Renovadas lecciones sobre lubricación

Por el Ing. Antonio J Ciancio

Han llegado los días en que hemos de aprender cómo interpretar las especificaciones y recomendaciones para los motores totalmente flexibles para cualquier combustible (nafta, alconafta, alcohol puro y GNC).

Sin ninguna duda el descubrimiento y utilización del fuego marcó el despegue de la civilización tal como la conocemos hoy. Su manejo tiene algunas reglas simples y muy bien definidas, algunas de las cuales hemos aprendido con duras experiencias desde niños ¿oyeron alguna vez a los abuelos gritarles “tuto” a los chicos cuando van a tocar algo muy caliente?  Bueno, así la combustión se transformó en la base de la mayoría de los procesos industriales, con un marco muy rígido y con más experiencia que ciencia.

El dominio total del fuego está todavía muy lejos para nuestro desarrollo tecnológico. Pensemos que al encerrarlo en la cámara de combustión se traban en dura lucha las leyes de la termodinámica, la química y la mecánica de fluidos (y descarto arbitrariamente las deformaciones de los metales). Para cada una de esas “disciplinas” se llegan a plantear ecuaciones diferenciales de imposible resolución matemática, aún para analizar procesos mucho más simples que el de un motor. El procedimiento estándar para determinar la “velocidad de propagación de la llama” casi nos avergüenza por la cantidad de condicionamientos que imponemos en el ensayo.

Mi querida termodinámica está llena de ecuaciones que solo son válidas para procesos cuasi-estáticos ¡Categórica contradicción! Es muy duro reconocer que las complejas resoluciones de integrales matemáticas NO SON APLICABLES a procesos reales, donde hay violentos cambios de presión y temperatura, con velocidades y aceleraciones importantes.

Las resoluciones por técnicas avanzadas de computadora, que en general son evoluciones de los métodos de “elementos finitos”, solo dan soluciones para casos parciales y deben estar suplementadas por innumerables mediciones de laboratorio y dinamómetro…

Se entiende entonces por qué los desarrollos de los motores tienen como base a las investigaciones en laboratorios especializados, que pueden ser externos como las firmas globales Ricardo o AVL, o bien pueden ser internos de cada automotriz…y ahí empieza una deliciosa anarquía de soluciones: ¡la cosa se pone bien buena!

El éxito de las investigaciones depende mucho de la calidad de diseño del ensayo, que involucra la elección del tipo de motor para el dinamómetro, elaboración del prototipo; la definición del tipo de ciclado al que se lo someterá durante la prueba, la cantidad y calidad de los sensores de presiones, temperaturas, velocidades, aceleraciones y pulsos, deformaciones instantáneas de los metales…por supuesto influye también la tecnología y las computadoras utilizadas para la adquisición de datos; y muchos otros parámetros más, que nosotros ni nos imaginamos.

Como remate, se debe contar con el mejor equipo de científicos y expertos, que han realizado el diseño preliminar de la máquina; y luego de los ensayos toman decisiones para corregir o mejorar los “puntos flojos”… ¡y volver a empezar los ensayos!

GDI de diseño Genérico.

GDI de diseño Genérico.

GDI de diseño Toyota.

GDI de diseño Toyota.

A la larga, algunos caminos tecnológicos confluyen, los resultados son similares: por ejemplo, tras varios lustros de fuerte liderazgo japonés, EEUU y Europa empiezan a tener una oferta importante de los motores nafteros con inyección DIRECTA (GDI por las siglas en inglés, Gasoline Direct Injection) Vean si quieren  http://es.ford.com/cars/focus/.

…Y también algunas cosas pasan desapercibidas tras tantos ensayos. Maradó diría que se les escapó la tortuga con el tema de ensuciamiento de las válvulas de admisión…y la “furia” de la calle inundó todos los foros que se puedan imaginar, con el EcoBoost de mi querida Ford encabezando las listas negras de USA…

 

También los de la industria de los lubricantes “nos quedamos dormidos”. A decir verdad la organización ACEA hace más de 15 años que viene prometiendo la emisión de la norma específica para GDI, la ACEA A4 (por sus procedimientos ahora debería venir ligada a una de diésel ligero, por ejemplo ACEA A4/B4).

Esto nos demuestra por qué las especificaciones de los fabricantes son mucho más importantes que los mismísimos niveles de calidad de API (Instituto Americano del Petróleo) o de ACEA, a pesar de que, en esta última, la injerencia de los fabricantes de motores es más importante. Es que lleva mucho tiempo lograr el acuerdo en el comité técnico “normalizador”, a veces más de 4 años, y las necesidades de los fabricantes no pueden esperar el “nacimiento” de una norma que quizás ya quede obsoleta para los modelos más nuevos.

Así que si su manual pide, por ejemplo, un aceite Ford WSS-M2C913-D, use como mínimo ese nivel de calidad, verifíquelo con la información técnica del aceite que va a comprar o consulte a su proveedor.

Las “equivalencias” le pueden causar un dolor de cabeza: la base de la especificación Ford  WSS-M2C913-D  es  la ACEA A5/B5-10 (máxima protección contra el desgaste y aceite larga vida) pero tiene requerimientos adicionales.

Es mejor verlo en una imagen con el diagrama de telaraña, registrado por Lubrizol:

CIANCIO Performance de Ford M2C 913D

Es decir que cumpliendo la norma Ford se tiene mejor resistencia al desgaste y mucho mejor control del espesamiento a causa de las altas temperaturas que provocan la oxidación (degradación) de la base lubricante: entonces, en beneficio de su motor, utilice el producto con la especificación del fabricante, o bien algún producto que exceda ampliamente sus requerimientos, como Mobil 1 ESP Formula 5W-30: la sumatoria de las normas VW 504.00/VW 507.00, con la Peugeot B71 2290 define prestaciones que son muy superiores a la especificación de Ford.

 

Otro caso particular al que quiero referirme es la aparición de las nuevas especificaciones de Volkswagen: VW 508.88 para nafteros y VW 509.99 para diésel.

Éstas fueron concebidas para lubricar a todos sus motores con tecnología de punta, incluyendo los turbodiesel con inyector bomba (pumpe-düse) fabricados en Brasil a partir de diciembre de 2013.

Está dirigida a los motores FlexFuel: deben ser capaces de funcionar con nafta pura, alconafta de 22% o bien alcohol puro…

El desarrollo apunta a aquellos países donde el combustible tiene muy baja calidad, y allí VW  prohíbe el uso de los aceites de punta “Low SAPS” (bajas Cenizas Sulfatadas, Fósforo y Azufre) que cumplen las normas VW 504.00 (nafteros) y VW 507.00 (turbodiesel con equipos para postratamiento de los gases de escape, incluyendo los filtros de partículas DPF). Estos no deben usarse aprovechando sus propiedades larga vida con combustibles pobres; y VW quiere evitar posibles malentendidos por parte de los usuarios.

El aceite nuevo es un sintético 100%. Es de altas cenizas y alto contenido de aditivo antidesgaste (formulados con Azufre, Fósforo y Cinc). Es decir que se va a usar en vehículos que no tienen dispositivos de postratamiento, sensibles a esos componentes. Por otro lado, Brasil, que por ley adoptó la norma de protección ambiental Euro V, la cual incluye la utilización de combustibles de menos de 10 ppm de azufre, podrá empezar a usar aceites como el Mobil 1 ESP Formula 5W-30, que excede a las VW 504.00 y VW 507.00 .

Es el aceite que está en la cima de la calidad para vehículos medianos: nafteros y diésel ligero, de aspiración natural o turboalimentados, con las últimas versiones de postratamiento.

CIANCIO 508.88 Vs  504

En el gráfico se ve claramente que el único parámetro en el cual la VW 508.88 supera al Mobil 1 ESP Formula 5W-30 es la limpieza de pistón, directamente relacionado con el altísimo TBN (> 11 mg KOH/gr) y las altas cenizas (de 1 a 1,5 %) y también con muy alto fósforo. Como consecuencia se define un período entre cambios de aceite muy corto comparado con los que admite el Mobil 1 ESP Formula 5W-30: según el mercado donde se puede llegar a 30.000 Km para los nafteros (Europa). En Argentina está autorizado hasta 15.000 Km.

Debemos respetar las especificaciones del fabricante, y no pretender usar, por ejemplo, un API SN (norma que acompaña a la descripción de la VW 508.88) porque no cubre necesariamente los requisitos que pretende Volkswagen.

Como conclusión, las nuevas lecciones aprendidas  en lubricación nos indican que debemos leer las etiquetas buscando fundamentalmente las especificaciones de los fabricantes. API  y ACEA ya son secundarias.

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