Figura 1. Tipos de básicos vs. rango de temperatura de operación
La polialfaolefina es la principal base lubricante sintética usada en lubricantes industriales y automotrices. Es un hidrocarburo sintetizado (SHC, por sus siglas en inglés) que copia la mejor estructura del hidrocarburo (ramificada) que se encuentra en los aceites minerales.
Características de la polialfaolefina
La polialfaolefina no contiene estructuras en forma de anillos, dobles enlaces, azufre, nitrógeno o ceras. La ausencia de estas estructuras y materiales da como resultado una base lubricante no polar con un alto índice de viscosidad (de aproximadamente 130), excelentes características de flujo a baja temperatura y bajo punto de fluidez, buena estabilidad a la oxidación, y compatibilidad con aceites minerales, pinturas y sellos que se encuentran comúnmente en sistemas de lubricación. Por su estructura controlada, las PAO’s no contienen hidrocarburos livianos y más volátiles (pequeños); esto reduce su volatilidad, genera menos emisiones en los gases de escape y aumenta el punto de inflamación.
Las PAO’s se utilizan ampliamente en lubricantes para automóviles, así como en hidráulicos, engranajes, rodamientos y cojinetes que trabajan en temperaturas extremas. También se emplean como bases lubricantes para algunas grasas con amplio rango de temperatura. Una aplicación en la que no han funcionado muy bien es en los compresores reciprocantes de aire con alta temperatura de descarga (alta presión) donde los depósitos en las válvulas han sido un problema.
Sin embargo, nada es perfecto, y las bases lubricantes sintéticas tipo polialfaolefina tienen algunas características negativas. Entre ellas están el encogimiento de los sellos y problemas para disolver los aditivos más comunes. Por lo regular se mezclan o combinan con bases lubricantes sintéticas tipo éster para proporcionar una mezcla de bases lubricantes que elimina estas características negativas. Las polialfaolefinas también tienen poca resistencia al fuego y mala biodegradabilidad.
Figura 2. Comparación entre básicos lubricantes sintéticos
El término hidrocarburo sintetizado es un vocablo general. Varias bases lubricantes sintéticas caen dentro de la categoría SHC. Entre ellas están las PAO’s y los relativamente comunes Poli isobutilenos (PIB, por sus siglas en inglés), los cuales se utilizan en ocasiones como aditivos del aceite o como bases lubricantes en motores de dos tiempos.
Fortalezas
- Alto índice de viscosidad (IV, por sus siglas en inglés)
- Alta estabilidad a la oxidación térmica.
- Baja volatilidad
- Buenas propiedades de fluidez a bajas temperaturas.
- No tóxico
- Compatible con aceites minerales y ésteres
Debilidades
- Limitada biodegradabilidad
- Limitada solubilidad de aditivos
- Riesgo de encogimiento de sellos
Aplicaciones
- Aceites de motor
- Aceites para engranajes
- Aceites para rodamientos y cojinetes
- Aceites para compresores
- Grasas de alta temperatura
- Aplicaciones en componentes lubricados de por vida.
Figura 3. Estabilidad a la oxidación
Historia y hechos de las polialfaolefinas
- Desarrolladas en la década de los 1930; los primeros aceites comerciales para motor en los años 1970
- Hechas de gas etileno; dependen del petróleo/gas natural
- Mayor resistencia a la temperatura que el aceite mineral
- PAO hasta 160 °C (320 °F) aproximadamente en servicio continuo; 270 °C (520 °F) en servicio intermitente
- Sin contenido de cera, por lo tanto, de todos los sintéticos es el que cuenta con la mejor estabilidad a baja temperatura (menos 40 °C a menos 45 °C, o menos 50 °C, aproximadamente)
- Mayor IV (130 a 140) que el aceite mineral (cercano a 100)
- Menos volatilidad que el aceite mineral (mayor punto de inflamación, menos inflamable, menores emisiones de hidrocarburos)
- Menor lubricidad natural que el aceite mineral
- La base lubricante de polialfaolefina no necesariamente produce menos desgaste que el aceite base mineral (depende de las propiedades de los aditivos)
- Compatible con aceites de base mineral
- Problemas: no polar (baja solvencia natural, mala solubilidad de aditivos, menor lubricidad y resistencia de película)
- Forma depósitos duros en compresores reciprocantes de aire
- Debe mezclarse entre un 5 y un 20 por ciento con base lubricante tipo éster para elongar sellos, mejorar la solubilidad de los aditivos y la lubricidad
- No es biodegradable
- Cuesta en promedio cuatro veces más que el aceite mineral, pero menos que otros sintéticos.
Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América