1. 1
Impacto de la lubricación efectiva en el sector del
autotransporte de carga.
Ariel Hernández Mascorro. MLA II.
Resumen:
El sector del autotransporte es una de las principales
actividades económicas del país y como actividad
económica debe ser redituable para los propietarios de
las unidades y dar confiabilidad en el servicio para los
usuarios. Los principales insumos de este sector son el
combustible, peaje, llantas, refacciones y en menor
grado, lubricantes. El objetivo de este artículo es
destacar los beneficios reportados en la literatura, que la
adecuada gestión del presupuesto destinado a los
lubricantes puede tener en la operación, a través de
factores como ahorro de combustible, extensión de la
vida útil de motores, disminución de gasto en
refacciones y reducción del impacto ambiental.
Introducción.
Cuánto cuesta, cuánto vale. La anterior es una cuestión
que surge con frecuencia en el mercado de los
lubricantes y está profundamente relacionada con el
costo inicial del lubricante y las consecuencias para el
área de mantenimiento en caso de que la elección no
haya sido óptima.
Dejando de lado la mercadotecnia, la elección correcta
de un lubricante no es necesariamente comprar el
lubricante más caro, sino el que el equipo necesita de
acuerdo a sus condiciones de operación, y una vez que
se tiene el lubricante adecuado, es preciso cuidarlo y
mantenerlo en condiciones óptimas.
Un lubricante adecuado, si se mantiene frio, si se
mantiene seco y sobre todo, se mantiene limpio, tendrá
una vida útil muy prolongada. La primera consecuencia
de lo anterior es la disminución de la frecuencia en los
cambios de aceite. Otra consecuencia; quizá la más
importante económicamente hablando, de la elección
correcta de lubricantes, es la mayor durabilidad de los
equipos. Esa mayor durabilidad representa una mayor
disponibilidad para trabajar, lo que inmediatamente se
traduce en mayor productividad y; por ende, mayores
utilidades.
¿Que son los lubricantes?
La definición básica de lubricante es una sustancia
solida, liquida o gaseosa que es capaz de formar una
película separadora entre dos superficies en
movimiento relativo entre sí, disminuyendo la fricción y
el desgaste. Los lubricantes más comunes, son los
aceites y las grasas; y estos pueden tener un origen
mineral o sintético.
Los lubricantes minerales, se obtienen del petróleo. El
petróleo crudo es una mezcla muy compleja de
componentes, para poder ser aprovechado este es
transportado hacia las refinerías, donde a través de un
proceso de destilación se van separando dichos
compuestos, en primera instancia, gases, como el
etileno y posteriormente combustibles como la gasolina
y el diesel, finalmente, las fracciones útiles para la
elaboración de lubricantes1
.
Estas fracciones son posteriormente tratadas en
diversos procesos, y la severidad de estos tratamientos
es lo que da origen a los tres primeros grupos de
básicos reconocidos por API (American Petroleum
Institute):
Tabla:
Grupo I Derivados del petróleo, obtenidos a través de
extracción por solventes.
Grupo II Derivado del petróleo, obtenidos a través de
hidrotratamiento
Grupo III Derivados del petróleo, obtenidos a través de un
hidrotratamiento severo.
Grupo IV Polialfaolefinas. Obtenidos a través de síntesis
química.
Grupo V Básicos diversos. Obtenidos a través de síntesis
química.
¿Qué es lubricar?
La definición más básica de lubricar, según la RAE, es
“hacer resbaladizo algo”. Aunque en esencia tal
definición es correcta, es asimismo, incompleta,
LUBRICAR es un conjunto de acciones, incluyendo la
aplicación de un lubricante; entendido este como
sustancia capaz de formar una adecuada película
interfacial, tendientes a incrementar la vida útil de los
equipos lubricados, así como optimizar su operación,
garantizando la confiabilidad de la infraestructura
productiva.
Se conocen varios regímenes de lubricación2
, descritos
en una grafica denominada Curva de Stribeck, (ver
figura).
Categoría Porcentaje Índice de
viscosidad
Saturados Azufre
API I <90 >0.03 80-120
API II 90 0.03 80-120
API III 90 0.03 120
API IV NA NA 130
API V NA NA 80-200

2. 2
Lubricación Límite. En esta fase, hay contacto entre
las superficies, la carga es soportada sobre capas de
óxidos, aditivos y asperidades superficiales.
Lubricación Mixta. Fase de transición entre lubricación
limite y establecimiento de película elastohidrodinámica
Lubricación Elastohidrodinámica. (EHL) La carga es
soportada por el fluido y por una deformación elástica de
las superficies en movimiento.
Lubricación Hidrodinámica. La carga es soportada
totalmente por el fluido.
Un análisis de la información anterior nos sugiere tanto
la importancia de una adecuada aditivación, para
condiciones de lubricación límite y mixta, así como la
importancia de la viscosidad del fluido, responsable de
formar, al fin y al cabo, la película de lubricación
hidrodinámica.
Es necesario notar el incremento de la fricción en la
lubricación hidrodinámica, debida a la resistencia misma
del fluido. Una alta viscosidad puede llegar a
proporcionar una ancha película lubricante, sin
embargo, ese grosor de película traerá consigo un gasto
energético innecesario, por lo que es pertinente;
también, balancear la protección del equipo con el gasto
energético al elegir un lubricante.
El motor diesel.
El motor diesel, fue diseñado por Rudolph Diesel en
1892. Este es un motor de combustión interna, cuyo
encendido se logra al inyectar combustible en una
cámara especial que tiene aire a una temperatura
superior a la de auto ignición del combustible utilizado,
sin necesidad de una chispa eléctrica que lo provoque.
El pistón es responsable de generar esta temperatura al
comprimir el aire atrapado en el cilindro. 3,4,5
Cuando está a punto de alcanzarse el punto de máxima
compresión, (punto muerto superior) y por ende,
máxima temperatura, el combustible es inyectado a alta
presión a través de la tobera del inyector con objeto de
que se atomice y se distribuya de manera uniforme con
el aire contenido6
, quemándose rápidamente. Esta
rápida combustión provoca una explosión (cambio
radical y repentino en volumen de un fluido gaseoso)
que empuja hacia abajo al pistón anteriormente
mencionado que al estar conectado con el cigüeñal,
convierte el movimiento lineal en rotacional.
El proceso de combustión.
La combustión es una reacción química entre el oxigeno
del aire y el combustible, esta reacción da como
resultado un gran desprendimiento de energía, así como
la generación de dióxido de carbono y trazas de agua,
cuando esta se lleva a cabo con un 100% de eficiencia,
esto es, cuando el combustible se quema totalmente.
En un motor de combustión interna, dado que el
combustible tiene que pasar del estado líquido al estado
gaseoso, la combustión no es un proceso eficiente al
100%, por lo que además del agua y del bióxido de
carbono, se observa la generación de otros
subproductos, generalmente vertidos a la atmosfera
como parte de los gases de escape.7
La naturaleza de
estos productos es dependiente de la manera en que se
quema el combustible (Ver figura).
La generación de residuos carbonosos se da en las
regiones 1 y 2, en tanto que la región 5 es aquella
donde se generan, principalmente, los óxidos nitrosos y
sulfurosos.
Fig. Dispersión del combustible
por el inyector. La región a es
combustible líquido. La región 1 es
muy rica en combustible para
quemarse adecuadamente, la
región 2 es rica en combustible,
en la región 3 la relación aire-
combustible, es estequiométrica.
La región 4 es pobre en
combustible, la región 5 es
demasiado pobre en combustible
para quemarse.
Esto nos indica que a menor
temperatura, mayor generación de contaminantes como
Material particulado y Combustible no quemado, en
tanto que una generación de óxidos de nitrógeno está
relacionada con alta presión en zonas pobres en
combustibles, ya que en esos lugares, el oxígeno, al no
tener combustible que oxidar, reaccionara con el
nitrógeno del aire.
Emisiones.
Las emisiones de la combustión del diesel son
complejas, desde el punto de vista cantidad de
sustancias presentes, muchas de las cuales estarán en
función del combustible, el vehículo, los hábitos de
manejo, entre otros factores. Entre esas especias, las
más relevantes desde los puntos de vista ambiental y
toxicológico son:
Material particulado: Carbón, cenizas metálicas.

3. 3
Gases: NO2, SO2, hidrocarburos aromáticos
policíclicos, compuestos orgánicos volátiles, aldehídos
etc.
API.
El American Petroleum Institute (API) es una asociación
comercial de cerca de 400 corporaciones implicadas en
la producción, el refinamiento, la distribución y otros
aspectos de la industria del petróleo y del gas natural.
Sus principales funciones incluyen la negociación con
las agencias gubernamentales y organismos
reguladores; investigación de efectos económicos,
toxicológicos, y ambientales; establecimiento y
certificación de los estándares de la industria (ver tabla
categorías de servicio API), y programas de
acercamiento a la comunidad a través de la
capacitación.
Esta organización emite un boletín denominado Motor
oil guide, dividido en categorías de servicio para
motores diesel y gasolina, Tales categorías de servicio
van de la mano con la evolución tecnológica de los
motores, siendo las más recientes las más exigentes
hacia los parámetros de desempeño que deben ofrecer
los lubricantes que aspiren a ostentar la dona de API, lo
que es una manera de de garantizar el desempeño
mínimo de los lubricantes en cuanto a protección del
motor, disminución de emisiones y ahorro de
combustible8
.
1
ACEA.
ACEA es la Asociación Europea de Constructores de
Automóviles. En el apartado de la lubricación, también
cuentan con una clasificación, a semejanza de API, con
las respectivas diferencias que sus desarrollos
tecnológicos tienen con los fabricantes americanos. La
clasificación cualitativa ACEA ha estado en uso desde
1996, la más reciente edición (2012) divide los
lubricantes para motor en 3 grupos, marcados con una
combinación de letras: A y B para motores diesel y
gasolina de vehículos ligeros y C, aceite para motores a
diesel y gasolina con sistemas de disminución de
emisiones específicos, E para transporte pesado.
Cada uno de estos grupos está dividido en niveles, tales
como A1/B1, A3/B3 etc. Es importante mencionar que
aceites con la denominación A/B y C son universales y
adecuados para motores a gasolina y diesel, aunado a
lo anterior, un número más alto no siempre indica un
mayor nivel de calidad en la clasificación ACEA9
.
Viscosidad.
Se considera la viscosidad (Cinemática) como la
característica fisicoquímica más importante de los
aceites lubricantes. Se define como la resistencia de un
fluido a fluir o deslizarse sobre si mismo por acción de la
gravedad.
Monogrados, multigrados y sintéticos.
A partir de la segunda mitad del siglo pasado, los
fabricantes de automóviles han llevado la pauta en
cuanto al desarrollo de motores y a los requerimientos
sobre los lubricantes para lubricar esos motores.
En la década de los 50 del siglo pasado, el producto
predominante eran los lubricantes monogrados, con el
inconveniente de que debían utilizarse por temporadas;
esto es, se requería de un grado de viscosidad en
verano y
otro en invierno. En los años 60 del siglo pasado,
surgieron los lubricantes multigrado, con lo que el
mismo producto podía utilizarse durante todo el año, no
era necesario ya un producto diferente por cada
temporada10
.
Figura: Comportamiento típico de lubricantes
monogrado y multigrado.
Conforme fueron avanzando las técnicas de refinación
del petróleo, se fueron obteniendo bases cada vez más
resistentes a fenómenos como oxidación y volatilización,
así como con mejores características de fluidez a bajas
temperaturas; asimismo, llegaron los lubricantes
sintéticos en la década de 1970.7
Desgaste en el arranque.
SI bien existe un consenso, es decir, una opinión
compartida, en la industria referente a que entre el 50 y
70 % del desgaste de los motores se da durante el
arranque, no hubo manera de corroborar este rango en
ninguna de las fuentes consultadas, aunque muchos
fabricantes de aditivos de post-tratamiento exhiben
valores aún mayores, aludiendo un estudio de
McDonell-Douglas, este tampoco pudo ser contrastado.
No obstante, las fuentes citadas en las referencias
concuerdan en que la utilización de un lubricante
mineral multigrado o de uno sintético disminuirían de

4. 4
manera sensible el nivel de desgaste en el arranque,
comparados con un lubricante mineral monogrado, por
su capacidad de fluir con mayor facilidad hacia los
puntos que requieren lubricación, así como por sus
mejores características de desempeño dadas por el
avance en los paquetes de aditivos.
Las garantías de motores se fijan comúnmente por un
periodo de 2 años, 250,000 millas o 6,250 horas de
trabajo, una adecuada lubricación, acompañada de un
seguimiento técnico a través de capacitaciones, análisis
de lubricante y una política de mantenimiento proactivo
permite alcanzar en algunos casos, más de 1 millón de
kilómetros recorridos o periodos de trabajo de más de
15,000 horas, vale la pena mencionar que algunas
marcas de lubricantes han publicado testimoniales de
desempeño con valores aún mayores.
El parámetro MOFT (Minimum oil film thickness, espesor
mínimo de película lubricante) de motores en
funcionamiento no presentaba una adecuada
correlación con los niveles de desgaste normal de estos
dispositivos en uso, por lo que se diseñó un método en
el cual el lubricante sería sometido a una temperatura
alta, y elevados esfuerzos de corte para determinar la
viscosidad en la que se presentara una mayor
correlación con los niveles de desgaste, de aquí la
utilización y utilidad del parámetro HT/HS.
HT/HS.
Las características de protección a alta temperatura,
ahorro de combustible y emisión de gases de efecto de
invernadero están relacionados con el parámetro
HT/HS11
, siglas que significan: High Temperature / High
Shear, y corresponden a una serie de pruebas ASTM12
que evalúan la viscosidad de un lubricante en
condiciones severas de trabajo, tales condiciones se
describen a continuación:
La temperatura para llevar a cabo la medición del
parámetro HTHS es 150 °C, entonces el lubricante es
sometido a un stress mecánico (High shear) de 1 millón
de operaciones de corte por segundo.
El término “High Shear” es, en pocas palabras, un gran
diferencial de velocidad entre dos superficies de fricción
que se están lubricando con un fluido determinado. Con
frecuencia es solo la velocidad del elemento móvil, ya
que la otra superficie suele ser estacionaria, sin
embargo, hay casos en los que las dos superficies son
móviles, tales como rodamientos antifricción donde el
elemento rodante y las pistas pueden moverse.
Se considera que el fluido adyacente a cada una de
estas superficies se encuentra "adherido" a estas, por lo
que da lugar a un gradiente de velocidad (Entendámoslo
como un diferencial de velocidad entre las capas
adheridas y las capas de fluido adheridas a las capas
adheridas, sucesivamente.) en el fluido entre ambas
superficies. Dado que el esfuerzo de corte es por
definición la magnitud de este gradiente de velocidad en
el fluido entre estas superficies, altas velocidades,
pueden considerarse equivalentes a altos esfuerzos de
corte (High Shear).
Gráfica: La grafica muestra el comportamiento viscométrico típico de 3 lubricantes: Multigrado mineral SAE 15w40, Monogrado
mineral SAE 40 y multigrado sintético SAE 10w40. (Cálculos hechos en base a información obtenida de las hojas de datos de
producto.) En ella podemos ver la diferencia del comportamiento ante bajas temperaturas, el lubricante monogrado tiene una alta
viscosidad, el lubricante multigrado tiene una viscosidad considerablemente menor, en tanto que el lubricante sintético tiene la
menor viscosidad, por ende, la mayor fluidez.

5. 5
En términos MUY generales, una mayor viscosidad
proporciona un mayor HT/HS, de lo que podemos
extraer, que un lubricante que mantuviera su viscosidad
más estable sometido a situaciones de stress térmico y
mecánico, podría proporcionar una película lubricante
que diera mejores resultados en esta prueba y en el
mundo real, disminuyendo los niveles de desgaste y
alargando la vida de los equipos.
Un lubricante sintético para motor puede dar ahorros de
combustible de entre un 1-2%. Si se acompaña con
lubricantes sintéticos para transmisión y rodamientos,
este porcentaje puede incrementarse a 4%. El máximo
teórico posible es un 10%13
, dependiendo del
establecimiento de la línea base para cuantificar la
mejora, por lo que puede haber casos muy significativos
de ahorro al hacer el cambio hacia lubricantes sintéticos,
que mientras mantengan niveles altos de HT/HS (>3.5)
seguirán protegiendo al motor contra el desgaste, en
tanto que valores menores, si van acompañados de
mejoras en la ingeniería de los motores, darán mejor
rendimiento de combustible, aunque es muy probable
que estos nuevos lubricantes no sean retrocompatibles.
Aditivación.
Los aditivos son sustancias químicas que se agregan a
los lubricantes para fortalecer o proporcionar una
característica determinada.
Los lubricantes para motor son una mezcla sumamente
compleja de componentes: desde los básicos
necesarios para alcanzar determinadas propiedades
viscométricas y de solubilidad de aditivos, hasta los
paquetes de aditivos propiamente dichos utilizados en
su formulación, que incluyen:
Aditivos Antioxidantes.
Aditivos Antidesgaste.
Aditivos Detergentes.
Aditivos Dispersantes.
Modificadores de fricción
Mejoradores de Índice de viscosidad.
Depresores del punto mínimo de fluidez4,14
.
El adecuado balance en la proporción de los aditivos
antes mencionados será el responsable del rendimiento
del lubricante.
TBN
A partir de la aparición de la especificación API CJ, el
parámetro de TBN ha tomado una gran relevancia, y en
muchos casos se le ha tomado como parámetro critico
para determinar el estado del lubricante o para publicitar
la calidad del lubricante, demeritando; en algunos casos,
a otros.
El TBN es un parámetro compuesto, esto es, está
determinado por la suma o la presencia de diversos
componentes, entre los más significativos, los aditivos
detergentes y los aditivos dispersantes, aunque otros
agentes presentes pueden afectarlo. La metodología
empleada en determinarlo (Normas ASTM D974 , ASTM
D2896, ASTM D4739)15,16,17
también influye en el valor
obtenido.
Químicamente hablando, los aditivos detergentes y
dispersantes llevan a cabo funciones similares de
acarreo y suspensión de contaminantes.
Se ha establecido por consenso, que los detergentes
son aquellos que acarrean una determinada cantidad de
agentes en su molécula que les permite neutralizar los
ácidos formados en el proceso de combustión y los
aditivos dispersantes son los que se encargan de
mantener en el seno del fluido agentes que de otra
manera formarían depósitos nocivos.
Es necesario remarcar que aunque su función sea
similar, pertenecen a especies sumamente diferentes,
las más significativas son la presencia de elementos
metálicos (ej. calcio) en los detergentes y el alto peso
molecular (ej. poliisobutilenos) de los dispersantes.
Como el valor de TBN depende de la presencia de
diferentes especies, un número determinado de TBN 10,
10.5 o 12 para el caso de los motores de combustión
interna de vehículos comerciales, puede ser alcanzado
mediante diferentes combinaciones de aditivos.
Una manera muy común de alcanzar esos niveles es la
utilización de detergentes sobrebasificados (Overbased
detergents) que son detergentes que en forma
miscelar18
acarrean una gran cantidad de reserva
alcalina en proporciones que no son estequiometricas
con respecto a la cantidad de aditivo meramente
detergente.
Esto puede expresarse de manera más simple de la
siguiente manera: Una molécula de detergente puede
neutralizar una molécula de ácido, una molécula de
detergente sobrebasificado, puede neutralizar 2, 3, 5, 10
o más moléculas de ácido gracias a los agentes básicos
"asociados" a ella.
Así pues, un lubricante puede tener una muy buena
capacidad para neutralizar ácidos, pero muy pobres
características de detergencia y dispersancia, por lo que
la utilización del TBN como parámetro crítico para
determinar la vida útil remanente de un lubricante es
cuestionable.
De lo anterior puede extraerse que el TBN puede o no
estar directamente relacionado con el poder detergente-
dispersante de un lubricante, más aun, las proporciones
de estos aditivos tienen una relación sinergísta con el
resto del sistema de aditivos19
, particularmente los
aditivos antioxidantes y con agentes antidesgaste como
ZDDP, esto es muy importante, pues aquí radica una de
las razones de la diferencia de rendimiento de diferentes
marcas de lubricantes.

6. 6
El mejor lubricante es aquel que balancea de manera
óptima todos esos factores, brindando el mejor
desempeño posible considerando las interacciones que
los aditivos tendrán entre sí, y no fortaleciendo una
característica cualquiera a expensas de las otras.
Conclusión.
De acuerdo a Romero20
, el autotransporte de carga es
uno de los 3 principales aportadores al PIB, siendo una
de las actividades económicas más importantes del
país. Entre los insumos indispensables para este sector
están el combustible, el peaje, las llantas, refacciones y
lubricantes.
Como toda operación productiva, el autotransporte de
carga tiene un impacto ambiental significativo, pero este
puede ser mitigado a través de la utilización de
lubricantes elaborados con básicos cada vez más
refinados, o con lubricantes sintéticos, lo anterior tendrá
un efecto en la disminución de emisiones de gases
contaminantes como óxidos nitrosos y sulfurosos.21
Aunado a lo anterior, pueden alcanzarse ahorros de
hasta un 4% en el consumo de combustible a través
de la utilización de lubricantes sintéticos, en motor y tren
de potencia, lo que disminuye de manera significativa la
emisión de subproductos de la combustión.
Aunado al ahorro en combustible, es posible triplicar la
vida de un motor diesel antes de una
reconstrucción, particularmente cuando se pone
especial atención al sistema de filtración de aire.
Esta extensión de la vida útil es equiparable al resto de
los componentes, por lo que es evidente la conveniencia
de la adquisición cuidadosa de estos insumos.
Por lo anterior, al tomar una decisión informada sobre la
adquisición de lubricantes se tendrán beneficios como
los que se enlistan a continuación:
Disminución del volumen de compra de
lubricantes.
Disminución en la compra de refacciones
Extensión de la vida útil de motores.
Disminución de tiempos muertos.
Ahorro en combustibles.
Los cuales representan el impacto económico más
significativo, pues son ahorros fácilmente traducibles en
incremento de las utilidades.
Las consideraciones ambientales de cualquier operación
productiva son un imperativo actualmente, la utilización
de lubricantes sintéticos o multigrados de buena calidad
presenta las siguientes ventajas:
Disminución de la generación de desechos
peligrosos.
Disminución de emisiones contaminantes.
Disminución de emisión de gases de efecto de
invernadero
Todos los factores tienen repercusiones significativas,ya
sea en las utilidades de la flota o en el impacto
ambiental que su operación conlleva, al aprovechar
plenamente los recursos con los que se cuenta.
El ahorrar no debe ser entendido como no gastar, sino
como no desperdiciar. Una adecuada gestión del
presupuesto destinado a la compra de lubricantes puede
tener un efecto impactante en otras áreas, notablemente
en el rubro de mantenimiento, al tener menos
incidentes y efectuar menos reparaciones.
Detrás de un lubricante hay muchos más factores que
su precio inicial, la capacidad técnica del proveedor (O
la asesoría externa especializada) es indispensable para
conseguir el rendimiento óptimo del fluido y una larga
vida de los equipos.
Es importante recordar que lo barato suele resultar caro,
y lo más caro no es; necesariamente, lo mejor.
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