La viscosidad se define como la resistencia interna que opone cualquier fluido a fluir bajo la acción de una fuerza externa, entiéndase gravedad o esfuerzo de corte.
La viscosidad se ha considerado como la propiedad de mayor importancia en los aceites lubricantes, lo que propició el desarrollo de muchas metodologías para su determinación y, paralelamente, diversos sistemas de clasificación con base en la misma.
Clasificación de viscosidad SAE para lubricantes de motor de combustión interna
La Sociedad de Ingenieros Automotrices de los Estados Unidos (SAE), estableció una clasificación de viscosidad para los lubricantes desarrollados para su uso en motores de combustión interna (diesel, gasolina y gas). Esta clasificación de lubricantes está definida según la especificación SAE J-300-09 (ver Tabla 1) y en la actualidad contempla 11 grados de viscosidad, divididos en grados de invierno y grados de verano.
Los grados para invierno van acompañados por la letra “W” (Winter) y se basan en el cumplimiento de requerimientos de comportamiento a baja temperatura, aunque también deben cumplir con requerimientos a alta temperatura.
Los grados de verano no van acompañados por alguna letra y sus requisitos de comportamiento son a altas temperaturas.
Requerimientos de Grados de Viscosidad de INVIERNO
Arranque a bajas temperaturas. La capacidad del lubricante para permitir el fácil arranque del motor bajo condiciones de bajas temperaturas, en virtud de su poca resistencia al movimiento o baja viscosidad dinámica a altos esfuerzos de corte, la cual es evaluada por ASTM D-5293-10, método de ensayo estándar para determinar la viscosidad aparente de aceites de motor entre -5 y -35°c, utilizando el simulador de arranque en frío.
Facilidad de bombeo. La capacidad del lubricante para fluir a través de la bomba de aceite a bajas temperaturas, de tal manera que se logre una adecuada lubricación en las partes más críticas del motor, en virtud de su baja viscosidad dinámica a pequeños esfuerzos de corte, evaluada por ASTM D-4684-08, método de ensayo estándar para determinar el esfuerzo de corte y la viscosidad aparente de aceites para motor a bajas temperaturas. Cuando un aceite es enfriado, la velocidad y duración del enfriamiento afectan el esfuerzo de corte y la viscosidad. En este ensayo, el aceite se enfría lentamente en un rango de temperatura en el cual ocurre cristalización de ceras. Esto simula que si el aceite no tiene una apropiada viscosidad, no podrá ser succionado por la bomba, de ahí que no pueda llegar a los componentes del motor que deben ser lubricados. Se cree que esta falla ocurre por la formación de una estructura tipo gel que da como resultado un elevado esfuerzo de corte, una alta viscosidad, o ambos.
determinacion del punto de fluidez de aceites lubricantes Entendiendo los grados de viscosidad SAE para lubricantes de motor
Figura 1 – Determinación del punto de fluidez de aceites lubricantes
Mínimo de viscosidad a altas temperaturas. La propiedad del lubricante para garantizar, a altas temperaturas, una película fluida entre las partes en movimiento, con un requisito mínimo de viscosidad cinemática a 100°C (ASTM D-445-11).
Requerimientos de los Grados de Viscosidad de VERANO
Mínimo de viscosidad a altas temperaturas. para garantizar una película fluida entre las partes en movimiento, con un intervalo de viscosidad cinemática a 100°C para cada grado en particular, (ASTM D-445-06) método de ensayo estándar para determinar la viscosidad cinemática de fluidos opacos y transparentes.
Viscosidad en alta temperatura/alto esfuerzo cortante. La cualidad del lubricante para generar un adecuado espesor de película a alta temperatura y altos esfuerzos de corte (ASTM D-4683-10 y D-4741-06), método de ensayo estándar para determinar la viscosidad a alta tasa de corte y alta temperatura por el simulador de cojinete cónico y método de ensayo para determinar la viscosidad a alta tasa de corte y alta temperatura por medio del viscosímetro de tapón-cónico. El primero se correlaciona con las condiciones que se encuentran en los cojinetes de bancada de un motor de combustión interna operando en condiciones severas. El segundo representa las condiciones de alta temperatura y alto corte que se presentan en un motor de combustión interna, sin tener en cuenta las presiones. En la Tabla 1se presentan dos valores para el SAE 40. Uno para los grados que pueden utilizar la marca que los identifica como aceites para economía de combustible o servicio liviano (gasolina) y el otro para servicio pesado (diesel).
Aceites Monogrados y Multigrados
Monogrados; Cuando es formulado para cumplir con sólo uno de los requisitos de la tabla, es decir, baja temperatura (W, invierno) o alta temperatura (verano), se dice que este aceite es un “monogrado” (por ejemplo: SAE 30). Esto podría aplicar para aquellos motores estacionarios que generalmente operan a velocidades y cargas constantes, siendo los más usados los SAE 30 y 40.
Multigrados: cumple con un grado de invierno y uno de verano, se dice que es “multigrado” (por ejemplo: SAE 10W-30); es decir, este aceite se comporta como un SAE 10W a bajas temperaturas y como un SAE 30 en altas temperaturas. Para lograr este comportamiento, los aceites multigrados suelen ser formulados con aditivos que le permiten fluir a bajas temperaturas evitando la formación de geles o ceras, denominados depresores de punto de fluidez (PPD), y aditivos que le mejoran el índice de viscosidad (IV, relación del cambio de viscosidad por efecto de la temperatura) para poder mantener la viscosidad a altas temperaturas, llamados mejoradores del índice de viscosidad (VII, en inglés).
En la actualidad, los fabricantes de motores a gasolina y diesel recomiendan el uso de aceites multigrados por las ventajas que presentan en cuanto a economía de combustible y consumo de aceite, entre otros.
El sistema de certificación y licenciamiento establecido por el API (Instituto Americano del Petróleo) para aceites de motor, establece que los únicos grados de viscosidad que pueden proporcionar economía de combustible y colocar esa leyenda en sus envases, son los que cumplen con los grados SAE 0W-XX, 5W-XX Y 10W-XX. Entendiendo que XX puede ser SAE 20 y, 30. Los demás grados como serían 15W-XX, 20W-XX y 25W-XX, no pueden colocar en sus envases el sello del API como lubricantes que satisfacen los requisitos de economía de combustible.
En Lima,
Auto nuevo o poco uso; 10W 30
Auto mediano uso: 10W 40
Costo de cambio de lubricante Castrol con cambio de filtros de aire LIS: S/ 150
