Localizando los dispersantes en su reporte de análisis de aceite

En su reporte de análisis de aceite de rutina, la respuesta sería “ninguno”. Un dispersante en el aceite se define como un aditivo, usualmente no metálico (“libre de cenizas”), el cual mantiene las partículas finas de materiales insolubles en una solución homogénea. Por lo tanto, no permite que las partículas se acumulen y se asienten. La composición química más común de un dispersante es un poli-isobutileno succiniamida.

Los dispersantes, además de los antioxidantes, mejoradores del índice de viscosidad y algunos aditivos anti-espumantes son moléculas orgánicas. Una molécula de aditivo orgánico contiene carbono, hidrógeno y posiblemente oxígeno, nitrógeno o azufre, ninguno de los cuales se detectan rutinariamente usando espectrometría de elementos.

Los aditivos metálicos típicamente monitoreados mediante análisis de elementos son los siguientes:

• Aditivos antidesgaste – zinc y fósforo (ZDDP)
• Extrema presión – fósforo
• Detergentes – calcio y magnesio

Sin embargo, la espectrometría de elementos tiene dos limitaciones importantes respecto al análisis de los aditivos. En primer lugar, la técnica no mide realmente los aditivos, sino más bien los elementos individuales o átomos contenidos dentro de la molécula del aditivo. Si bien este comentario puede parecer obvio, tiene serias implicaciones cuando se habla de tendencias de agotamiento de aditivos.

Para entender el problema potencial, piense en uno de los aditivos más comunes, el dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP), un aditivo antidesgaste y antioxidante. Dependiendo de la formulación, un fluido hidráulico común anti-desgaste puede contener de 100 a 500 ppm de ZDDP, medida por las concentraciones elementales de zinc y fósforo. Someter a un aceite que contiene ZDDP a altas temperaturas y altos niveles de humedad probablemente resultará en agotamiento significativo del aditivo debido a la hidrólisis, que es una reacción química entre la molécula de agua y el ZDDP. Bajo tales circunstancias, los subproductos finales de la reacción de hidrólisis probablemente serán sales de zinc y fosfatos, los cuales, a pesar de no ser ZDDP químicamente, pueden permanecer en solución en el aceite.

El resultado es que al considerar sólo las concentraciones del zinc y fósforo, la diferencia entre el zinc y el fósforo “bueno” en forma de ZDDP y el zinc y fósforo “malo” de los subproductos de la reacción, será casi imposible de determinar.

La segunda limitación del uso de la espectrometría de elementos para monitorear el agotamiento de aditivos es quizás aún más fundamental. Muchos aditivos comunes, tales como antioxidantes, dispersantes, mejoradores del IV y algunos aditivos anti-espumantes, son moléculas orgánicas. En pocas palabras, una molécula de aditivo orgánico contiene carbono, hidrógeno y quizás oxígeno, nitrógeno o azufre. Debido a que ninguno de estos elementos se detectan rutinariamente usando espectrometría de elementos, la espectrometría por electrodo de disco rotatorio (RDE) o plasma inductivamente acoplada (ICP), ofrecen poca o ninguna ayuda en el monitoreo de la salud de un aditivo orgánico.

Una herramienta más precisa para medir el agotamiento del aditivo es la espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). El monitoreo del espectro FTIR le permitirá revisar el contenido de dispersantes.