¿Qué son los modificadores de fricción?

¿Qué es un modificador de fricción? ¿Cómo ayudan a un aceite a proteger la maquinaria?

Los modificadores de fricción y agentes anti-desgaste son moléculas polares añadidas a los lubricantes con el objetivo de minimizar contactos superficiales ligeros (rodantes y deslizantes) que pueden presentarse en ciertos diseños de máquinas. También se les conoce como aditivos para lubricación a película límite.

Los ésteres, ácidos grasos naturales y sintéticos así como algunos materiales sólidos como el grafito y el bisulfuro de molibdeno se utilizan para esos propósitos. Esas moléculas tienen un extremo polar (cabeza) y otro que es soluble en el aceite (cola). Una vez en operación, el extremo polar encuentra una superficie metálica y se adhiere a ella. Si usted fuese capaz de ver la orientación de las moléculas en la superficie, tendrían la apariencia de algo similar a las fibras de una alfombra, con cada molécula orientada verticalmente una junto a las otras.

Si el contacto de fricción es leve, esas moléculas proporcionarán un efecto amortiguador cuando las superficies recubiertas con el aditivo entran en contacto entre sí. Si el contacto es fuerte, las moléculas son barridas, eliminando cualquier beneficio potencial del aditivo.

Cuando los diseñadores de las máquinas anticipan que el contacto entre las superficies va a ser más intenso (por cargas de choque, por ejemplo), entonces el diseñador seleccionará un modificador de fricción más fuerte, como un anti-desgaste. El dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP) es un agente anti- desgaste común. Este tipo de aditivo literalmente reacciona con la superficie metálica cuando la energía de reacción (temperatura) es suficientemente alta. La capa de reacción se sacrifica y provee protección a la superficie.

Conforme incrementa la carga y el contacto metálico, aumenta el proceso de reacción y la fuerza del aditivo. Esto lleva al uso de aditivos extrema presión (EP) químicos a base de azufre-fósforo. Los aditivos EP forman sales órgano-metálicas en las superficies cargadas que sirven como películas de sacrificio que protegen contra el agresivo daño en la superficie.

Hay dos tipos de aditivos EP, los que son dependientes de la temperatura y los que no lo son. Entre los tipos más comunes dependientes de la temperatura están el boro, cloro, fósforo y azufre. Ellos se activan al reaccionar con la superficie metálica cuando se elevan las temperaturas debido a la presión extrema. La reacción química entre el aditivo y la superficie de metal es controlada por el calor producido por la fricción.

Muy similar al efecto que se produce al frotar sus manos, conforme las superficies entran en contacto entre sí, se genera calor por medio de fricción y presión. Al reaccionar con la superficie de metal, esos tipos de aditivos forman nuevos compuestos tales como cloruros de hierro, fosfuros de hierro y sulfuro de hierro (dependiendo del tipo de compuesto empleado). Las sales metálicas producen una película química (como un jabón) que actúa como una barrera para reducir fricción, desgaste y daño al metal, eliminando la posibilidad de que se suelden.

Noria Corporation. Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América.