La lubricación y la contaminación

La lubricación y la contaminación
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El aceite lubricante, no formulado específicamente, puede actuar negativamente sobre el sistema de post-tratamiento de los gases de escape – Porsche.


En esta nota, la intención es mostrar, de alguna manera, la relación importante entre la lubricación y la contaminación, que genera el motor de combustión interna.
En realidad, si no se utiliza un aceite lubricante “especialmente formulado”, el mismo va a influir negativamente, en especial en el sistema de tratamiento de los gases de escape. Nos referimos, al dispositivo de post-tratamiento (catalizador) de los gases, pudiendo comprometer la eficiencia del proceso de conversión anti-contaminación.
Las terminales automotrices y los fabricantes de motores del mundo han desatado una guerra, contra las emisiones que contaminan el medio ambiente. Con el uso de catalizadores, montados sobre los automóviles cerca de mediados de la década del ’90, y con la reciente introducción en los motores de ciclo Diesel de los filtros antipartículas (FAP o DPF), las petroleras productoras de aceites lubricantes, tuvieron que desarrollar nuevos productos.




Sistema clásico de tratamiento del escape FAP (Filtro Anti-Partículas). El control o central del motor, gestiona oportunamente la inyección, atrasándola, elevando la temperatura del filtro para su regeneración – Grupo PSA. 1. Motor Diesel PSA. 2. Sistema de escape FAP. 3. Depósito de gasoil. 4. Unidad de control del motor. 5. Sistema de inyección de gasoil “Common rail”. 6. Sensor de presión diferencial (determina el grado de saturación del FAP).


A esta evolución no se le dio nunca la importancia necesaria, debido a que el aceite es un producto que no muestra, realmente, el esfuerzo y la inversión de la empresa petrolera que lo ha formulado, para uso y exigencia determinados. En la mayoría de los casos –tanto mecánicos como usuarios– no conocen sus características y sus propiedades, haciendo entonces una elección errónea, que a veces se torna peligrosa. Esto significa que el uso de aceites lubricantes, no adaptados y que no respetan las especificaciones impuestas por las organizaciones técnicas internacionales, o simplemente lo recomendado por las terminales automotrices, puede deteriorar gravemente al motor.
Si, por ejemplo, en un motor Diesel con tecnología FAP (Filtro Anti Partículas), se utiliza un aceite no adecuado, el filtro de tratamiento de los gases de escape antes mencionado, tendrá una vida útil muy corta, con graves repercusiones para el motor mismo.
Similares afirmaciones deben ser hechas, también para los catalizadores usados sobre vehículos equipados con motor de ciclo Otto (nafta/gasolina). Las consideraciones hechas por especialistas en el sector de la lubricación, hacen referencia a la particularidad de los aceites para motor –por ejemplo– muy necesarios, para los automóviles de última generación.
Por lo tanto, se debe tener muy en cuenta el uso –sobre estos motores– de productos vendidos hace algunos años, es decir de lubricantes no aconsejados. Los lubricantes que no perjudican, los sistemas de post-tratamiento de los gases de escape, son generalmente llamados SAPS (Sulphated Ash, Phosphours and Sulphur), es decir que pueden generar cenizas sulfatadas en pequeñas cantidades, y que poseen bajo contenido de fósforo y azufre.
Son reconocibles, debido a que res- petan las nuevas normas ACEA (Asociación Constructores Europeos de Automotores).
Respecto a los aceites que deterioran el sistema de post-tratamiento de los gases de escape, antes de describir las características de los lubricantes de última generación, es necesario comprender de qué manera los mismos interactúan con los sistemas de post-tratamiento. Es sabido que cierta parte de los gases de la combustión pasa al cárter del motor (debido a que la estanquidad de los aros de pistón no es perfecta), y se mezcla con los vapores lubricantes, presentes en el mismo cárter.
El conjunto de estos compuestos gaseosos, conocidos como gases de “blow-by”, son reaspirados otra vez a la cámara de combustión a través de un circuito especial. Obviamente, para los europeos, estos vapores “tan contaminantes”, no pueden ser expulsados en el medio ambiente, como se hacía hace varias décadas.
También, cuando hay flojedad en el motor (excesivo desgaste del conjunto pistón-aros-cilindro), debido a que el mismo es viejo, se genera una elevada emisión de vapores de aceite.




Comparación de un catalizador, usado con aceite de bajo contenido de cenizas, y uno usado con un lubricante de elevado contenido. Los dos sistemas tienen la misma cantidad de horas de trabajo.


Es decir que quienes formulan y desarrollan un aceite lubricante, deberán tener en cuenta dos objetivos principales:

• El primero es que el lubricante debe asegurar siempre la presencia de la película necesaria, sobre las paredes de los órganos mecánicos, sin la cual el desgaste de dichos órganos sería precoz con consecuencias desastrosas.
• El segundo objetivo es que la cantidad de aceite que ingresa a la cámara de combustión y se quema, no debe generar componentes o elementos que contaminen el sistema de post-tratamiento de los gases de escape, reduciendo como consecuencia su eficiencia.

Es importante destacar que las últimas normas anticontaminación internacionales prevén la concreción de pruebas denominadas de “durabilidad”, con las cuales se verifica que las emisiones de sustancias nocivas permanezcan reducidas (dentro de los límites que imponen las normas), también después de que el vehículo haya recorrido muchos kilómetros. En lo relacionado con la influencia de las cenizas, respecto al sistema de post-tratamiento de los gases de escape, puede que el FAP (Filtro Anti Partículas), utilizado sobre todos los motores Diesel modernos, que debe disminuir el carbono particulado que inevitablemente se genera como resultado de la combustión. Cabe señalar que la cantidad de estos residuos ha sido reducida a través del tiempo, gracias a la continua evolución del sistema de alimentación –inyección directa de gasoil– y al diseño de la cámara de combustión.




Detalle del catalizador para motores de ciclo Diesel, con sistema FAP (Filtro Anti Partículas).


La acción del filtro anti-partículas, es del tipo físico y no químico, como es el caso de los catalizadores de los motores de ciclo Otto. En síntesis, el FAP es construido con los conductos abiertos en forma alternada, con fondo cerrado y paredes porosas, en los cuales entra el gas de escape. Las partículas de hollín permanecen entonces atrapadas en su interior. Es obvio que es necesario regenerar periódicamente el filtro. En realidad, si esta acción no se concretara con regularidad, con el uso, el dispositivo se satura haciendo prácticamente imposible el funcionamiento normal del motor.
La regeneración se realiza a través del comando –efectuado en forma oportuna– por el sistema de alimentación, ya que el mismo, en realidad efectúa inyecciones retardadas, y por lo tanto la combustión de gasoil continúa también en la primera parte del sistema de escape.
La temperatura del FAP crece por ello, hasta cerca de los 600 grados C, por un tiempo limitado, pero suficiente para quemar las partículas de hollín, que quedan atrapados en el interior.




Verificación en banco de pruebas, de las solicitaciones a que está sometido el motor, y de las bondades que de- ben reunir los aceites lubricantes, sin deteriorar los filtros de tratamiento de los gases de escape.


Cabe destacar, sin embargo, que las cenizas generadas por la combustión del aceite (recirculado a través del circuito de blow-by), y acumuladas en el filtro, no son eliminadas durante el proceso de regeneración y con el tiempo saturan a dicho filtro.




Dos pistones que funcionan con distintos aceites, el de la izquierda no tiene practicamente ningún depósito, el de la derecha tiene placas formadas por la poca estabilidad térmica del aceite lubricante.


Por este motivo, es imperativo usar –en los motores Diesel de última generación– el lubricante específico.
En lo referente a los lubricantes, que no perjudican al sistema de post-tratamiento de los gases de escape, los compuestos derivados del aceite, que permanecen atrapados en el FAP –y no pueden ser eliminados en la regeneración– se llaman cenizas sulfatadas. Esta denominación deriva del nombre usado en el laboratorio, durante el proceso de formulación del lubricante, con el cual es medida la misma ceniza.
Con este método, en realidad se quema el aceite en presencia del ácido sulfúrico. Lo que queda de la combustión, está constituido de sulfatos metálicos y son normalmente pesados (sometidos a un pesaje). Por lo tanto, se obtiene el índice de los residuos no eliminables, con elevación de la temperatura del filtro. Las cenizas son debido a la presencia de compuestos metálicos, que se encuentran en los aditivos agregados al lubricante, necesarios para darles características específicas. Los principales compuestos son: el zinc (usado en los aditivos antioxidantes y anti-desgaste), el calcio y el magnesio (presentes en los aditivos detergentes), que mantienen limpias las partes del motor, especialmente aquellas con temperatura más elevada, como por ejemplo: el cielo del pistón.