¿Cómo funcionan los aceites monogrado vs multigrado?

Parece una pregunta muy sencilla, pero la verdad es que hay gran confusión y mitos alrededor de ella. Como se verá a continuación no es fácil responder en pocas palabras.

Un aceite multigrado es un lubricante diseñado para trabajar en aplicaciones donde los cambios de temperatura son considerables. Por ejemplo en algunas regiones del hemisferio norte las temperaturas son de – 40°C en el invierno y de + 40°C en el verano. Sin embargo, esto no significa que no puedan ser utilizados en lugares en donde los cambios de temperatura no son tan dramáticos. En la actualidad, los aceites monogrados son cada vez menos comunes y han sido desplazados por los multigrados paulatinamente en todo el mundo.

Los aceites monogrados se utilizan aún en aplicaciones como motores de competencia, equipo industrial que opera 100% en aplicaciones de alta temperatura y condiciones especiales de diseño de motores que no permiten el uso de un multigrado.

Para el caso de un aceite 15W 40, mucha gente asume que el 15W es el grado del aceite para bajas temperaturas y el 40 el grado para altas temperaturas, aunque hay cierta lógica en ello, también hay grandes diferencias.

Si esto fuera cierto, un aceite 15W 40 sería grado 15 en baja temperatura y 40 en alta temperatura. Eso significa que este aceite “engrosaría” con la subida de la temperatura, lo cual no es cierto. La realidad es que el aceite 15W 40 es más grueso en bajas temperaturas que en altas temperaturas.

El número 15W realmente se refiere a la facilidad con la que el aceite puede ser “bombeado” en bajas temperaturas, mientras más bajo sea el número “W”, mejores serán sus propiedades de baja viscosidad y podrá ser arrancado el motor a muy bajas temperaturas.

La “W” significa Winter en Ingles – (Invierno) Un aceite 5W 40 es mejor que un 15W 40 en arranque a bajas temperaturas. Ese es el real significado del primer número “Facilidad de arranque en bajas temperaturas” – equivalente al término “Startability” en inglés.

El segundo término es el grado de viscosidad real del aceite en las temperaturas de operación del motor y es determinado por la viscosidad cinemática del aceite a 100°C. Una vez que el motor arrancó y se ha calentado, el aceite trabaja como un grado SAE 40, esto es la viscosidad con la que se protege al motor la mayor parte del tiempo. La gran ventaja de los aceites multigrados es su gran flexibilidad para proteger al motor en el arranque, con una viscosidad baja y que permite que el aceite llegue muy rápido a las partes del motor, para protegerlo contra el desgaste y posteriormente que sostenga una viscosidad correcta para el tiempo que opera en condiciones “normales” de temperatura que son reguladas por el sistema de refrigeración (enfriamiento) del motor.

Para lograr este efecto, es necesario adicionar al aceite un aditivo llamado mejorador del índice de viscosidad en la formulación del aceite. Se parte de un básico delgado con un paquete de aditivos de acuerdo a la función que va a desempeñar (ya sea para motor a diesel o gasolina), depresores de punto de congelación y se adiciona este polímero de alto peso molecular (una cadena muy larga) llamado mejorador del índice de viscosidad. Este polímero se expande conforme la temperatura incrementa, compensando en algo el efecto de adelgazamiento ocasionado por el incremento de la temperatura del aceite. Esto permite que el aceite base original se adelgace (baje su viscosidad) como un SAE 40, conservando una mejor viscosidad.

Recuerde que el aceite se adelgazará con la temperatura, lo importante en los multigrados es cuanto se adelgaza. El aditivo mejorador de IV reduce la acción de adelgazamiento para lograr que el lubricante cumpla con estos. Lo que se pretende en realidad es que el aceite sea tan delgado como sea posible en bajas temperaturas y que no se adelgace tanto en altas temperaturas para que pueda proteger al motor. El beneficio es pues muy importante tanto en el arranque (a cualquier temperatura), ya que el aceite fluirá rápidamente al motor y lo protegerá adecuadamente en altas temperaturas (las de operación). Por supuesto que mientras más baja sea la temperatura de arranque, mayor será el beneficio. Esta es una de las razones por las que los aceites multigrados, también ahorran combustible, pero esa es otra historia.

Para saber cual es el aceite lubricante de motor mas adecuado para nuestro vehículo, tratemos primero de entender cuales son las funciones básicas del aceite dentro de éste tan complicado mecanismo que es un motor de combustión interna.

Disipar el calor.
Proteger contra la humedad y la corrosión.
Controlar el desgaste disminuyendo la fricción entre partes.
Mantener fluidez a bajas temperaturas.
Impedir formación de espuma.
Evitar la formación de depósitos.

Analicemos una por una éstas funciones, intentando comprender el trabajo que el aceite tiene que hacer para cumplir con los requerimientos de cada caso.

  • Para disipar el calor, el aceite debe ser capaz de bajar la temperatura de las paredes del cilindro por ejemplo, (así como todos los otros diversos componentes asociados directamente con la combustión, como las levas, bielas, cigüeñal, etc) que durante la combustión se encuentra a temperaturas cercanas a los 200 º C / 350 º C, absorbiendo parte de este calor y trasladándolo a través del circuito de lubricación hasta el cárter para volver a enfriarlo hasta temperaturas entre 60 º C y 80 º C; para comenzar nuevamente el ciclo. Esta función es muy similar a aquella del liquido refrigerante, pero soportando temperaturas mas de tres veces superiores.
  • La protección contra la humedad y la corrosión parece ser una función algo extraña dentro de un motor, ya que es difícil imaginar formación de humedad y óxido dentro de este. Sin embargo, durante el proceso de combustión de un litro de carburante común se produce un litro de vapor de agua… si, vapor de agua… Bueno, además de esto, también se producen mezclas sulfurosas (por ejemplo dióxido de azufre) un producto de los componentes sulfurosos dentro de la fórmula típica de los combustibles.

Acá es donde un alumno del colegio secundario podría explicarnos perfectamente como de la mezcla de vapor de agua (H2O) y dióxido de azufre (O2S) se produce H2SO4, mas conocido por nosotros como ácido sulfúrico. Pero antes que salgan corriendo y gritando “Socorro!”; quédense tranquilos, ya que los lubricantes modernos cuentan con aditivos alcalinos para contrarrestar los efectos de este proceso acidificante.

  • La fricción es probablemente el motivo principal de desgaste de las partes metálicas blandas que componen el motor. El aceite debe ser lo suficientemente liviano para poder insertarse entre partes con poca separación entre ellas, y simultáneamente deberá transmitir fuerzas increíblemente grandes, en una película prácticamente micrométrica.

Esto se entiende mas gráficamente si logramos imaginarnos el punto de contacto entre el pistón y la biela, a través del perno que los mantiene unidos. Esta pieza debe transmitir enormes fuerzas de empuje (toneladas de fuerza de empuje por cm cuadrado) y lo hace a través de una película de aceite muy delgada, que se interpone entre el perno y la cabeza del pistón.
Esta película no deberá romperse nunca, ya que de ocurrir esto, entrarían en contacto directo los metales que componen ambas partes; recuerdan ustedes haber visto un metal en contacto con otro y ambos moviéndose a alta velocidad? (recuerden las películas donde los trenes bloquean sus ruedas sobre las vías)

Estas dos últimas funciones son consecuencias de las propiedades físicas del aceite mismo, y deben ser controladas con la ayuda de aditivos:

  • La formación de espuma es un problema que se produce a partir de la entrada en movimiento del lubricante, que con las altas RPM que llegan a alcanzar los motores actuales. Esta espuma que se forma produce cambios en el grado de viscosidad del lubricante, lo que altera su capacidad de movilizarse a altas velocidades, e impide que este alcance los lugares mas intrincados y complicados en que debe ubicarse.
  • Los depósitos sólidos dentro del motor provienen del propio proceso de combustión, que genera hollín entre otras cosas. Este hollín se deposita en los recovecos y circuitos del motor, reduciendo poco a poco el espacio disponible para la circulación del lubricante. Para combatir este mal, los lubricantes poseen aditivos detergentes y dispersantes encargados de controlar estos procesos.

Por ultimo existe la función de mantenimiento de la fluidez a bajas temperaturas. Esto se logra comprender en base a las leyes básicas de la termodinámica, que explican de alguna manera complicada, que un líquido reduce su grado de viscosidad a al aumentar su temperatura, aumentando así su fluidez, mientras que a bajas temperaturas, su viscosidad es mayor y por ende, su fluidez es menor.

En pocas palabras, las moléculas aumentan su distancia entre una y otra, y los ángulos y vibraciones intermoleculares aumentan al aumentar la temperatura, o sea las moléculas de aceite se “sueltan” más al subir la temperatura.

Cuando el motor se encuentra a bajas temperaturas, el lubricante es mas espeso y adquiere un grado superior de viscosidad, por lo tanto su fluidez se reduce. La importancia de la fluidez radica en que cuanto más baja sea la fluidez del aceite, mayor será el tiempo que este tarda en llegar a los más lejanos confines del motor, con el consecuente desgaste proveniente del contacto entre metales hasta ser cubiertos, lubricados y protegidos por el aceite.

Estas son solo algunas de las funciones que debe cumplir un lubricante para mantener en correcto funcionamiento el motor de nuestro vehículo. Y para poder adherirse a todos los requerimientos de cada una de las funciones del lubricante, el aceite requiere la ayuda de aditivos.

Un aceite típico está compuesto por aceites bases a los que se les agrega un paquete complejo de aditivos que aportan o mejoran una o varias de las propiedades del aceite base.

Todos los aditivos están diseñados para retardar los mecanismos de deterioro del aceite dentro del motor.

Los aditivos cumplen entre otras, las siguientes funciones:
anticorrosivos, antidesgastes, detergentes, dispersantes, mejoradores de índices de viscosidad, antioxidantes, depresores de punto de escurrimiento, antiespumantes y estabilizadores de pH.

Por lo general, es desconocido por nosotros que los lubricantes que adquirimos deben soportar antes de salir al mercado, las más duras y exigentes pruebas en bancos de motores para evaluar entre otras cosas su comportamiento ante el desgaste en las zonas más comprometidas (levas, cilindros…), la formación de depósitos en las zonas más calientes (aros de pistón), la formación de “barros” en los sectores más fríos (tapa de válvulas y cárter), el control de herrumbre y la acidez para evitar el ataque corrosivo de las piezas.

La mayor complejidad de los paquetes de aditivos y la calidad de los aceites base determinan la clasificación del lubricante. Cuando leemos un envase de aceite para motor, vemos además de los nombres de fantasía del producto, algunos datos sobre el tipo de producto que tenemos entre las manos.
Leeremos entonces, el tipo de aceite del que se trata, si es multigrado o monogrado; la clasificación API (American Petroleum Institute) – SAE (Society of Automotive Engineers) y probablemente las normas específicas de cada compañía que este producto alcanza.

¿Qué es un aceite multigrado (SAE 15W-40 por ejemplo)?
Un aceite multigrado es un producto que muestra una menor variación de viscosidad ante el incremento de la temperatura de servicio. Su denominación de multigrado proviene de la clasificación SAE y se debe a que este tipo de aceites cubre los requerimientos de varios tipos de aceites monogrado.

Al leer el envase, observaremos la clasificación de viscosidad SAE y si se trata de un multigrado (además de decirlo en el envase) podremos leer el rango de trabajo con el que puede cumplir el producto. Un ejemplo: SAE 15W-40.

En este ejemplo,SAE significa Sociedad de Ingenieros Automotrices (Society of Automotive Engineers).
15W es el grado SAE de viscosidad, que al estar acompañado por la letra W (winter), representa la aptitud para funcionar con temperaturas invernales.

40 es el grado SAE de viscosidad para trabajo a temperaturas normales.

Otra de las clasificaciones existentes es la perteneciente a la ASTM (American Society for Testing and Materials), que define los ensayos que se realizan a los lubricantes a partir de las necesidades que declara el API. Estas clasificaciones son las que pueden observarse en los envases con denominaciones como SJ, SL, o CH-4.

En este sistema de clasificación, la letra S representa la indicación de uso en motores tipo Spark o Nafteros, y la C se refiere a motores de tipo Compression o Diesel.
La letra y numero a continuación de cada de las denominaciones de uso expresa el nivel de exigencia que el aceite puede soportar. En la actualidad, el nivel máximo de exigencia solicitado para motores a gasolina es el L, mientras que para los diesel la exigencia suprema actual es la denominada H-4.

Estas clasificaciones comprenden una evolución acumulativa, dado que los aceites más modernos cumplen con normas que son cada vez más rigurosas y exigentes que las anteriores, sin dejar de abarcar las normas básicas que dieran origen a la clasificación.

Es decir que un lubricante actual clasificado como SL, cumple a su vez con las necesidades y requerimientos de clasificaciones anteriores como las SF, SG y SH de las décadas del 80 y 90, y también cumplirá con las clasificaciones anteriores a estas hasta la SA que dieron origen al sistema de clasificación de API en el año 1930.

OTRAS NORMAS Y CLASIFICACIONES

La performance de los lubricantes actuales está medida en base a distintas normas y clasificaciones. Estas normas pertenecen y responden a las necesidades detectadas por diversos usuarios de relevancia tal que les permite emitir su propia norma.

Como ejemplos interesantes podemos citar que un aceite de nivel SH excedería las siguientes normas:
API CD – Apto para la inmensa mayoría de Motores Diesel Ligeros.
MIL-L-462152E (46152A, B, C y D) – Norma Militar de USA para 1994 – Gasolina.
MIL-L-2104C (2104A y 😎 – Norma Militar de USA para 1998 – Diesel.
CCMC G5/D2/PD2 – Normas del Comité de Constructores de Automóviles de la Unión Europea.
Daimler Benz AG 226.5 Libro Azul.
VolksWagen VW 501.01/505.00.
Caterpillar 1-G2.
Mack T-6 y T-7.
Cummins NTC-400.

Como verán, existen varias empresas que establecen sus propias normas respecto a las necesidades y requerimientos que un lubricante deberá alcanzar para proveer la correcta protección al motor de cada empresa en particular.

Pero, porque no existe una única clasificación de necesidades para los lubricantes de motor?

Esto se debe a un concepto moderno que sugiere que el aceite lubricante es una parte más de la planta motriz. De esta manera, podemos encontrar que para ciertos productores, los aceites lubricantes están listados en los catálogos de repuestos y cuentan con su propio numero de parte.

Entonces, entenderemos que realizar un cambio de aceite es una operación similar a la de cambiar alguna parte desgastada de los cientos de componentes que forman parte del motor: y al mismo tiempo, estaremos en condiciones de decir, que el aceite y los filtros son el repuesto más económico del motor (¿Se imaginan cambiando aros y metales, pero dejando el mismo aceite en el cárter luego de rearmar el motor?)
Si entendemos que una empresa enlista al aceite como una parte o pieza del motor, no es difícil tomar conciencia que los motores actuales se encuentran diseñados en función de un determinado lubricante, carburante, filtros, etc. En efecto, un motor moderno se diseña para funcionar con un determinado lubricante y es prácticamente imposible obtener mejores performances ni mayor vida útil variando el tipo de lubricante utilizado.

Los requerimientos de Lubricantes del motor de cada vehículo se encuentran listados en los manuales del usuario, ofreciéndose variantes para distintas condiciones de servicio.
A su vez, los motores modernos se encuentran diseñados para trabajar con un determinado tipo de carburante, que también se encuentra especificado en el manual del usuario, y para variar… cualquier variación en el tipo de combustible utilizado irá en detrimento de la vida útil y/o la performance del motor.

¿Cómo podremos entonces mantener nuestro motor siempre en condiciones optimas?

Existen diversas maneras de cuidar nuestros motores a muy bajo costo, con solo asegurarnos de controlar y mantener en condiciones los elementos que forman parte del sistema de lubricación y combustión.

La búsqueda y selección de los elementos que utilizaremos (lubricantes y elementos filtrantes) es la parte más complicada, especialmente si consideramos el amplio rango de precios de estos repuestos hoy en día. Esta situación nos colocará entonces frente a una encrucijada en lo que es la teoría y práctica del mantenimiento y uso de un vehículo.

Una manera práctica de dar respuesta a nuestras dudas sobre lubricación y cuidado de nuestros motores es la de dar respuesta o clarificar los más conocidos “Mitos” sobre aceites y combustibles.

Por: Gerardo Trujillo, Director de Servicios Técnicos Noria Latín América
(de http://www.camionesybuses.com/tecnic…multigrado.htm )

Para entender mejor la lubricación y los lubricantes:

(http://www.patagonia4x4.com.ar/Profe/Entendiendo.htm)

Por Andres Gutovnik:

(http://www.patagonia4x4.com.ar/Oliva1.htm)
(http://www.patagonia4x4.com.ar/Oliva2.htm )

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