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LUBRICANTES ECOLOGICOS , BIODEGRADABLES Y NO TOXICOS

Por:
PEDRO ALBARRACI AGUILLON INGENIERO MECANICO
U DE A
MEDELLÍN - COLOMBIA

INTRODUCCION

-La contaminación en cualquiera de sus formas es una de las enfermedades más crónicas que tiene el mundo moderno y aun cuando la actual generación decidiera no contaminar más, la tercera generación a partir de la actual, sufriría las consecuencias de los residuos que aun estarán en la estratosfera en ese entonces. Las comodidades desarrolladas por las civilizaciones a través de todos los tiempos, se han convertido en muchos casos en fuentes de contaminación como es el caso de los freones tan esenciales en los sistemas de aire acondicionado, sin los cuales difícilmente podrían vivir aquellas comunidades que habitan en climas, que en algunos casos pueden alcanzar hasta temperaturas de 50°C a la sombra. Los lubricantes minerales que revolucionaron el arte de la lubricación a mediados de los años de 1.852 y que gracias a ellos ha sido posible que los motores Diesel y a gasolina hayan podido funcionar sin tropiezos desde su invención en 1.882 hasta nuestros días, se han venido convirtiendo en un grave problema, ya que ha medida que se han desarrollado nuevas y mejores técnicas para evaluar su impacto sobre la tierra, el agua y el aire, se ha podido concluir que una vez que se oxidan, forman ácidos como el sulfúrico, altamente perjudiciales, cuyo impacto negativo en otras épocas hubiese pasado desapercibido. El planeta cuenta con recursos naturales capaces de sustituir algunas de las fuentes de energía más contaminantes como el petróleo, recursos que tratados con la tecnología adecuada, pueden derivar en la fabricación de productos perfectamente competitivos y con un impacto mínimo sobre el ambiente. En el caso de los lubricantes se tienen como una alternativa menos crítica los sintéticos y como la opción que garantiza prácticamente un nivel nulo de contaminación los lubricantes vegetales. Hay que tener en cuenta, por ejemplo, que el vertido de un solo galón de aceite derivado del petróleo puede llegar a contaminar un millón de galones de agua limpia. Además, el aceite mineral es capaz de atravesar por movilidad varios metros del subsuelo y contaminar acuíferos cuya agua se destina, en muchos casos, al consumo humano.

La cantidad de aceite mineral que el mundo entero consume cada año se estima en 47 millones de toneladas, de esta cifra, aproximadamente entre 8 y 14 millones de toneladas vuelven al medio ambiente, por ello, cada día las normas ambientales son cada vez más restrictivas y prohíben el vertido de los aceites en el medio ambiente. Estas normativas tienden a promover el empleo prioritario de aceites de origen vegetal por parte de la industria y del sector automotriz. Consecuentemente, antes de cinco años en Europa, las multas que las diversos países aplicaran al sector productivo por contaminación, distinguirán entre aceites biodegradables y los de origen vegetal.

Una de las primeras dificultades que se presentaron con la utilización de los aceites vegetales fue su bajo nivel de desempeño en la lubricación de elementos de máquinas, lo que daba lugar, que ha pesar de ser biodegfradables, producían el fallo prematuro de dichos mecanismos. La necesidad de utilizar lubricantes biodegradadbles y no tóxicos en zonas sensibles desde el punto de vista medioambiental ha conducido a formular aceites vegetales de colza y de soya principalmente.

LUBRICANTES VEGETALES

Los lubricantes vegetales ó "verdes" como también se les conoce, son derivados de semillas vegetales sujetas a una producción agraria, lo que permite concluir que su disponibilidad en el tiempo depende de fuentes renovables e inagotables de materias primas, contrario a lo que sucede con los lubricantes derivados del petróleo, cuya existencia en el futuro es incierta y limitada. Los aceites vegetales sobre los aceites minerales tienen la ventaja de ser biodegradables y no tóxicos, así como la de tener una lubricidad mayor. La utilización de este tipo de aceites cada día en el mundo es más común y países como Alemania, por ejemplo, cada año consumen más de 100 toneladas de aceite vegetal solamente en la lubricación de cadenas de motosierras. Los lubricantes vegetales se caracterizan por ser biodegradables ya que son capaces de degradarse como mínimo en un 80% en un plazo máximo de 21 días. En el caso de los aceites de tipo automotriz, el consumo de aceite vegetal por evaporación es muy bajo y apenas alcanza el 3,5%, lo cual representa una cuarta parte del límite superior estipulado por la ACEA (Asociación de Constructores Europeos de Automóviles) que es del 15%; por otra parte la baja viscosidad de estos aceites en el momento de la puesta en marcha del motor permite su rápida distribución por todas las partes internas del motor.

Los aceites vegetales en el mundo se vienen usando desde épocas tan remotas como el período Neolítico, cuando el hombre primitivo los utilizó para lubricar los diferentes elementos del torno del alfarero y en épocas más
recientes durante la I y II Guerras mundiales, en las cuales se utilizaron no solamente como lubricantes sino también como combustibles; el embargo petrolero en 1973 por parte de los países productores de petróleo incentivó el uso de aceites vegetales en los diferentes sectores productivos de los países importadores de petróleo.

Los aceites vegetales más importantes representan algunas deficiencias en mayor ó menor grado relacionadas con su estabilidad a la oxidación, resistencia a bajas temperaturas y a la hidrólisis. La estabilidad oxidativa de un aceite vegetal se puede medir evaluando su consumo de oxigeno, aumento de la viscosidad y el incremento en el Número Acido (AN). La naturaleza química de los aceites vegetales involucra una molécula de triglicéridos y tres enlaces estéricos en los cuales una variedad de ácidos grasos saturados ó poli-insaturados son esterilizados para formar una base de glicerol.

Las ventajas más importantes de los aceites vegetales con respecto a los minerales son:

· Son biodegradables y no tóxicos.
· Mayor lubricidad; como fluidos en sistemas hidráulicos sobrepasan las pruebas ASTM D2882 y ASTM D2271.
· Mayor Indice de Viscosidad; en algunos aceites es hasta de 223 como en el caso de los aceites de soya.
· Elevados puntos de inflamación, el cual puede ser hasta de 326°C en los aceites de soya versus 280°C en los aceites minerales.
· Provienen de recursos renovables lo que permite garantizar su disponibilidad en el tiempo.

Las desventajas más importantes de los aceites vegetales con respecto a los minerales son:

· Baja resistencia a la oxidación.
· Bajo punto de fluidez, lo que permite que se congelen a menores temperaturas de operación.

En la tabla No1 se especifican las propiedades físicas más importantes de los aceites vegetales.

Tabla No1
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ACEITES VEGETALES

TIPO DE ACEITE VEGETAL
Propiedades físicas
Saturado
Monoinsaturado
Polinsaturado
Estabilidad a la oxidación
E
MB
D
Fluidez a bajas temperaturas
D
B
B
Estabilidad hidrolítica
M
MB
MB
Indice de Viscosidad
130
200
200
E: Excelente ; MB: Muy Bueno ; B: Bueno ; M: Moderado ; D: Deficiente

En al tabla No 2 se especifica la producción mundial de aceites vegetales durante el año 2.001.

TABLA No 2
PRODUCCIÓN MUNDIAL DE ACEITES VEGETALES DURANTE EL AÑO 2.001

TIPO DE ACEITE VEGETAL
MILLONES DE TONELADAS MÉTRICAS
Colza
4,0
Girasol
4,5
Soya
8,0
Palma
4,0
Maní
4,0
Algodón
3,0
Coco
3,0
Olivo
2,0

TIPOS DE ACEITES VEGETALES

Los más importantes son:

COLZA

Es un glicérido (triesteres de glicerina, 1, 2, 3-trihidroxipropanol y los ácidos oleico, linoleico y linolenico, ácidos mono, di y triinsaturados C-18 respectivamente. El glicérido también contiene cantidades variables de grupos esteres derivados del ácido erúdico (un ácido monoinsaturado C-22). El aceite de colza se extrae de las semillas de la Brassica Campestris mediante un proceso de descascarado al vapor, posteriormente se desgoma , se refina con vapor, se blanquea mediante la utilización de tierras activadas con ácidos y se desodoriza. Finalmente mediante la hidrogenación se obtiene un aceite resistente a a la oxidación y a la degradación térmica. El aceite de colza tiene una viscosidad de 36 cSt a 4,4°C.

En el año 2.001 se produjeron aproximadamente 4 millones de toneladas métricas de aceite de colza; cerca de la mitad de esta producción tuvo lugar en la China y en la India, donde la semilla se usa principalmente como alimento. En Europa, en el año 2.001, la producción de aceites lubricantes a partir de la colza fue de 1,6 millones de toneladas métricas.

SOYA

El aceite de soya contiene ácido oleico y sus características lubricantes y costo son similares a su equivalente derivado del petróleo. A nivel mundial la producción de aceite de soya durante el año 2.001 fue de 6,2 billones de galones, de los cuales la mitad fue producida en los Estados Unidos. Los aceites de soya se utilizan como fluidos hidráulicos en tractores, en sistemas hidráulicos industriales, como fluidos hidráulicos en la industria alimenticia, aceites para engranajes, aceites para compresores y para transformadores. En la actualidad se está experimentando con estos aceites para formular aceites de dos tiempos y fluidos para corte de metales.

CANOLA

Es una variedad de aceites de colza que no contiene ácido erúdico. Su desarrollo se debió a la preocupación suscitada entre los usuarios de los aceites vegetales de que el ácido erúdico daba lugar a una serie de patologías y de trastornos fisiológicos entre los seres humanos.

GIRASOL

Posee un alto contenido de ácido oleico (un ácido monoinsaturado) y bajos niveles de ácidos poli-insaturados (linoleico y linolicol) que le dan una buena estabilidad a la oxidación (esta propiedad se mejora con la adición de antioxidantes en la prueba RBOT ASTM D2272), baja volatilidad y propiedades anti-desgaste. Los resultados de la estabilidad a la oxidación del aceite de girasol han sido confirmadas con la prueba modificada y acelerada de alta temperatura para aceites de engranajes industriales ASTM D2893 y la británica IP280.

JOJOBA

Este aceite vegetal no es un trigliceri8do sino un éster simple derivado de ácidos de hidrocarburos de cadena recta C-20 y C-22 y de alcoholes. El aceite de jojoba se caracteriza por su elevada resistencia a la degradación bacteriana, lo cual le permite almacenarlo durante varios años sin que se vuelva rancio. La viscosidad de este aceite cambia muy poco con la presión, lo cual ha permitido que en la actualidad se esté experimentando con este aceite en sistemas hidráulicos de alta presión.

RICINO

También conocido como aceite de higuerilla, está constituido en un 90% por el ácido ricinoleico que es un ácido monoinsaturado de 18 carbonos con un sustituyente hidróxido. Si bien el ricino es sumamente tóxico para los seres humanos, el aceite de ricino se usa como un componente "no tóxico" en los aceites de corte y en los lubricantes para la laminación del acero a altas temperaturas y en otros líquidos para trabajos con metales. La viscosidad del aceite de ricino es de 6,8 cSt a 20°C. La versión oxidada y esterificada del aceite de ricino se usa como lubricante en la industria de la aviación.

CONCLUSIONES

El uso de los aceites vegetales por parte de la industria y del sector automotriz cada vez será mayor lo que permitirá eliminar paulatinamente la utilización de loa aceites derivados del petróleo. Los requerimientos de que los aceites lubricantes sean biodegradables y no tóxicos marcará la diferencia entre los vegetales y cualquier otro tipo de aceite. En la actualidad los aceites vegetales, son casi de uso exclusivo de los países desarrollados y en muy pocos casos se encuentran en el sector productivo de América Latina debido fundamentalmente a la inexistencia ó falta de aplicabilidad de normas ambientales más exigentes que conlleven de manera obligatoria a que la industria los utilice. Para dar este paso es muy importante que el personal de mantenimiento tenga unas buenas bases en los procesos de la lubricación y de la Tribología ya que de lo contrario el programa de implementación de lubricantes vegetales puede ser un fracaso. La recomendación en este caso es que el paso a los aceites vegetales se de en el siguiente orden: minerales-sintéticos y vegetales.

INQUIETUDES DE NUESTROS SUSCRIPTORES

 


LICITACIÓN DE LUBRICANTES

En nuestra empresa estamos utilizando una sola marca de lubricantes tanto para lubricar nuestros equipos industriales como automotores. Debido a la necesidad de mejorar cada día más nuestro proceso de lubricación, hemos decidido sacar una licitación de lubricantes en donde los diferentes fabricantes de lubricantes que deseen participar en esta licitación compitan en igualdad de condiciones. Nos gustaría saber sus recomendaciones en cuanto a qué aspectos, además del precio de los lubricantes, es necesario tener en cuenta y qué puntaje se le podría dar a cada uno de ellos.

SIDERURGICA ATLANTIS, MONTEVIDEO - URUGUAY

La compra de lubricantes en las empresas no solamente debe tener como base fundamental que su precio sea el menor posible sino que debe contemplar otros aspectos importantes que le dan valor agregado a dicha gestión; los más importantes, evaluados teniendo en cuenta un puntaje de 1000 puntos son:

Número
Aspectos a tener en cuenta
Puntaje
01
Precio más bajo de los lubricantes
500
02
Coeficientes de fricción de los lubricantes más bajos.
200
03
Dialización de aceites contaminados
100
04
Asesoría técnica consistente en :
· Análisis de laboratorio a grasas y aceites.
· Seminarios de capacitación en lubricación y en Tribología.
· Solución a problemas de lubricación que se presenten en máquinas rotativas.
· Actualización en nuevas tecnologías en lubricación.
· Visita mensual a la empresa.
· Actualización de las cartas de lubricación de los equipos de la empresa.
200

Nota:
Dentro del documento de la licitación de los lubricantes debe quedar incluido que el nuevo proveedor de lubricantes debe anexar las pruebas de compatibilidad de sus lubricantes con respecto a los que se venían utilizando y en caso de que no sean compatibles, el primer cambio de los lubricantes correrán por cuenta de él. La mano de obra requerida quedará a criterio de la empresa.

INFORMACIÓN


INGENIEROS DE LUBRICACIÓN LTDA


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