 8 a SAE 16 describen aceites que pueden mejorar el ahorro de combustible mediante la reducción de la fricción hidrodinámica . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Para asignar grados de invierno, la viscosidad dinámica se mide a diversas temperaturas frías, especificadas en J300, en unidades de mPa·s, o en las unidades no SI equivalentes, centipoise (abreviado cP), utilizando dos métodos de prueba. Estos son el simulador de arranque en frío (CCS, ASTM D5293) y el miniviscosímetro rotacional (bombeo, ASTM D4684). Cada temperatura se asocia con un grado, SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W o 25W, donde los números de grado más altos corresponden a temperaturas más altas. El aceite no supera la prueba a una temperatura determinada si es demasiado viscoso. El grado del aceite es el asociado con la temperatura más baja a la que el aceite supera la prueba. Por ejemplo, si un aceite supera la prueba a las temperaturas especificadas para 10W y 5W, pero no a la temperatura 0W, el aceite es de grado 5W. No puede etiquetarse como 0W o 10W.

Para asignar grados que no sean de invierno, la viscosidad cinemática se clasifica según ASTM D445 o ASTM D7042, midiendo el tiempo que tarda una cantidad estándar de aceite a una temperatura de 100 °C (212 °F) en fluir a través de un orificio estándar, en unidades de mm² ^/ s (milímetros cuadrados por segundo) o las unidades antiguas equivalentes no SI, centistokes (abreviado cSt). Cuanto más tiempo tarda, mayor es la viscosidad y, por lo tanto, mayor es el código SAE. Los números más grandes indican mayor viscosidad. J300 especifica un rango de viscosidad para cada grado que no sea de invierno, donde los números de grado más altos corresponden a viscosidades más altas. Además, también se requiere una viscosidad mínima medida a alta temperatura y alta velocidad de cizallamiento (HTHS, ASTM D4683).  

Antes del descubrimiento de los yacimientos petrolíferos en Pensilvania , los aceites lubricantes consistían principalmente en aceites animales y vegetales, como la manteca de cerdo y el aceite de ricino. Sin embargo, con la apertura de estos yacimientos, los lubricantes derivados del petróleo irrumpieron rápidamente en el mercado. Inicialmente, existía cierto escepticismo en torno a estos aceites, considerados inferiores a sus homólogos animales y vegetales. Para reducir costes, algunos comenzaron a mezclar aceites derivados del petróleo con aceites animales o vegetales, vendiendo a menudo estas mezclas a precios normales sin revelar la presencia de aceites derivados del petróleo. Esta práctica de adulteración fue mal vista, lo que impulsó a químicos y expertos en petróleo a desarrollar pruebas para detectar este tipo de fraude. Se diseñaron pruebas como la viscosidad, la gravedad específica, el punto de inflamación, el punto de combustión, el punto de fluidez, el índice de acidez y el índice de saponificación para distinguir entre aceites derivados del petróleo y aceites animales/vegetales. De estas, si bien algunas, como la viscosidad, eran relevantes para seleccionar el aceite adecuado para una aplicación, la mayoría solo servían para detectar la adulteración. A menudo, se especificaban valores de prueba concretos como requisitos a pesar de ser irrelevantes, lo que generaba injustamente la percepción de que el petróleo de Pensilvania era inferior. A pesar de estas dificultades, los aceites de Pensilvania reemplazaron gradualmente a los aceites animales y vegetales en muchas aplicaciones porque eran baratos y proporcionaban una buena lubricación. ^{[ 9 ]}

A medida que los yacimientos petrolíferos de las regiones central, occidental y suroccidental de Estados Unidos comenzaron a producir, nuevos aceites entraron en el mercado, compitiendo con los aceites de Pensilvania. Los químicos descubrieron variaciones en las propiedades de estos aceites en comparación con los de Pensilvania. Nuevamente, estos aceites a menudo se consideraban inferiores basándose únicamente en pruebas específicas, a pesar de que dichas pruebas no guardaban relación con la aplicación concreta, pero finalmente los nuevos aceites se hicieron un hueco en el mercado gracias a sus méritos. Aunque los aceites diferían en sus características, la mayoría de los automóviles podían utilizar una gran variedad de ellos. ^{[ 9 ]}

En junio de 1911, la SAE publicó la Especificación No. 26 para "aceite lubricante ligero para motores de automóviles", ^{[ 10 ]} la primera especificación formal de este tipo. ^{[ 11 ]} HC Dickinson, de la Oficina de Normas, intentó igualmente con ahínco que las grandes compañías petroleras se pusieran de acuerdo sobre las viscosidades representadas por los términos "ligero", "medio", "pesado", "extra pesado", etc. Estos esfuerzos no tuvieron éxito, ya que estos nombres estaban vinculados a las marcas comerciales y la publicidad de las compañías petroleras. Las compañías comercializaban el mismo aceite como aceite "pesado" para automóviles y aceite "ligero" para tractores, y diferentes compañías podían llamar a este aceite "pesado" para automóviles aceite "ligero" o "medio" para automóviles. A partir de 1920, la SAE comenzó a trabajar en la elaboración de un conjunto de especificaciones más extenso. ^{[ 12 ]} En 1921, el gobierno de EE. UU. elaboró ​​especificaciones de lubricación para facilitar la compra de aceite por parte del gobierno. ^{[ 9 ]} Representantes del gobierno, la SAE y el Instituto Americano del Petróleo se reunieron en 1922, ^{[ 13 ]} lo que resultó en que la SAE adoptara una especificación para 10 grados de aceite en marzo de 1923. ^{[ 11 ] [ 9 ]} Esta especificación no se adoptó para uso general. Los refinadores consideraron que marcar sus aceites con las especificaciones de la SAE los asociaría con aceites de calidad inferior. Además, las especificaciones incluían muchas pruebas que eran irrelevantes para el rendimiento de los automóviles. ^{[ 9 ]}

Para 1926, se había hecho evidente que la distinción ligero/medio/pesado no era práctica para los usuarios de automóviles. ^{[ 9 ]} En el otoño de 1925, una reunión conjunta de miembros del comité de la SAE y la ASTM (ingenieros automotrices y petroleros) elaboró ​​un nuevo estándar. La SAE adoptó este estándar en julio de 1926. ^{[ 14 ]} Este estándar era similar al estándar moderno de grado único en que tenía números de grado sin relación directa con ninguna propiedad medida, pero estaba ordenado por viscosidad ascendente, y contenía seis grados del 10 al 60. ^{[ 11 ]} Para 1928, el estándar estaba siendo ampliamente adoptado por las compañías petroleras y automotrices. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} El grado 70 se agregó en 1928. ^{[ 17 ]} En 1933, la SAE propuso los grados 10W y 20W, ^{[ 11 ]} que tuvieron un uso popular ^{[ 18 ]} a pesar de no haber sido adoptados formalmente hasta 1950. ^{[ 11 ]}

En 1950, se eliminaron los grados 10, 60 y 70, se agregaron nuevos grados 5W, 10W y 20W, y se simplificaron los criterios de prueba. El esquema de etiquetado multigrado fue aprobado en 1955. El identificador J300 se agregó alrededor de 1962. Los criterios se reformularon en 1967 para usar la viscosidad cinemática en centiStokes y el simulador de arranque en frío. El grado 15W se agregó en diciembre de 1975. ^{[ 11 ] [ 19 ]} En 1980, se agregaron los grados 0W y 25W, y una prueba de bombeabilidad a baja temperatura. El grado 60 se agregó nuevamente en 1987. La viscosidad HTHS se agregó en 1992. ^{[ 19 ]}

El grado 16 se agregó en 2013. Michael Covitch de Lubrizol, presidente del grupo de trabajo de la SAE International Engine Oil Viscosity Classification (EOVC), declaró: "Si continuáramos contando hacia abajo desde SAE 20 a 15 a 10, etc., nos enfrentaríamos a continuos problemas de confusión del cliente con grados de viscosidad populares para bajas temperaturas como SAE 10W, SAE 5W y SAE 0W", señaló. "Al optar por llamar al nuevo grado de viscosidad SAE 16, establecimos un precedente para los grados futuros, contando hacia abajo de cuatro en cuatro en lugar de cinco: SAE 12, SAE 8, SAE 4". ^{[ 20 ]} Esta revisión también elevó la viscosidad cinemática mínima no invernal a 100 °C de 5,6 cSt a 6,9 cSt. Los fabricantes de dispositivos de control de motor accionados hidráulicamente solicitaron una tolerancia de viscosidad más estricta, y la SAE determinó que el límite inferior anterior no se estaba utilizando en el mercado. ^{[ 21 ]}

Los grados 8 y 12 se agregaron en 2015. ^{[ 19 ]} El uso de ASTM D7042 para determinar la viscosidad cinemática de baja velocidad de corte se agregó en 2021. ^{[ 1 ]}

• Noria Corporation. "Cómo leer una lata de aceite" . Lubricación de maquinaria . Consultado el 18 de marzo de 2018 .