Ya se están realizando esfuerzos para sustituir productos de aceite mineral con materias primas de origen vegetal, como aceites con base de soya.
Sin embargo, el desarrollo de estos fluidos está orientado, principalmente, a un alto nivel de compatibilidad medioambiental y estos se están enfocando para un creciente mercado en los sistemas de equipos móviles.
Los aceites obtenidos a partir de soya y plantas afines, poseen muy buenas propiedades técnicas y un alto índice de viscosidad. Esto porque la mayoría de los aceites vegetales contienen una molécula de éster, que comprende una glicerina trivalente como el componente de alcohol y tres ácidos grasos.
El término “esterificación” se utiliza para referirse al proceso reversible que tiene lugar durante la reacción de alcoholes y ácidos, como se da en forma simplificada en la siguiente ecuación:
Alcohol + Ácido = Éster + H_2 O
Los ésteres son de carácter polar, por lo cual, la adhesión resultante a las superficies metálicas se acompaña de excelentes propiedades antidesgastes y el proceso de baño de la superficie también proporciona una protección satisfactoria contra la corrosión.
Los compuestos éster y los enlaces de carbono doble, característicos de los ácidos grasos, se cambian de forma relativamente fácil por medio de oxidación, hidratación o hidrólisis.
Como resultado, los aceites naturales demuestran baja estabilidad a la oxidación del aceite y dan lugar a reacciones agresivas.
Por otro lado, estas propiedades también permiten rápida y completa biodegradación de cualquier líquido que tenga fugas en el sistema y termine en el suelo, en contacto con agua o aguas residuales.
Esto significa que los aceites naturales deben ser fortificados con sustancias adecuadas para evitar el envejecimiento de fluido durante el servicio.
Por supuesto, los aditivos usados para esto no deben obstaculizar la descomposición biológica natural y no deben ser tóxicos.
En este sentido, existen diversas combinaciones posibles de los alcoholes y ácidos que ofrecen un medio para formular selectivamente los productos que cumplen los requisitos para ser tomados como medios hidráulicos.
Los productos naturales o químicos se eligen como los materiales de partida y estos se combinan de diferentes maneras en las etapas posteriores del proceso.
No obstante, la estabilización molecular es generalmente acompañada de una reducción en la capacidad de biodegradación rápida.
Los aditivos deben mezclarse en estos fluidos y también están sujetos a restricciones ecológicas.
Se hace una distinción entre dos grupos principales de ésteres sintéticos, como los que constituyen los aceites base adecuados para los aceites hidráulicos.
Los ácidos grasos naturales y el ácido oleico, en particular, se utilizan para los ésteres insaturados, tales como TMP (trimetilolpropano) éster.
Aunque sus enlaces dobles garantizan buenas propiedades a bajas temperaturas, éste afecta negativamente su comportamiento ante la oxidación del aceite; siendo la estructura química muy similar a la de los aceites naturales. Sin embargo, el proceso de fabricación es muy complejo y muy caro.
Por ello, los Poliglicoles llevan siendo los que se han utilizado como base en los lubricantes sintéticos de alto rendimiento por décadas.
De este grupo
, los polialquilenglicoles presentan significativamente menor potencial de peligro ambiental que los aceites minerales y, por lo tanto, se utilizan para la clase HLP.D; en el proceso de síntesis petroquímica, la viscosidad puede ser influenciada por la variación de la masa molecular, lo que significa que hay diferentes clases de viscosidad a disposición.
El comportamiento de la viscosidad ante los cambios de temperatura es menor para los éster fluidos que para los aceites minerales contando con un índice de viscosidad de 185-215 sin ninguna fortificación.
Las propiedades tribológicas son equivalentes o mejores que la de los aceites minerales; a diferencia de los aceites poliglicoles que son solubles en agua, lo cual juega un papel importante en su biodegradación.
Pero aún así, en países como Austria, ya no consideran estos productos como compatibles con el medio ambiente.
Los líquidos que se sintetizan principalmente de polialfaolefinas (PAO´S) y se utilizan con frecuencia en el sector de transmisión de presión, aún no están jugando un papel significativo en los sistemas hidráulicos.
Esto, por la falta de compatibilidad con los materiales normalmente utilizados en sellos o empaques para los sistemas hidráulicos, siendo un factor que debe ser considerado en forma crítica por las múltiples formulaciones de combinación de PAO con hidrocarburos, lo que hace difícil llegar a un acuerdo sobre la selección correcta de materiales.
Cuando se utilizan fluidos compatibles con el medio ambiente, el hecho es que pueden reaccionar de manera diferente con plásticos y ciertos metales con los que se manufacturan los retenes.
Si un poliglicol se utiliza en maquinaria, por lo general, es necesario eliminar el recubrimiento en el interior del recipiente, ya que disuelven pintura y laca.
Los precios relativamente altos de ésteres sintéticos, en particular los de los ésteres sintéticos saturados, siguen impidiendo que los aceites se utilicen en cualquier aplicación lo que evita un consumo masivo.
Aunque la proporción restante de los fluidos biológicos son rápidamente biodegradable y ecotoxicológicamente inofensivos, estos todavía se basan en utilizar cebo de res y productos petroquímicos en su mayor medida.
Si la atención se centra en los fluidos hidráulicos solamente, alrededor de 6.9% de los lubricantes y fluidos hidráulicos se puede describir como aceites bioambientales, siendo aceites con biotécnicas representan el 2.4% del mercado conjunto.
Ing. Leonel Gamboa
Consultoría y Capacitaciones en Mantenimiento
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