Guía del tema 1 de la asignatura

1. CONTENIDO:
1.1.- Aspectos generales sobre el petróleo. Clasificación y
características de los hidrocarburos.
1.2.- Esquema de refinación básico para la obtención de bases
lubricantes.
1.3.- Bases para Lubricantes.
ELABORADA POR:
NOMBRE Y APELLIDOS: ING. NANCY C. DURÁN MORA. MSc. N° de págs.: 20
CARGO: DOCENTE DE LA ASIGNATURA
DEPARTAMENTO: MECANICA Y TECNOLOGIA DE LA PRODUCCIÓN
FECHA: SEPTIEMBRE DE 2017 Pág. 1 de 20
UNEFM
UNIVERSIDAD NACIONAL
EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”
AREA DE TECNOLOGÍA
COMPLEJO ACADEMICO “EL SABINO”
PUNTO FIJO – EDO. FALCON
PROF. ING. NANCY DURÁN. MSc.
LUBRICACIÓN Y
COJINETES
TEMA I: QUMICA DEL PETROLEO.-

2. 2
1.1.- Aspectos Generales sobre el Petróleo:
Indudablemente cuando se escribe sobre energías NO renovables el protagonista
indiscutible es el Petróleo; este preciado hidrocarburo prácticamente es la fuente
principal de energía que tenemos en nuestra era tecnológica, desde su
aprovechamiento inicial cuando nace la industria automovilística ha movido
nuestras economías, su uso intensivo está haciendo que se hable ya de la
posibilidad de que tengamos un mundo sin petróleo en un futuro y la idea espanta
un poco porque de alguna forma todos los derivados del petróleo se han vuelto
imprescindibles para nuestra vida moderna.
El petróleo es una sustancia oleosa de color muy oscuro compuesta de hidrógeno
y carbono, y se le llama hidrocarburo, puede hallarse en estado líquido o en
estado gaseoso; en estado líquido es llamado aceite "crudo", y en estado
gaseoso, gas natural. Su origen es de tipo orgánico y sedimentario, se formó
como resultado de un complejo proceso físico-químico en el interior de la tierra,
que, debido a la presión y las altas temperaturas, se van descomponiendo las
materias orgánicas que estaban formadas especialmente por fitoplancton y el
zooplancton marinos, así como por materia vegetal y animal, que se fueron
depositando en el pasado en lechos de los grandes lagos, mares y océanos; a
esto se unieron rocas y mantos de sedimentos. A través del tiempo se transformó
esta sedimentación en petróleo y gas natural.
En 1852, el físico y geólogo canadiense Abraham Gessner logró una patente para
conseguir del petróleo crudo un combustible para lámparas, el queroseno. En
1855, el químico estadounidense Benjamín Silliman hizo una publicación sobre los
derivados útiles que se podían obtener de la destilación del petróleo. La industria
petrolera comienza en 1859, cuando Edwin L. Drake perforó el primer pozo para
extraer petróleo, con la finalidad de obtener abundante kerosene para la
iluminación. En Rusia se perforaron los primeros pozos entre 1806 y 1819. En
Canadá y en Alemania comenzaron las perforaciones en 1857. Se lo comercializó
por primera vez en 1850, cuando Samuel Kier, un boticario de Pittsburg,
Pennsylvania (EE.UU.), lo vendía con el nombre de "aceite de roca" o "petróleo".
En cuanto a la utilización del petróleo en Venezuela; ya antes del viaje
expedicionario de Colón, los indios conocían las ocurrencias naturales de
hidrocarburos y al Petróleo le llamaban Mene. En el año 1535, Gonzalo Fernández
de Oviedo y Valdés, primer cronista de Indias, hace la primera referencia sobre el
petróleo venezolano. Fue, sin embargo, Alexander Von Humboldt, quien
proporcionó la descripción sistemática de los depósitos de asfalto en Venezuela
en el año 1814 en su viaje a las regiones equinocciales del Nuevo Continente. Es
el Dr. José María Vargas quien realiza el primer análisis de una muestra de crudo
venezolano en el año 1839, recolectada en Pedernales, Cantón del Bajo Orinoco.
El inicio de la extracción petrolera en el país se ubica en un pozo en el estado
Táchira, en el año 1878, cuando el gobierno venezolano da una concesión a

3. 3
Manuel Antonio Pulido para que extrajera petróleo en su hacienda de la
Alquitrana; de allí nace la primera empresa petrolera en Venezuela: la Petrolia del
Táchira.
1, .1.- Química del petróleo. Clasificación y características de los
hidrocarburos
Origen del petróleo
Ha sido un tópico de interés para muchos investigadores. Saber su origen es muy
complicado, una gran mayoría de químicos y geólogos dicen que tiene un origen
orgánico, mientras que otros científicos piensan que se forma en la naturaleza por
un método abiógeno. De este modo tenemos dos teorías: Teoría orgánica y
Teoría inorgánica (abiógena).
La teoría orgánica, dice que el petróleo y el gas se forman a partir de las
sustancias orgánicas de las rocas sedimentarias, considerando que el primer
material orgánico que se acumula en las rocas sedimentarias está formado por
residuos muertos de la microflora y de la microfauna (plancton) que se desarrollan
en el agua del mar y a las cuales se añaden restos animales y vegetales por
transporte. El petróleo se origina de una materia prima formada principalmente por
detritos de organismos vivos acuáticos, vegetales y animales, que vivían en los
mares, lagunas o desembocaduras de los ríos, o en las cercanías del mar. Se
encuentra únicamente en los medios de origen sedimentario, la materia orgánica
se deposita y se va cubriendo por sedimentos; al quedar cada vez a mayor
profundidad, se transforma en hidrocarburos, proceso que, según las recientes
teorías, es una degradación producida por bacterias aerobias primero y
anaerobias después, estas reacciones desprenden oxígeno, nitrógeno y azufre,
que forman parte de los compuestos volátiles de los hidrocarburos.
La teoría inorgánica o abiógena, considera que las sustancias inorgánicas,
mediante transformaciones químicas forman el petróleo, pero es conocido que el
petróleo tiene sustancias orgánicas. El problema que se plantea, es saber que
transformaciones dan lugar a materia orgánica a partir de materia inorgánica.
Para explicarlo D. Mendeleiev apoya esta teoría, la cual sostiene que el petróleo
se originó por la reacción del agua sobre alquinuros metálicos. La presión y la
temperatura ocasionaron otras reacciones y polimerizaciones formando los demás
componentes del petróleo; sin embargo, la presencia de restos fósiles de animales
y vegetales en los reservorios petroleros ha hecho que esta teoría sea descartada
casi completamente.
La más aceptada es la hipótesis orgánica que establece que el petróleo se
produjo por los restos de plantas (hipótesis vegetal formulada por Kramer) o de
animales (hipótesis animal presentada por Engler) que vivieron en los mares o
lagos hace unos 500 millones de años, o por la combinación de ambos. A medida
que los sedimentos se hacen compactos por efectos de la presión, se forma la
"roca madre". Posteriormente, por fenómenos de "migración", el petróleo pasa a

4. 4
impregnar arenas o rocas más porosas y más permeables (areniscas, calizas
fisuradas, dolomías), llamadas "rocas almacén.
Esta materia orgánica se cubrió paulatinamente con capas cada vez más gruesas
de sedimentos, al abrigo de las cuales, en determinadas condiciones de presión,
temperatura y tiempo, se transformó lentamente en hidrocarburos (compuestos
formados de carbón e hidrógeno) con pequeñas cantidades de azufre, oxígeno,
nitrógeno y trazas de metales como fierro, cromo, níquel y vanadio, cuya mezcla
constituye el petróleo crudo. Estas conclusiones se fundamentan en la localización
de los mantos petroleros; ya que todos se encuentran en terrenos sedimentarios,
además los compuestos que forman los elementos antes mencionados son
característicos de los organismos vivientes.
Figura 1. Balancín usado en la extracción de petróleo.
¿Qué es el petróleo?
Proviene del latín petroleous, que a su vez se deriva de las voces latinas petra
(piedra) y oleous, aceite. El Petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos
líquidos, compuesto en mayor medida de carbono e hidrógeno, con pequeñas
cantidades de nitrógeno, oxígeno y azufre.
El petróleo tal como se bombea desde el subsuelo se conoce como petróleo crudo
o simplemente crudo. Este líquido con olor desagradable, cuyo color va desde el
amarillo hasta el negro, puede ser tan fluido como el agua o tan espeso como la
brea, aunque la mayoría de los crudos son líquidos y contienen gases y sólidos
disueltos. Comercialmente, el término petróleo crudo se refiere fundamentalmente
a los hidrocarburos líquidos; a los gaseosos se les denomina gas natural y los
sólidos reciben el nombre de asfalto (bitumen o betumen) o cera (parafina). A los
crudos que contienen una mezcla de ambos se les conoce como de base mixta.
Las propiedades de los crudos marcarán su patrón de comercialización, es decir,
evidentemente no todos tienen el mismo valor de venta. Así, generalmente, los
crudos más livianos suelen ser más apreciados y costosos que los más pesados,
ya que de su refinación se puede obtener una gran cantidad y variedad de
productos de alta calidad, como combustibles y lubricantes.

5. 5
Composición del petróleo:
Constitución química del petróleo: La composición elemental, aproximada, del
petróleo, es de 84 a 87 % de carbono, alrededor de 11 a 14 % de hidrógeno, con
más o menos de 0 a 2,5 % de azufre y de 0 a 0,2 % de nitrógeno, estos últimos
elementos, junto con oxígeno y algunos metales (como vanadio, níquel, sodio,
arsénico y otros) son considerados como impurezas en el crudo.
Composición orgánica: Los crudos están constituidos fundamentalmente por una
mezcla de hidrocarburos; por ello, dependiendo del número de átomos de carbono
y de la estructura de los mismos, presentarán diferentes propiedades que
determinen su comportamiento como combustibles, lubricantes, ceras o solventes.
Si las cadenas de carbono están asociadas al hidrógeno sin ramificación,
constituyen las llamadas parafinas; si son ramificadas se tienen las isoparafinas; si
se presentan dobles enlaces entre los átomos de carbono se logran las olefinas; la
conformación de ciclos de carbono implica los naftenos y cuando estos ciclos
presentan enlaces dobles alternos, similares al anillo bencénico, se tiene la familia
de los aromáticos.
Tipos de petróleo
La clasificación del petróleo depende del constituyente que se halle en mayor
proporción, por ejemplo, los crudos parafínicos tienen mayoritariamente parafinas
y ceras naturales, tal como algunos de los extraídos en Estados Unidos y Libia.
Los crudos nafténicos están representados por los naftenos y son algunos de los
crudos presentes en nuestro país. Los crudos aromáticos poseen principalmente
hidrocarburos aromáticos, predominantes en borneo. Los crudos sulfurosos que
contienen mercaptanos formados por la fijación de azufre sobre un hidrocarburo,
con desprendimiento de sulfuro de hidrógeno, son característicos del Medio
Oriente. También están los crudos bituminosos, cuyo contenido en azufre es muy
bajo y los crudos contaminados por ácidos, metales, sales, agua salada, etc.
Propiedades del Petróleo:
Sus propiedades fundamentales son:
 La viscosidad: es la medida de la resistencia que ofrece un líquido a moverse
(a fluir) y su unidad de medición común es el poise (P), cuando las variaciones
de la viscosidad son pequeñas, su valor se expresa en centipoise. A medida
que los crudos son más densos y pesados son más viscosos. Como la
viscosidad depende de la temperatura, se puede disminuir mediante
calentamiento u otros procesos generalmente conocidos como viscorreducción.
 La densidad relativa: expresa la densidad de una sustancia con respecto al
agua. La mayoría de los crudos tienen densidades menores al agua, o sea que
flotan en ella. En la industria petrolera es común expresar la densidad relativa
de un crudo por su gravedad específica en grados API o gravedad API (°API).
Esta unidad fue creada por el American Petroleum Institute.

6. 6
La gravedad API indicará si se trata de hidrocarburos condensados (42,0 ºAPI en
adelante), livianos (30,0 a 41,9 ºAPI), medianos (22,0 a 29,9 ºAPI), pesados (10,0
a 21,9 ºAPI) y extrapesados (8,3 a 9,9 ºAPI). Sobre el bitumen no hay un
consenso, ya que aún se discute si se trata de petróleo extrapesado o bituminoso.
Mientras más liviano es un crudo y más alta es su gravedad API, mejor es su
calidad y mayor es su precio. En nuestro país el 69 % de las reservas probadas
de hidrocarburos la conforman los crudos pesados y extrapesados, ubicados
principalmente en la Faja Petrolífera del Orinoco.
Usos del Petróleo:
 Energéticos
 No energéticos
Usos energéticos:
• Gasolina: consumo en los vehículos automotores de combustión interna.
• Turbocombustible o turbosina: gasolina para aviones jet, gasolina de aviación.
• ACPM o diesel: de uso común en camiones y autobuses.
Queroseno: se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales.
• Cocinol: especie de gasolina para consumos domésticos.
• Gas propano o GLP: se utiliza como combustible doméstico e industrial.
• Combustóleo o fuel oil: es un combustible pesado para hornos y calderas
Industriales.
Usos no energéticos:
 Bencina industrial: se usa como materia prima para la fabricación de
disolventes alifáticos.
 Disolventes alifáticos: sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y
adhesivos; para la producción de thinner.
 Asfaltos: se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la
industria de la construcción.
 Bases lubricantes: Es la materia prima para la producción de los aceites
lubricantes.
 Ceras parafínicas: es la materia prima para la producción de velas y similares,
ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
 Polietileno: materia prima para la industria del plástico en general.
Figura 2: Usos del Petróleo

7. 7
 Definición de Hidrocarburos:
Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como las
sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos
orgánicos. Son una fuente de energía y materia prima que el hombre ha sabido
aprovechar para su beneficio, para el transporte aéreo, acuático y terrestre,
generación de electricidad, las industrias químicas, farmacéuticas, militares,
alimentarias, manufactura de plásticos y materiales diversos, incluyendo sus
primeros usos: de salud, de impermeabilización e iluminación.
Figura 2: Composición de los hidrocarburos
Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y
azufre. La composición de los crudos varía dependiendo del lugar donde se han
formado, las diferencias entre unos y otros se deben a las distintas proporciones
de las diferentes fracciones de hidrocarburos y a la variación en la concentración
de azufre, nitrógeno y metales.
Propiedades de los Hidrocarburos:
 Densidad
 Presión de vapor
 Concentración
 Polaridad
 Solubilidad
Clasificación general de los Hidrocarburos:
De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar, los hidrocarburos se
pueden clasificar como:
 Hidrocarburos acíclicos, los cuales presentan sus cadenas. A su vez se
clasifican en:
o Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas laterales
(Ramificaciones).
o Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas
laterales.

8. 8
 Hidrocarburos cíclicos ó cicloalcanos, que se definen como
hidrocarburos de cadena cerrada. Éstos a su vez se clasifican como:
o Monocíclicos, que tienen una sola operación de ciclización.
o Policíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización.
Tabla 1. Ejemplo de hidrocarburos: acíclicos y policíclicos.
Los primeros materiales de su procesado siempre son el gas natural y el petróleo
crudo, el último es separado en una refinería petrolera por destilación fraccionada
y procesado en muchos productos diferentes, por ejemplo la gasolina. Las
diferentes fracciones de petróleo crudo poseen diferentes temperaturas de
ebullición y pueden ser separadas fácilmente en las fracciones individuales.
Los sistemas policíclicos se pueden clasificar por su complejidad en:
 Fusionados, cuando al menos dos ciclos comparten un enlace covalente.
 Espiroalcanos, cuando al menos dos ciclos tienen un sólo carbono en
común.
 Puentes o Estructuras de von Baeyer, cuando una cadena lateral de un
ciclo se conecta en un carbono cualquiera.

9. 9
Figura 3: estructuras de los hidrocarburos
En los hidrocarburos de cadena abierta que contienen más de un átomo de
carbono, estos están unidos entre si formando una cadena lineal que puede tener
una o más ramificaciones. En los compuestos cíclicos, los átomos de carbono
forman uno o más anillos cerrados. Los dos grupos principales se subdividen
según su comportamiento químico en saturados e insaturados. Otra clasificación
que se les da son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden
clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen
entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y
alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
Tabla 2: hidrocarburos mas utilizados.

10. 10
1.2.- Esquema de Refinación Básico para la producción de Bases
Lubricantes.-
En las refinerías el crudo pasa a convertirse en un derivado del petróleo. El
proceso de refinado tiene por finalidad:
 Separar el crudo en fracciones diferentes mediante destilación fraccionada
o fraccionamiento del crudo.
 Convertir las fracciones que tienen una menor demanda en el mercado en
otras de mayor demanda; esto se realiza gracias a la técnica de ruptura
térmica o catalítica (craqueo).
 Modificar las cadenas de carbono de las gasolinas para aumentar la calidad
del carburante (reformado) y elevando el poder antidetonante de la
gasolina.
 Realizar un refinado adicional para eliminar los componentes no deseados,
como el azufre.
 Craqueo térmico: Consiste en la ruptura de las cadenas carbonadas y
acción de calor a una temperatura de entre 400 – 650ºC. De esta ruptura se
obtienen parafinas cortas, olefinas, naftalenos o aromáticos.
 Craqueo catalítico: Mejoras en el craqueo térmico mediante el empleo de
catalizadores
Figura 3: Esquema de refinación básico para obtención de bases lubricantes

11. 11
Derivados del petróleo:
Los siguientes son algunos de los productos derivados del petróleo y su
utilización:
 Gasolina motor corriente y extra: para consumo en los vehículos
automotores de combustión interna, entre otros usos.
 Turbocombustible o turbosina: gasolina para aviones jet, también conocida
como Jet-A.
 Gasolina de aviación: para uso en aviones con motores de combustión
interna.
 ACPM o diesel: de uso común en camiones y buses.
 Queroseno: se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales.
 Cocinol: especie de gasolina para consumos domésticos.
 Gas propano o GLP: se utiliza como combustible doméstico e industrial.
 Bencina industrial: se usa como materia prima para la fabricación de
disolventes alifáticos o como combustible doméstico
 Combustóleo o fuel oil: es un combustible pesado para hornos y calderas
industriales.
 Disolventes alifáticos: sirven para la extracción de aceites, pinturas,
pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores
industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos
agrícolas, de caucho, ceras, betunes y para limpieza en general.
 Asfaltos: se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante
en la industria de la construcción.
 Bases lubricantes: son la materia prima para la producción de los
aceites lubricantes.
 Ceras parafínicas: materia prima para la producción de velas y similares,
ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.
 Polietileno: materia prima para la industria del plástico en general.
 Alquitrán aromático (Arotar): materia prima para la elaboración de negro de
humo que a su vez se usa en la industria de llantas. También es un
diluyente.
 Acido nafténico: sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos
de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, que se aplican en la industria de
pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas
 Benceno: sirve para fabricar ciclohexano.
 Ciclohexano: es la materia prima para producir caprolactama y ácido
adípico para la producción de nylon.
 Tolueno: se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas,
adhesivos, pegantes, thinner, tintas y como materia prima del benceno.
 Xilenos mezclados: se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y
de thinner.
 Ortoxileno: es la materia prima para la producción de anhídrido ftálico.
 Alquilbenceno: se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para
elaborar plaguicidas y ácidos sulfónicos.

12. 12
 El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho,
fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre
otros usos.
PROCESOS DE REFINACIÓN PARA LA GENERACIÓN DE BASES
LUBRICANTES:
a.- DESTILACION:
La herramienta básica de refinado es la unidad de destilación. El petróleo crudo
empieza a vaporizarse a una temperatura algo menor que la necesaria para hervir
el agua, consiste en la separación de las fracciones de aceite lubricante del
petróleo crudo por medio de la destilación fraccionada. El residuo de la destilación
atmosférica usualmente es transferido directamente a una columna de destilación
al vacío, donde se separan diferentes cortes de aceites lubricantes y el residuo de
la destilación.
El principal objetivo de la destilación es el ajuste del flashpoint y de la viscosidad,
los cuales son los parámetros más ampliamente utilizados para la caracterización
de las fracciones de aceite lubricante. El flash point de una fracción depende
principalmente de los componentes de bajo punto de ebullición, aun cuando estos
estén presentes en pequeñas cantidades. También depende de la eficiencia del
fraccionamiento de la columna de destilación y puede ser mejorada por stripping
con vapor en columnas auxiliares. La viscosidad es una función del rango de
ebullición, en la destilación al vacío la viscosidad es el parámetro determinante.
b.- REFINACIÓN:
Los destilados al vacío contienen componentes indeseables tales como: ácidos,
compuestos azufrados; extractables inestables (olefinas, aromáticos y compuestos
nitrogenados); asfaltenos, resinas; y ceras parafínicas; productos que propician
que después de un corto tiempo de servicio el aceite se oscurezca, se incremente
la viscosidad y se formen ácidos y materia insoluble en el aceite, por esta razón en
el proceso de refinación se eliminan tales componentes y se lleva cada fracción al
producto final por medio del proceso de refinación y mejoramiento de propiedades
de los productos obtenidos.
c.- DESASFALTADO:
El residuo de la destilación al vacío es altamente viscoso y contiene cantidades
variadas de asfaltenos dependiendo del petróleo crudo; así como aceites
lubricantes los que para separarse se disuelven en solventes como el propano,
precipitando los asfaltenos. Las fases se separan y se obtienen los aceites
refinados. Finalmente a ambas corrientes se les hace un stripping con vapor para
remover el propano.
d.- DEWAXING (Descerado):
Las parafinas de alto punto de fusión presentes en los destilados del petróleo dan
a los aceites altos puntos de escurrimiento, los cuales no son adecuados como

13. 13
componentes de las bases lubricantes, por tal motivo es necesario retirar el
contenido de cera por medio de cristalización o cristalizaciones extractivas. Otro
proceso de dewaxing utilizado es el catalítico, que fue desarrollado recientemente,
con el cual los constituyentes de cadena parafínica recta se les hace un
hydrocraking. El dewaxing catalítico reduce el punto escurrimiento de los aceites
lubricantes para uso normal y para aceites hidráulicos y refrigeradores, los cuales
requieren muy bajos puntos de escurrimientoizador, esto se logra con la adición de
catalizadores químicos.
1.3.- Bases Lubricantes:
El uso de lubricantes por el hombre data casi desde la época prehistórica con la
utilización de lubricantes de origen animal y vegetal en los rudimentarios artefactos
que utilizaba para su supervivencia y posteriormente en la incipiente
transportación y maquinaria. Prácticamente desde el inicio del uso de los
lubricantes y hasta la edad media el desarrollo en la formulación de estos estuvo
estancado, no fue sino hasta la revolución industrial que se reconoció plenamente
su utilidad en la disminución de la fricción y el desgaste, pero aun así la
formulación de lubricantes seguía siendo totalmente empírica. Los lubricantes eran
de origen vegetal, animal o mineral. Las características de dichos lubricantes
fueron resultando ineficientes para su uso en máquinas cada vez más complejas
y completas que exigían mejores características de estos; lo cual forzó la
búsqueda de otro tipo de materias lubricantes y con ello el desarrollo de técnicas
de obtención y formulación de estos productos.
Una de las nuevas alternativas de lubricantes fue el aceite mineral, el cual fue
producido comercialmente desde el siglo XVII, pero fue hasta el siglo XIX que
tomó mayor auge. No obstante a las ventajas presentadas por los aceites
minerales en la lubricación, estos presentaban características negativas tales
como ser oxidables a altas temperaturas, oponer resistencia al flujo a bajas
temperaturas. Para lograr mejores características de los lubricantes se trabajó en
el proceso de refinación del petróleo para obtener bases fluidas que sirvieran tanto
en la elaboración de aceites como de grasas lubricantes.
Las bases fluidas son combinadas con aditivos específicos para obtener aceites
lubricantes y grasas para usos diversos tales como: automotriz, industrial en sus
diferentes ramas, agrícola y marítimo. Así mismo diferentes tipos de aditivos son
también producidos y comercializados. Con base en lo expuesto, se tiene que en
la fabricación de lubricantes y aditivos intervienen las siguientes materias primas:
bases lubricantes minerales y sintéticas, espesantes para las grasas y un
gran número de compuestos químicos que conforman los aditivos.

14. 14
a.- Proceso de producción de bases lubricantes minerales:
El petróleo crudo es una mezcla compleja de compuestos que van desde gases
como el metano hasta hidrocarburos de muy alto peso molecular como es el
asfalto. Naturalmente sólo algunos de los componentes del petróleo crudo son
convenientes como bases lubricantes fluidas. La separación de dichos
componentes involucra una serie de pasos físicos de refinación y otros de
reacciones químicas que intensifican las propiedades de las bases. Así tenemos
que en las refinerías se producen aceites con diferentes viscosidades y
propiedades químicas, los cuales tienen aplicaciones específicas.
b.- Proceso de producción de bases lubricantes sintéticas:
Aun cuando los lubricantes sintéticos se encuentran actualmente en todas las
áreas de lubricación tales como: automóviles, camiones, transportes marítimos,
industria, aviación, entre otros; el porcentaje de su producción es muy pequeño
debido a su alto costo respecto a los lubricantes minerales y porque las ventajas
logradas con estos pueden ser alcanzadas en muchos casos con el uso de
lubricantes minerales con mejores formulaciones. Entre las principales bases
sintéticas se tienen: polialfaolefinas; aromáticos alquilados, polibutenos, diésteres
alifáticos, poliolésteres, polialquilen glicoles y ésteres de fosfato. Respecto al
proceso de producción de cada una de estas bases se puede decir que muchas
de ellas están patentadas y que algunas de las bases son subproductos en la
fabricación, por ejemplo de detergentes.
c.- Proceso de producción de aditivos
Las características de las bases minerales ya sean sintéticas o minerales por si
solas no son suficientes para ser utilizadas como lubricantes, motivo por el cual las
propiedades de las bases deben ser mejoradas mediante la adición de aditivos. El
número de compuestos químicos utilizados como aditivos en la formulación de
aceites o grasas lubricantes es grande, no obstante pueden ser clasificados
básicamente como:
 Detergentes: estos son algo similares a los detergentes de uso doméstico, con
la diferencia de que son solubles en aceite en lugar de agua. Sus funciones
son las de mantener estable la viscosidad y propiedades de flujo así cómo
evitar el depósito de lodos, están constituidos básicamente de cadenas largas
de hidrocarburos con terminaciones polares como son el calcio, magnesio y
sodio. Entre los principales substratos de los detergentes se tienen a los
sulfonatos, fenatos, salicilatos y fosfonatos.
 Dispersantes: Son similares a los detergentes pero tienen terminaciones no
polares. Los principales dispersantes son: Succinamidas y ésteres de
succinato.

15. 15
 Antioxidantes:
Los principales grupos de antioxidantes lo constituyen los fenoles, las aminas
secundarias aromáticas, compuestos organocuprosos y organosulfurosos, dialquil
ditiocarbamatos de zinc, entre otros.
 Mejoradores del indice de viscosidad y espesadores: se agregan a las
bases lubricantes con la intensión de mejorar la viscosidad y en caso de
aceites más viscosos proporcionar las propiedades mediante elementos como
los calcinatos y resinas.
Otros aditivos son:
 Modificadores de fricción:
 Desmulsificadores y antiespumantes
 Inhibidores de corrosión
 Aditivos para presión extrema y antidesgaste
Aceites Lubricantes.-
Los lubricantes tienen 2 componentes principales, estos son las bases
lubricantes y los aditivos, encontrándose entre estos últimos
principalmente: metales pesados. Las bases minerales son el componente
mayoritario de los lubricantes, por lo que su calidad tiene gran influencia en
la del producto final.
Las bases lubricantes determinan la mayor parte de las características del aceite,
tales como: viscosidad, resistencia a la oxidación, punto de fluidez.
Las bases lubricantes pueden ser:
 Minerales: derivados del petróleo
 Sintéticas: obtenidas por síntesis químicas.
Figura 4: Composición de los lubricantes

16. 16
Producción de Aceites Lubricantes:
Obtención del aceite mineral: para su obtención, se realizan los siguientes
procesos:
1. Destilación a presión atmosférica: se separa del petróleo todas aquellas
fracciones de baja volatilidad, que constituyen los combustibles conocidos
como nafta, queroseno y gas oil.
2. Destilación al vacío: el petróleo crudo es reducido, siendo destilado al
vacío. Se generan distintas fracciones de destilación conocidas como
"cortes" de características diferentes.
3. Refinación con furfural: la refinación con furfural constituye la primera etapa
del proceso y tiene por finalidad extraer mediante este solvente los
hidrocarburos aromáticos que no poseen propiedades lubricantes.
4. Desparafinado: este proceso elimina los componentes parafínicos para que
los lubricantes sean líquidos a temperaturas bajas (hasta aproximadamente
-10 ºC). Esto se realiza mediante la extracción con una mezcla de
solventes, enfriamiento y filtración de las parafinas cristalizadas.
5. Hidrotratamiento catalítico: también denominado hidrocracked, se lleva a
cabo mediante el tratamiento de los aceites desaromatizados y
desparafinados con el objeto de aumentar la resistencia a la oxidación y
estabilidad de los mismos (esto último se consigue eliminando los
compuestos nitrogenados).
Una medida de la calidad y el grado de refinación es el color de aceite mineral
base, se puede afirmar que para aceites de la misma viscosidad, cuanto menos
fuerte sea el color mejor es su refinación. Si la destilación no ha sido buena, el
grado de parafinicidad, naftenicidad y aromaticidad modifican las propiedades del
lubricante.
Las bases "Hydrocracked" son el resultado de un complejo proceso de
hidrogenación catalítico. Este moderno sistema obtiene unos excelentes
resultados en la mejora de viscosidad de las bases minerales. También son
denominadas como bases minerales "no convencionales". Comparados con
aceites minerales clásicos como los monogrados, los aceites "Hydrocracked",
ofrecen grandes ventajas, ya que son multigrados y mucho más resistentes a la
oxidación. Es una excelente opción para producir aceites de alta calidad con un
costo reducido.
Obtención de los Aceites Sintéticos:
Son aquellos obtenidos únicamente por síntesis química, ya que no existen en la
naturaleza. Una de las grandes diferencias de los aceites sintéticos frente a los
minerales es que presentan una estructura molecular definida y conocida, así
como propiedades predecibles. Los productos que hasta hoy se conocen como

17. 17
lubricantes sintéticos puede ser ubicados entre alguna de las familias citadas a
continuación:
1. PAO: "Poly Alpha Olefines", son el resultado de una química del etileno
que consiste en la reacción de polimeración de compuestos olefínicos. Son
multigrado según la clasificación SAE para motor y cajas de cambio, y su
punto de congelación es muy bajo. También son conocidos como
hidrocarburos de síntesis, por ser "construidos" artificialmente con
productos procedentes del crudo petrolífero. Se aplican en aceites de uso
frigorífico por su propiedad de continuar fluidos a muy baja temperatura. Si
comparamos éste con un aceite mineral tiene un mayor índice de
viscosidad y una mejor resistencia a la oxidación.
Además, presentan la capacidad de adherirse formando una capa limite
continua sobre metales de Fe y Al. Elimina el tiempo de formación de
película, reduciendo el desgaste, posee propiedades "autolimpiantes", ya
que es capaz de evitar la formación de depósitos adheridos en las paredes
internas del motor, también tienen excelente resistencia a altas
temperaturas y altísima biodegradabilidad, por lo tanto, no rompen el
equilibrio ecológico ya que son absorbido por las colonias bacterianas sin
causarles daño. Su grado de degradación biológica en estado puro y nuevo
es cercano a 100%. Son usados en aceites para compresor, en aceites
hidráulicos y en aceites de transmisión.
2. Ésteres orgánicos: Se obtienen también por síntesis, es decir, de forma
artificial, pero sin la participación de productos petrolíferos. Al contrario de
las bases anteriormente mencionadas, los esteres son producto de la
reacción entre productos de origen vegetal, tales como alcoholes y ácidos
grasos de origen vegetal. Son Multigrado y tienen un poder lubricante
extraordinario.
3. Ésteres fosfóricos: son producto de la reacción de óxidos fosfóricos y
alcoholes orgánicos. Su alto costo hace que su uso quede restringido a los
fluidos hidráulicos resistentes al fuego en aplicaciones muy específicas.
Tienen un muy buen poder lubricante y antidesgaste.

18. 18
Procesos para la producción de aceites lubricantes:
Todos los procesos para la producción de aceites lubricantes incluyen el
ajuste de las viscosidades de las bases, vía mezclado y adición de aditivos
para obtener las propiedades deseadas de los productos. En este punto se
tienen dos aspectos:
1) El mezclado (blending) para obtener aceites lubricantes, y 2) El mezclado para
obtener las grasas lubricantes. A continuación se describe el proceso para los
aceites lubricantes y posteriormente el de las grasas. Las bases lubricantes
terminadas son cargadas a carros tanques, tambores, etc. para posteriormente ser
transportadas al lugar donde se llevará a cabo el blending para obtener aceites
lubricantes y/o grasas. Las bases lubricantes generalmente se mezclan a
temperaturas entre 50 y 60 °C, ya que a esta temperatura las viscosidades de los
aceites y aditivos son adecuadas para garantizar un eficiente y rápido mezclado.
Temperaturas entre 100 y 120 °C sólo se requieren en el caso de aditivos de difícil
solución como es el caso del azufre. Las bases fluidas pueden ser mezcladas ya
sea en batch o en forma continua.
a.- Producción en batch (Batch blending): El mezclado se lleva a cabo en
tanques o reactores equipados con agitadores y sistema de calentamiento. Las
cantidades de los componentes son determinados por: peso, volumen, o por
dosificación con bomba. El mezclado se puede efectuar mejor con: agitadores de
propela y con bombas, las cuales tienen la capacidad suficiente para recircular
varias veces el volumen del tanque por hora, o por agitación con aire.
b.- Producción en línea: La única forma económica para mezclar grandes
cantidades de aceite es por el mezclado continuo, en este proceso los aceites
base y los aditivos son inyectados en una corriente principal, operación que se
denomina mezclado en línea, que consiste básicamente en bombas que dosifican
los componentes, el control de dosificación es efectuado automáticamente por
medio de proporcionadores y recientemente por medios electrónicos. La ventaja
de este sistema es que cuando hay fallas en la dosificación de un componente
todo el sistema se para automáticamente.
c.- Envasado: El aceite lubricante ya terminado puede ser transferido a carros
tanque, tambores, barriles, entre otros. Es recomendable tener tanques
intermedios cuando el tanque de agitación está ocupado por largos periodos de
tiempo. Los aceites pueden ser envasados considerando su peso o su volumen,
por lo cual los tambores son llenados considerando el peso en balanzas con tara
automática, donde el flujo de aceite es interrumpido por medio de válvulas
solenoides cuando se alcanza el peso prefijado. La válvula solenoide sólo abre
cuando la tara automática está en operación. El tipo de bomba normalmente
utilizado para este proceso es rotatoria o de engranes; ya que la eficiencia de
bombas centrífugas por la viscosidad del aceite no es adecuada.

19. 19
Producción de Grasas Lubricantes:
Las grasas lubricantes son productos sólidos o semi-líquidos constituidos
de un aceite lubricante y un material espesante, siendo común la adición de
aditivos y otros agentes que le imparten propiedades especiales. Las grasas
se han fabricado con jabones espesantes que van desde los de: sodio, aluminio y
litio, grasas con jabones complejos de calcio y grasas con jabones complejos de
litio y bario.
Los aceites lubricantes que se utilizan en la elaboración de grasas pueden ser
aceites derivados del petróleo o sintéticos pudiendo ser estos muy delgados o
gruesos. Los espesantes generalmente son jabones metálicos, pudiendo ser
también sustancias tales como la bentonita que es un espesante sintético. Durante
la elaboración de una grasa el espesante se dispersa en el aceite por medio de
agitación y calentamiento, una vez dispersa la mezcla formará una estructura
semejante a la de una esponja que retiene entre sus espacios al aceite.
Composición de las grasas: Se tienen básicamente los siguientes tipos de
grasas:
1.- Grasas que no contienen jabones espesantes, cuyas cantidades producidas
son muy limitadas respecto a otras.
2.- Grasas que contienen jabones espesantes; las cuales son divididas en simples
y complejas, ambas son clasificadas de acuerdo al tipo de catión en el que está
basado el jabón espesante, por ejemplo: litio, sodio, calcio, bario y aluminio. Las
grasas que contienen dos o más cationes son llamadas grasas de jabones
mezclados.

20. 20
BIBLIOGRAFIA
 EDUCAR. ORG http://www.educar.org/inventos/petroleo.asp
 http://www.miliarium.com/monografias/mareasnegras/ComposicionPetroleo.
asp
 Aceites y lubricantes industriales – Su tecnología y aplicación – YPF
Lubricación para motores de combustión interna (Material enviado por ELF
ARGENTINA).
 Guía para mecánicos – División lubricantes YPF- Revista "Notitécnico Nro
12" de Shell. Revista AC+H (Aire comprimido e hidráulica). Apuntes de
Ingeniería Mecánica III - UTN Córdoba.
 www.patagonia4x4.com.ar/profe/entendiendo.htm –Artículo "Entendiendo la
lubricación y los lubricantes" Prof. Daniel Starc – Ing. Julio A. Rubio López.
 www.shell.com/ar-es/directory/0,4583,28216,00.htm. Descripción de los
lubricantes y sus aplicaciones.